Steuerung des Umformverhaltens durch eine inhomogene Halbzeugerwärmung beim Querkeilwalzen

Thema Prozessauslegung, Umformtechnik
Projekttitel Steuerung des Umformverhaltens durch eine inhomogene Halbzeugerwärmung beim Querkeilwalzen (Inhomogenes Walzen)
Laufzeit 01.05.2023 – 30.07.2025

Das Querkeilwalzen ist ein Umformverfahren der Massivumformung, das insbesondere für die Vorformung im Rahmen von Stadienplanung geeignet ist. Bei diesem Verfahren wird das Halbzeug traditionell homogen im Ofen oder mittels Induktionsofen erwärmt.

Während des Querkeilwalzprozesses können diverse Walzfehler auftreten, die die Qualität der Bauteile entlang der gesamten Herstellungsprozesskette beeinflussen. Eine der Hauptursachen liegt in der unzureichenden Prozessstabilität, die zu Verrutschen oder ungleichmäßiger Torsion des Halbzeugs führt. Diese Probleme resultieren aus den lokalen Unterschieden in den Fließwegen des Materials während des Querkeilwalzprozesses. Der Werkstoff im Bereich des Keils fließt deutlich anders als im Bereich außerhalb des Keils, was zu Torsionen und Qualitätsproblemen führt. Um die Fließeigenschaften des Werkstoffs an das Querkeilwalzwerkzeug anzupassen, eignet sich eine inhomogene Erwärmung. Dies ermöglicht es, die Prozessstabilität zu steigern und Walzfehler zu minimieren.

Zusätzlich hat die inhomogene Erwärmung des Halbzeugs den Vorteil, dass sie zu einer lokalen Verringerung der Verzunderung führt und die Oberflächenqualität des Endprodukts verbessert. Bisher wurde die Erwärmungsstrategie einer inhomogenen Halbzeugerwärmung für das Querkeilwalzen nicht umfassend erforscht.

Das Forschungsziel ist es, den Einfluss dieser inhomogenen Halbzeugerwärmung auf den Querkeilwalzprozess zu ermitteln, um die Walzqualität und Prozessstabilität signifikant zu steigern. Durch gezielte Erwärmungstechniken werden unterschiedliche Fließspannungen in den Halbzeugen erzeugt, um das Umformverhalten gezielt zu beeinflussen und den Walzprozess zu verbessern.

Das Projekt gliedert sich in zwei Hauptziele: Zunächst erfolgt die simulative Identifikation der Parameterauswirkungen auf die Walzqualität und Prozessstabilität. Im zweiten Schritt erfolgt die experimentelle Verifizierung dieser Einflüsse, da die Simulation von Umformprozessen mit inhomogen erwärmten Halbzeugen noch nicht ausreichend erforscht ist.

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Förderer

Das Projekt mit dem Förderkennzeichen 508101900 wird mit Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Ansprechperson

Mareile Kriwall
Dipl.-Ing.

Abteilungsleiterin Prozesstechnik