Warm-Innenhochdruck-Umformung

Untersuchung des Werkstoffverhaltens bei der Warm-Innenhochdruck-Umformung

 

Problemstellung

Die Verwendung von Leichtmetalllegierungen oder hoch- und höchstfesten Stählen stellt im Vergleich zu konventionellen Werkstoffen eine Herausforderung an den umformtechnischen Prozess dar. Dies liegt in der Tatsache begründet, dass diese Werkstoffe sehr häufig durch ein eingeschränktes Umformvermögen sowie durch hohe Festigkeiten bei Raumtemperatur charakterisiert sind. Ein Anstieg der Prozesskräfte und frühzeitiges Versagen sind hierbei die Folge. Eine Möglichkeit diesen werkstoffbedingten Schwierigkeiten zu begegnen, ist mit der Verlagerung der Temperatur des Halbzeugs in den Halbwarm- und Warmumformbereich gegeben. Auch bei der Innenhochdruck-Umformung wird derzeit an einer Erwärmung des Halbzeugs während der Umformung gearbeitet. Für eine numerische Abbildung des Prozesses mit hoch- und höchstfesten Stählen fehlt es allerdings an einer verlässlichen Beschreibung des Fließverhaltens der rohrförmigen Halbzeuge bei hohen Temperaturen.

Zielsetzung

Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Gewinnung weiterer, vertiefter Erkenntnisse der Abläufe im Halbzeug während der Warm-Innenhochdruck-Umformung. Dazu ist eine bestehende Prüfmethodik so zu adaptieren, dass Fließkurven von verschiedenen Stahlwerkstoffen bei hohen Temperaturen generiert werden können. Weiterhin soll eine auf den gefundenen Ergebnissen basierende Methode zur numerischen Simulation des Prozesses realisiert werden.

Vorgehensweise

In der ersten Phase des Projektes ist ein bestehender Rohr-Berstversuchs-Prüfstand so anzupassen, dass geschwindigkeits- und temperaturabhängige Fließkurven von verschiedenen Stahlwerkstoffen bei hohen Temperaturen ermittelt werden können. Die so gewonnenen Fließdaten sollen dann einerseits dazu dienen eine numerische Simulation des Prozesses durchführen zu können sowie dazu beitragen zu weiteren Erkenntnissen der Abläufe im Halbzeug während der Warm-Innenhochdruck-Umformung zu gelangen. Im weiteren Anschluss daran erfolgt ein Abgleich einer in der Simulation abgebildeten Beispielgeometrie mit realen Experimenten.

 

Realisierter Prüfstand für Warm-Berstversuche

img_01
Abbildung 1
img_02
Abbildung 2