bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Beschreibung der Umwandlungsplastizität auf Grund innerer Spannungen während der Phasentransformation des Stahles 100Cr6∗
Authors: Dalgic M. , Löwisch G. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Der Verzug bei der Wärmebehandlung wird unter anderem den an verschiedenen Orten des Bauteils zeitlich unterschiedlich auftretenden Umwandlungsdehnungen zugeschrieben. Durch die schnelle Abkühlung des Bauteils entstehen infolge von Temperaturgradienten auch innere Spannungen im Bauteil. Diese Spannungen beeinflussen neben einer möglichen Überschreitung der Warmstreckgrenze und daraus entstehenden plastischen Verformungen auch das Umwandlungsverhalten des Werkstoffes. Zugspannungen führen im Allgemeinen zu einer Beschleuni-gung der Umwandlung und gleichzeitig zu einer Zunahme der Umwandlungsdehnung in Spannungsrichtung durch die sog. Umwandlungsplastizität. Es ist das Bestreben, durch Simulationsrechnungen eine Vorhersage des Verzugs und der erforderlichen Gegenmaßnahmen zur Verzugskompensation zu erhalten. Dazu ist es notwendig, das Werkstoffverhalten durch Modelle zu beschreiben, die wiederum in Finite-Elemente-Programme implementiert werden können. Für eine realistische Simulation ist es wichtig, Modelle zu entwickeln, die den Einfluss von Spannungen auf die Umwandlungsplastizität und die Umwandlungskinetik beschreiben. Dafür werden auf einem Gleeble-Umformdilatometer die inneren Spannungen durch äußere mechanische Spannun-gen simuliert. Dabei werden sowohl diffusionsgesteuerte als auch diffusionslose Umwandlungen unter dem Einfluss äußerer Spannungen untersucht. Verschiedene Literaturmodelle werden mit experimentellen Ergebnissen für den Werkstoff 100Cr6 verglichen.
Integrierte Härterei – Laserstrahlhärten im Großwerkzeugbau∗
Authors: Bonß S.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Herstellung von Großwerkzeugen und Vorrichtungen für den Karosseriebau der Automobilindustrie ist ein Beispiel, bei dem der Bedarf von flexibel einsetzbaren, automatisierbaren, verzugsarmen und in die spanende Bearbeitung integrierbaren Randschichthärteverfahren besonders deutlich wird. Ziel ist es hier, die Herstellungskosten der Werkzeuge zu senken und gleichzeitig deren Standzeit zu erhöhen. Die Anforderungen an die Werkzeugoberflächen, an die Funktionsflächen der Rohbauvorrichtungen und die Materialien haben sich auf Grund schmaler Blechhaltungen mit hohen Flächenpressungen, des Einsatzes höherfester Bleche, diverser Blechbeschichtungen mit verändertem Reibverhalten, höherer Anforderungen an die Außenhautqualität und hoher Stückzahlen erheblich erhöht. Auf Basis des Laserstrahlhärtens ist im Rahmen eines vom BMBF geförderten Projektes ein Technologiemodul „Integrierte Härterei“ entwickelt worden. Dieses kann in kartesischen oder Roboter basierten Maschinensystemen eingesetzt werden. Ein Hauptziel des Projektes war es, den Prozess des Laserstrahlhärtens auch für den qualifizierten Facharbeiter einfach anwendbar zu machen.
FEM simulation of local heat treatment on dual phase and TRIP steel parts∗
Authors: Lütjens J. , Hunkel M. , Hoffmann F. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

The optimization of crash relevant automotive parts made of a Fe-0.13 C-1.4 Mn-1.2 Al dual phase (DP) steel and a Fe-0.22 C-1.6 Mn-1.3 Al transformation induced plasticity assisted (TRIP) steel by local hardening is investigated. The goal is to combine energy absorbing ductile regions in the front of the part with a high strength region near the passenger area within one part. To this end, sheet samples of DP 600 and TRIP 700 are locally hardened in a salt bath at an optimized annealing temperature and different annealing times. The results are compared to accompanying FEM simulations. Both steel grades are characterized not only by heterogeneous microstructures but also by gradients in the carbon distribution on a microscopic scale. Accordingly, the heat treatment is described by a model consisting of both phase transformation based on Johnson-Mehl-Avrami (JMA) kinetics as well as carbon diffusion depending on the phase proportions. Parameters are taken from earlier studies [1]. Comparison of simulated hardness profiles and measurements reveals that the model used in this study is suitable to predict the transition from the base material to the hardened region.
Vorschlag einer verzugsgerechten Arbeitsplanung in der Ringherstellung
Authors: Klein D. , Thoben K.-D.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Berücksichtigung von fertigungsbedingtem Bauteilverzug bereits in der Arbeitsplanung kann die Kosten einer abschließenden, den Bauteilverzug korrigierenden Hartbearbeitung reduzieren und so die Wirtschaftlichkeit der Herstellung steigern. Aufgrund der Komplexität der Fertigungskette und der Vielzahl möglicher Einflussfaktoren auf den Fertigungsprozess steht den Herstellern aber heute noch keine durchgängige Planungsunterstützung zur Verfügung. Am Beispiel der Herstellung von Ringen wird ein Konzept zur Berücksichtigung des Bauteilverzugs in der Arbeitsplanung vorgestellt. Grundlage des vorgeschlagenen Konzeptes ist die Vorhersage des Bauteilverzugs mittels signifikanter Einflussgrößen. Anschließend wird das Konzept wirtschaftlich bewertet. Mittels einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wird die konventionelle Arbeitsplanung bei der Ringherstellung mit der vorgeschlagenen verzugsgerechten Arbeitsplanung verglichen.
Modellierung des Pyrolyseverhaltens von Ethin unter den Bedingungen des Niederdruckaufkohlens von Stahl*
Authors: Buchholz D. , Khan R. U. , Graf F. , Bajohr S. , Reimert R.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die bei der Niederdruckaufkohlung von Stahl im Ofenraum und an der Stahloberfläche ablaufenden Pyrolyse- und Aufkohlungsvorgänge sind bisher nur zum Teil verstanden. Am Engler-Bunte-Institut wird vor allem unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der Aufbauproduktbildung und des Verständnisses der Entstehung höherer Kohlenwasserstoffe die Aufkohlung mit verschiedenen kurzkettigen Kohlenwasserstoffen untersucht. Im Rahmen des vorliegenden Artikels wird die Modellierung des homogenen Pyrolyseverhaltens von Ethin unter den Bedingungen des Niederdruckaufkohlens von Stahl vorgestellt. Mit einem formalkinetischen Modell für die homogene Ethinpyrolyse können die in verschiedenen Laborapparaturen ablaufenden Pyrolysereaktionen über einen weiten Versuchsparameterbereich, unter Bedingungen nahe denen industrieller Anlagen, zuverlässig beschrieben werden.
Einfluss von Sauerstoff beim Plasmanitrieren*
Authors: Spies H.-J. , Reinhold B. , Berg H.-J.
Published: December 2013

Kurzfassung

An chromlegierten Stählen wurde der Einfluss von Sauerstoff auf ihr Nitrierverhalten im Plasma untersucht. Durch Luftzusätze wurde das Oxidationspotenzial des Prozessgases in weiten Grenzen verändert. Analog zum Gasoxinitrieren führt ein Plasmaoxinitrieren von Stählen mit geringen Chromgehalten zu einem beschleunigten Wachstum der Verbindungsschicht. Bei höher legierten Chromstählen verschlechtern Luftzusätze das Nitrierergebnis erheblich. Die negative Wirkung unkontrollierter Sauerstoffverunreinigungen kann bei diesen Stählen durch einen hinreichend hohen Wasserstoffanteil im Prozessgas kompensiert werden.
Katalytische Abgasreinigung unter den Bedingungen der industriellen Niederdruckaufkohlung mit Acetylen∗
Authors: Mbadinga G. , Graf M. F. , Bajohr S. , Reimert R.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Niederdruckaufkohlung von Stahl ist ein modernes Aufkohlungsverfahren, welches bei der Einsatzhärtung stark beanspruchter Bauteile eingesetzt wird. Die Niederdruckaufkohlung bietet im Vergleich zu anderen Aufkohlungsmethoden den Vorteil hoher Gleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit der Aufkohlungsergebnisse. Als problematisch bei diesem Verfahren ist jedoch vor allem die ungewollte, aber unvermeidliche Bildung von Polymeren und polyzyklischen Aromaten, wie z.B. Benzol und Naphthalin, anzusehen. Diese höheren Kohlenwasserstoffe kondensieren in den Rohrleitungen und lösen sich im Vakuumpumpenöl, was zu erheblicher Beeinträchtigung des Verfahrens führen kann. Der höhere Wartungs- und Reinigungsaufwand der Anlagen ist mit zusätzlichen Kosten verbunden. In der vorliegenden Arbeit soll ein Lösungsansatz zur katalytisch unterstützten Reinigung von Abgasen aus der Niederdruckaufkohlung von Stahl vorgestellt werden. Mit einer solchen Prozessstufe sollte es möglich sein, die Abgase aus der Aufkohlung direkt in für den Gesamtprozess unkritische Verbindungen umzusetzen. Um die Möglichkeiten einer solchen katalytischen Nachbehandlung zu überprüfen, wurde in einer geeigneten Versuchsapparatur zunächst das Aufkohlungsgas C2H2 unter ähnlichen Bedingungen wie bei der industriellen Niederdruckaufkohlung pyrolysiert. Anschließend wurde das entstehende Pyrolysegas in einen zweiten Reaktor geleitet, in welchem verschiedene Katalysatorsysteme zur Umsetzung der Pyrolysegase getestet wurden. Hierbei kristallisierte sich ein Katalysatorsystem auf der Basis NiCrLa/Al2O3 als besonders geeignet für die gestellte Aufgabe heraus.
Investigation of bending fatigue strength of notched specimens for the development of new material-plasmanitriding combinations∗
Authors: Reithofer G. , Leitner H. , Eichlseder W. , Schuch F.
Published: December 2013

Nowadays nitrided gears have been successfully introduced for applications such as steering gears in engines, internal gears in transmissions and other not very highly loaded applications. In future, the fast growing market for top performance gears in the vehicle industry with its high load demand, is a particularly promising expansion area. Especially here is a need for reliable fatigue data from optimized material-plasmanitriding combinations. To generate such fatigue data in a fast and cost effective way, a step by step approach with specially designed specimens and test procedures has been chosen. This paper discusses the results of the first steps and gives an outlook on the steps ahead. The first part of this investigation focuses on bending fatigue strength of the gear tooth, while other failure modes, such as pitting, will be tested in the second part of the project.
Distortion measurements of cylindrical 20MnCr5 discs during quenching in oil∗
Authors: Stöbener D. , Acht C. , Zoch H.-W. , Goch G.
Published: December 2013

This paper presents an ultrasonic method to measure the movement of workpiece surfaces during quenching processes in liquids in order to estimate the time-dependent in-process distortion of the workpiece. The movement is determined by the time-of-flight of the ultrasonic signals from the transducer to the surface and back again (impuls-echo-method). As the simulation of quenching processes depends on several assumptions of the model parameters and almost no experimental intermediate geometry data for quenching processes exist, the in-process-measurements of the surface movement can be used to improve the simulation models and also to extend the knowledge about model parameters. The paper shows an analysis of the ultrasonic data for measurements on cylindrical discs of 20MnCr5 steel and compares the ultrasonic in-process results with simulated data. Additionally, coordinate measurements carried out before and after the heat treatment are presented as a reference and the uncertainty of the ultrasonic measurements is discussed.
Controlling of workpiece distortion by quenching in flexible Fluid Jet Fields∗
Authors: Schüttenberg S. , Krause F. , Hunkel M. , Zoch H.-W. , Fritsching U.
Published: December 2013

The distortion behaviour of a workpiece within the heat treatment process can be controlled by applying inhomogeneous quenching conditions. Locally variable heat transfer conditions at the workpiece surface within the quenching process are realizable by impressing and regulation of adjustable (spatially and/or timewise varying) flexible flow fields on the basis of jet arrays inside the quenching media. With the use of these adapted jet fields it is possible to generate various asymmetric quenching conditions for the heat treatment process. The asymmetric jet quenching process of workpieces originally has been developed in gaseous flow. By controlled quenching in liquid media like water or hardening oil and by means of jet or spray cooling with these media, the heat transfer process can be heavily increased thereby controlling the non-available boiling process and the establishing of the rewetting front on the workpiece surface. This e.g. can be realized by the use of impinging jet cooling by means of a flexible array of liquid jets.
Evaluation of flow uniformity around automotive pinion gears during quenching∗
Authors: Kumar A. , Metwally H. , Paingankar S. , MacKenzie D. S.
Published: December 2013

The use of CFD (Computational Fluid Dynamics) is a powerful engineering analysis tool to reduce distortion, improve yield and to improve “first-time” quality. In this paper, CFD was used to understand quenchant flow in a quench tank, and to understand the effect of quenchant flow on part distortion. FLUENT was used to simulate the quenchant flow through a quench rack of automotive pinions. The analysis showed several locations where the flow could be improved in the quench tank, and identified regions of quenching non-uniformity on the parts. The flow on the parts was examined on the stem, the head and the overall pinion, to identify locations of suspected high distortion.
Auswirkungen des mikrobiellen Befalls von wassergemischten Kühlschmierstoffen auf das Zerspanergebnis (Teil 1)
Authors: Koch T.
Published: December 2013

Kurzfassung

Der Einsatz von Kühlschmierstoffen ist in der spanenden Fertigung der Metall verarbeitenden Industrie gängige Praxis. Sie vermeiden ein Überhitzen von Werkstück und Werkzeug, reduzieren die Reibung und befördern den Spantransport. Wassergemischte Kühlschmierstoffe unterliegen in der Anwendung einer mikrobiellen Besiedlung. Das Wachstum von Mikroorganismen, hierzu zählen Bakterien, Pilze und Hefen, führt zu technischen und hygienischen Schwierigkeiten. Mikroorganismen finden gute Wachstumsbedingungen in wassergemischten Kühlschmierstoffen vor. Nahezu alle Inhaltsstoffe können den Mikroorganismen als Nahrungs- und Energiequelle dienen. Die mikrobielle Verwertung führt zu deutlichen Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung der Kühlschmierstoffe. Technische und chemische Eigenschaften des Kühlschmierstoffs werden verändert, z.B. der pH-Wert oder die Korrosionsschutzeigenschaften. Dadurch entstehen Probleme im Bezug auf die technische Leistungsfähigkeit, wie beispielsweise ein stärkerer Verschleiß der Werkzeuge oder ungenau gefertigte Werkstücke. Der Verschleiß der Kühlschmierstoffe geht einher mit einem erhöhten Verbrauch an Grundstoffen und steigenden Abfallmengen. Die Stiftung Institut für Werkstofftechnik IWT führte in Kooperation mit der Universität Bremen Langzeituntersuchungen durch, welche die mikrobiellen Einflüsse detaillierter beschreiben und die mikrobielle Besiedlungsstrukturen in Kühlschmierstoffen dokumentieren. Die Veröffentlichung basiert auf Teilen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über die IGF finanzierten Forschungsvorhabens 14056 N/1 der Universität Bremen, Fachbereich 04, Fachgebiet Fertigungsverfahren, unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. habil. E. Brinksmeier, sowie der amtlichen Materialprüfungsanstalt MPA, Geschäftsbereich der Stiftung Institut für Werkstofftechnik IWT, unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. H.-W. Zoch. Die hier vorgestellten mikrobiologischen Analysen wurden freundlicher- und dankenswerterweise von Dr. rer. nat. A. Rabenstein durchgeführt. Das Forschungsvorhaben wird in einer Veröffentlichungsfolge von insgesamt drei Beiträgen in der HTM vorgestellt.
Homogenisierung des Wärmebehandlungsergebnisses bei der chargenweisen Hochdruckgasabschreckung∗
Authors: Schmidt R. , Fritsching U.
Published: December 2013

Kurzfassung

Das Abschrecken mit Gasen hat sich in den letzten Jahren in der industriellen Produktion zunehmend gegenüber der Verwendung fluider Medien im Abschreckprozess etabliert. Als Hauptgründe hierfür sind zu nennen das reduzierte Sicherheitsrisiko, eine bessere Umweltverträglichkeit und die Möglichkeit einer direkten Beeinflussung des Härteergebnisses. Bislang konnte aufgrund der komplexen Strukturen beim chargenweisen Hochdruckgasabschrecken in kommerziellen Systemen keine vollständig homogene Verteilung der Strömung durch das in der Charge angeordnete Abschreckgut erreicht werden, was eine nicht optimale Abschreckwirkung zur Folge hat, da die erreichten Härtewerte einer Streuung unterliegen. Ein weiteres Problem in industriellen Anlagen ist das Ausweichen des Abschreckgases in den praktisch nicht vermeidbaren Spalt zwischen Charge und Kammerwand, woraus eine Minderung der Abschreckintensität resultiert. In diesem Beitrag werden mittels mehrskaliger, gekoppelter Untersuchungen allgemeine Ansätze zur Bestimmung der Abschreckhomogenität und Erhöhung der Abschreckintensität bei der chargenweisen Hochdruckgasabschreckung aufgezeigt.
Anlagen- und prozesstechnischer Vergleich von Ringherdofen und Durchstoßanlage*
Authors: Altena H. , Schobesberger P. , Schrank F.
Published: December 2013

Kurzfassung

Konventionelle Gasaufkohlungs-Durchstoßanlagen wurden in den letzten 20 Jahren ständig weiterentwickelt und haben sich damit einen festen Platz in der Wärmebehandlung gesichert. Im Bestreben, die Wärmebehandlungskosten zu verringern, entstand eine neue Anlagengeneration, die eine verbesserte Produktqualität bei reduziertem Gas- und Energieverbrauch gewährleistet.

Im ersten Teil des Beitrags wird ein Hochdruck-Gasabschreckmodul für Gasaufkohlungsanlagen vorgestellt, das sowohl für Neuanlagen als auch zum Umrüsten bestehender Anlagen geeignet ist. Anhand eines Beispiels wird gezeigt, dass sich Maß- und Formänderungen von Getriebeteilen durch Einsatz dieses Gasabschreckmoduls im Vergleich zur Ölabschreckung deutlich verringern lassen.

Als Alternative zu Durchstoßanlagen werden in den letzten Jahren verstärkt Ringherdofenanlagen zum Einsatzhärten von Getriebeteilen eingesetzt. Der Chargentransport mittels Ringherdes verringert den Verschleiß der Chargenroste und erlaubt eine Trennung der einzelnen Behandlungszonen. Dies führt zu effizientem Gas- und Energieeinsatz sowie zu deutlich verringerten Prozessdauern.

Ein Ringherdofen und eine moderne Gasaufkohlungs-Durchstoßanlage wurden unter möglichst ähnlichen Prozessbedingungen betrieben und die Ergebnisse einander gegenübergestellt. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass die Prozessdauern im Ringherdofen bei einer Einsatzhärtungstiefe (CHD) von 0,8 mm deutlich niedriger lagen als in der Durchstoßanlage. Die Ursache für diesen Unterschied wurde systematisch untersucht und rechnerisch überprüft. Die Ergebnisse dieser Untersuchung werden vorgestellt und die Vor- bzw. Nachteile beider Anlagenkonzepte diskutiert.
Investigation of a group standard of Rockwell diamond indenters*
Authors: Schwenk D. , Herrmann K. , Aggag G. , Menelao F.
Published: December 2013

The specific hardness deviations of a Rockwell diamond indenter can be determined by a group standard, consisting of several indenters, using correction functions. In this paper the establishment of an HRC group standard in the PTB and comparative investigations of the group standards in the PTB and the calibration laboratory MPA NRW are reported. Above all the group standard is advantageous for maintaining the stability of the Rockwell hardness scales.
Simulationsgestützte Optimierung von partiell gehärteten Automobilteilen aus Mehrphasen-Stahl*
Authors: Lütjens J. , Hunkel M. , Scholl U. , Wallmersperger T. , Schilling R. , Sihling D. , Wiegand K.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Anforderungen hinsichtlich Leichtbau und Einsatzsicherheit im Automobilbau erfordern in zunehmendem Maß lokal angepasste Bauteile. Hier wird untersucht, inwieweit Crashträger aus Mehrphasenstählen durch lokale Härtung in einem Teilstück versteift werden können, ohne durch eine Vergrößerung der Querschnittsfläche das Gewicht zu erhöhen. Auf Basis dieser experimentellen Untersuchungen wird parallel die Verbesserung der Vorhersagekraft von Simulationsrechnungen durch Kopplung unterschiedlicher FEM-Programme erforscht. Ein Aspekt ist dabei die Übertragung und Interpolation tensorieller Größen wie Spannungs- oder Dehnungszustand. Damit gelingt erstmals eine durchgängige Simulationskette der Prozessschritte Umformung und Wärmebehandlung mit anschließender Crashsimulation.
Oberflächennachbearbeitung von Mikroformeinsätzen für das Mikropulverspritzgießen
Authors: Kienzler A. , Schneider J. , Schulze V. , Gahr K.-H. Zum
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Produktion von keramischen und metallischen Mikrokomponenten mittels Mikropulverspritzgießen (μPIM) stellt hohe Anforderungen an die Formeinsatz-Werkzeuge bezüglich der Verschleißbeständigkeit und Oberflächenqualität. Daher wurden im Rahmen der hier vorgestellten Forschungskooperation Formeinsätze aus einem Ultrafeinkornhartmetall durch EDM (Electro Discharge Machining) strukturiert und zusätzlich die Oberflächen durch Mikrostrahlen bearbeitet sowie im Anschluss der Verschleiß in einem Modellprüfstand unter Beanspruchung durch keramische Formmasse charakterisiert. Die Untersuchungen zeigten, dass insbesondere die durch EDM erzeugte spröde Randschicht sich negativ auf das Verschleißverhalten auswirkt. Eine Entfernung dieser Randschicht durch das Mikrostrahlen verbesserte die Oberflächenqualität und erhöhte zudem den Verschleißwiderstand.
SimCarb – Eine leistungsfähige Windows-Expertensoftware für das rechnergestützte Einsatzhärten∗
Authors: Gegner J.
Published: December 2013

Kurzfassung

Einsatzhärten beruht auf der kontrollierten Eindiffusion von Kohlenstoff meist aus regelbaren Kohlenwasserstoffatmosphären in die Randschicht eines Werkstücks und nachfolgendem Härten. Bauteilzuverlässigkeit, Ressourcenschonung und Produktionskosteneffizienz machen hohe Treffsicherheit der Prozesszielgrößen erforderlich. Diese strengen Anforderungen werden nach Stand der Technik in der heutigen Praxis häufig nicht erfüllt, wie das Ergebnis eines Soll-Ist-Vergleichs verdeutlicht. Die Erfolg versprechende Prozessoptimierung des Einsatzhärtens beruht auf einem leistungsfähigen Computersimulationswerkzeug. Unter einer intuitiven mausgesteuerten grafischen Benutzeroberfläche mit Pulldown-Menüs und Dialogfenstern bietet die Windows-Expertensoftware SimCarb höchste Rechengenauigkeit und flexibel definierbare Verfahrensführung. Dank effizient programmierter Algorithmen erfordert die Simulation eines typischen Einsatzhärteprozesses auf einem heutigen Arbeitsplatzcomputer nur etwa eine Minute. Die mathematischen und werkstoffkundlichen Grundlagen werden eingehend dargestellt. Es wird ein implizites finites Differenzenverfahren, das die Crank-Nicolson-Methode auf konzentrationsabhängige Diffusion erweitert, entwickelt und mit dem Newton'schen Iterationsalgorithmus gelöst. Aus den berechneten Kohlenstofftiefenverläufen werden die resultierenden Härteprofile abgeleitet. Die komfortable Bedienung des Programms wird ausführlich beschrieben. Eine Kurzdarstellung der Methode der integralen Prozessoptimierung des Einsatzhärtens verdeutlicht den Bezug zur Anwendung. Hierzu werden auch geeignete Messverfahren zur Bestimmung von Ein- und Ausgabegrößen diskutiert. SimCarb erlaubt die Simulation von beliebig komplexen mehrstufigen und teilweise oder durchgehend kontinuierlich geführten Gasaufkohlungsprozessen. Dies schließt beispielsweise Behandlungsschritte unter Schutzatmosphäre, Pendelglühungen und geregeltes Abkühlen ein. Auch feste oder flüssige Kohlungsmittel können verwendet werden. Als Werkstoffdatenbanken stehen fünf Bibliotheken mit insgesamt 32 Referenzen für den Diffusionskoeffizienten, den Legierungsfaktor und die Härtbarkeit zur Verfügung. Optional weist der Benutzer diese Größen frei zu. Das Online-Bildschirmarbeitsblatt stellt Ein- und Ausgabe mit Auswertungen in Diagrammen und einem Zahlenblock während der laufenden Computersimulation in Echtzeit dar. Die Simulationsbeispiele erläutern das praktische Vorgehen bei Prognose, Kalibrierung mit Ergebniskontrolle, Analyse und Optimierung von Einsatzhärteprozessen sowie für die Strategieentwicklung und Durchführung von Parameter- und Machbarkeitsstudien. Dem industriellen Anwender stehen damit grundlegende Informationen zur Verfügung, die im Versuch nicht oder nur mit großem Aufwand zugänglich sind. Die SKF-Expertensoftware SimCarb kann Rentabilität und Qualität des Einsatzhärtens nachhaltig steigern und stellt ein effizientes Werkzeug der rechnergestützten Wärmebehandlung dar.
Wissensbasiertes Stördiagnosesystem zur Behebung von Bauteilqualitätsproblemen in der Einsatzhärtung∗
Authors: Wingens M. , Lohrmann M. , Hoffmann F. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Stördiagnose zur Behebung von auftretenden Bauteilqualitätsproblemen in der Lohn- bzw. Betriebshärterei wird durch entsprechende Fachleute meistens nach festen Vorgehensweisen durchgeführt. Mit dem Ziel, diese Methodik mit ihren sämtlichen Ausprägungen und Abhängigkeiten für den Bereich der Einsatzhärtung zu erfassen, bezüglich ihrer Effizienz zu optimieren und anschließend in einer Software sowohl zeit- als auch ortsunabhängig zur Verfügung zu stellen, wurde ein wissensbasiertes Stördiagnosesystem entwickelt. Die Vorgehensweise zum Aufbau eines derartigen Systems wird in der vorliegenden Arbeit vorgestellt. Weiterhin wird auf die Vorteile einer Einführung in die Serienfertigung eingegangen und ein Ausblick auf zukünftige Potenziale gegeben.
Modelling and experimental study of the deformation of steel parts during heating*
Authors: Mangin L. , Dussoubs B. , Denis S. , Bellot J.-P.
Published: December 2013

An experimental device has been developed in order to per-form in situ temperature and bending measurements during heterogeneous heating of a tube in a laboratory furnace. It has been evident that the thermal gradients and the austenitization of the steel induces complex bending variations during heating. In addition, a model that couples radiative heat transfers in the furnace with heat transfer, phase transformations, stresses and deformations in the part has been built by coupling computer codes Fluent and Sysweld. The simulated results allow us to predict the bending evolution during heating and to highlight the respective effects of the temperature evolutions and the kinetics of phase transformations in the different regions of the tube. It is also shown that the simulated results agree rather well with the experimental results.
Numerische Untersuchungen zur Auswirkung von Prozess- und Geometrieparametern beim Kugelstrahlen von 42CrMo4
Authors: Klemenz M. , Schulze V.
Published: December 2013

Kurzfassung

Kugelstrahlen ist ein mechanisches Oberflüchenbehand-lungsverfahren zur gezielten Verfestigung und Einbringung eines Druckeigenspannungszustands in die Randschicht schwingend beanspruchter Bauteile. Dies wirkt der Entstehung und Ausbreitung von Rissen entgegen und führt zu einer signifikanten Steigerung der Schwingfestigkeit. Für die Ermittlung geeigneter Strahlparameter zur optimalen Schwingfestigkeitssteigerung empfiehlt sich die Methode der Finiten Elemente, mit deren Hilfe der Einfluss einzelner Prozessparameter auf den Eigenspannungszustand nach dem Kugelstrahlen gezielt untersucht werden kann. Die vorliegende Arbeit verifiziert die Anwendbarkeit des Kugelstrahlsimulationsmodells anhand experimenteller Eigenspannungstiefenprofile kugelgestrahlter Proben aus normalisiertem und vergütetem 42CrMo4. Zudem werden für beide Würmebehandlungszustünde Variantenrechnungen der Prozessparameter Kugelgeschwindigkeit, Kugeldurchmesser, Auftreffwinkel sowie des Geometrieparameters Kerbradius vorgestellt und deren Einflüsse auf die Eigenspannungstiefenprofile diskutiert.
Gefügesimulation beim Hochtemperatur-Einsatzhärten
Authors: Rudnizki J. , Zeislmair B. , Prahl U. , Bleck W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Ein Weg zur kostengünstigen Produktion von einsatzgehärteten Bauteilen mit geeigneten mechanischen Eigenschaften ist die Modifizierung des Aufkohlens durch die Verkürzung der Prozessdauer. Seit Längerem wird versucht, die Aufkohlungsdauer durch Erhöhung der Aufkohlungstemperatur zu verkürzen, ohne dass die Veränderungen der Prozessparameter die Qualität des Bauteils negativ beeinflussen. Die klassischen Einsatzstähle sind jedoch nur für das Einsatzhärten unter 950°C geeignet, da bei höheren Temperaturen abnormales Kornwachstum auftreten kann, welches sich sehr negativ auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt. Das Ziel ist, das abnormale Kornwachstum zu unterbinden, indem die Einsatzstähle mikrolegiert werden. Bisher basieren die in der Literatur vorhandenen Ergebnisse hauptsächlich auf experimentellen Untersuchungen. Der Trend geht jedoch immer mehr zur Simulation solcher Prozesse mit Anknüpfung an Modelle, die auf physikalischen Gesetzmäßigkeiten basieren. Hier sollen einige Möglichkeiten zur Modellierung des Aufkohlens von mikrolegierten Stählen vorgestellt werden. Im Einzelnen sind dies Modelle zum Verhalten von Ausscheidungen während des Aufkohlungsprozesses, zur Kohlenstoffverteilung und zur Entwicklung der Austenitkorngröße.
Zur Eignung der Thermografie als zerstörungsfreies Prüfverfahren für die Qualitätskontrolle von Stählen*
Authors: Häußinger M. , Paulus J. , Kaiser T. , Gegner J.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Thermografie gewinnt heute in vielen industriellen Anwendungen an Bedeutung. Auch im Bereich der zerstörungsfreien Werkstoff- und Bauteilprüfung wird dieses Verfahren zunehmend eingesetzt. Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, das Potenzial der Thermografie als Methode der Qualitätskontrolle von Stählen zu testen und zu bewerten. Es wurden Referenzkörper mit definierten Fehlstellen hergestellt und geprüft. Dreidimensionale transiente Wärmeberechnungen mithilfe der Finite-Elemente-Methode erlauben einen Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit den Vorhersagen der Simulation. Es erfolgte eine Parametrierung von fehler- und anregungsspezifischen Eigenschaften, wie beispielsweise die Veränderung von Defekttiefenlage oder Wärmequelle. Grenzen des Prüfverfahrens wurden abgeleitet. Die Untersuchungen bestätigen die Eignung der Thermografie für Fehler mit über 0,5 mm Größe bis zu 3 mm unter der Oberfläche.
Transformation of expanded austenite to an amorphous ferromagnetic surface layer during laser carburization of austenitic stainless steel
Authors: Schaaf P. , Binczycka H. , Kahle M. , Cusenza S. , Höche D. , Carpene E.
Published: December 2013

The presented experiments that were carried out in order to advance the understanding of the transformation of expanded austenite into an amorphous ferromagnetic surface layer during laser carburization of austenitic stainless steel. Therefore laser carburized austenitic stainless steel was investigated by means of X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, Rutherford backscattering and magneto-optical Kerr-effect. Five to seven sub-spectra attributed to different iron sites were resolved in the Mössbauer spectra for this iron-carbon austenite. The isomer shifts, the quadrupole splittings and in particular the subspectra fractions depend on the carbon content. The formation of an amorphous and soft ferromagnetic phase was found in the laser treated surface.
Gefügetomografie mit Ionen- und Elektronenstrahlen: ein Werkzeug zur Aufklärung komplexer Gefügebildung und lokaler Gefügedegradation∗
Authors: Mücklich F. , Engstler M.
Published: December 2013

Kurzfassung

Neben der Analyse komplexer Geometrien können auch lokale Phänomene, bei denen eine 2-D-Analyse versagt, mit Hilfe der FIB/REM-Gefügetomografie aufgeklärt werden. Am Beispiel von silberbasierten Kontaktwerkstoffen wird der Einfluss einer elektrischen Entladung auf die Größe, Form und Verteilung der Oxidpartikel und Poren im Material gezeigt und mit der effektiven elektrischen Leitfähigkeit korreliert.
Thermochemische Randschichtbehandlung nichtrostender Stähle bei tiefen Temperaturen
Authors: Spies H.-J. , Bell T. , Kolozsvary Z.
Published: December 2013

Kurzfassung

Das Verschleiβverhalten nichtrostender Stähle kann durch eine Anreicherung der Randschicht mit Stickstoff und/oder Kohlenstoff, d. h. die Bildung von expandiertem Austenit, verbessert werden. Zur Vermeidung einer Verschlechterung ihrer exzellenten Korrosionsbeständigkeit muss die Behandlungstemperatur niedrig genug sein, um eine Ausscheidung des gelösten Chroms als Chromnitrid oder -carbid zu vermeiden. In den letzten zwanzig Jahren wurden zur Erzielung einer kombinierten Verbesserung des Verschleiβ-, Korrosionsund Ermüdungsverhaltens umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die Struktur und die Eigenschaften von austenitischen und austenitisch-ferritischen nichtrostenden Stählen nach einer thermochemischen Behandlung bei tiefen Temperaturen mit industriell angewendeten Technologien.
Mechanisch induziertes Härten*
Authors: Meyer D. , Dong J. , Garbrecht M. , Hoffmann F. , Brinksmeier E. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Seit dem Jahr 2001 wird an der Stiftung Institut für Werkstofftechnik Bremen (IWT) ein neues endwärmebehandlungsfreies Verfahren zur Herstellung von randschichtgehärteten Stahlbauteilen erforscht. Bei diesem Verfahren wird die Randschichthärtung durch eine mechanisch induzierte martensitische Phasenumwandlung in die Fertigungslinie integriert. Neben einer deutlichen Verkürzung der Produktionsdauer wird die lokale Härtung von Funktionsflächen eines Bauteils ermöglicht. Zudem kommt es durch die Einsparung einer abschlieβenden Wärmebehandlung zu einer signifikanten Reduzierung des Energieverbrauchs und der damit verbundenen CO2-Emission.

Um eine spannungs- bzw. dehnungsinduzierte martensitische Phasenumwandlung aufgrund von rein mechanischen Effekten zu ermöglichen, wird zunächst ein bei Raumtemperatur metastabiles austenitisches Gefüge hergestellt. Dieser Werkstoffzustand soll so stabil sein, dass eine spanende Bearbeitung keine ausgedehnte martensitische Phasenumwand-lung auslöst und das Werkstück somit noch “weich” bearbeitet werden kann. In einem anschlieβenden mechanischen Verfahren, wie z. B. einem Festwalzprozess, soll die auf die Werkstückoberfläche ausgeübte Pressung so weit gesteigert werden, dass die zur martensitischen Umwandlung des Austenits benötigte Spannung in der Bauteilrandzone erreicht wird.
Modellierung des Niederdruckaufkohlungsprozesses mit Ethin in einer großtechnischen Aufkohlungskammer*
Authors: Buchholz D. , Waldenmaier T. , Bajohr S. , Reimert R.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die bei der Niederdruckaufkohlung von Stahl im Ofenraum und an der Stahloberfläche ablaufenden Pyrolyse- und Aufkohlungsvorgänge sind bisher nicht vollständig verstanden. Am Engler-Bunte-Institut wird vor allem unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der Aufbauproduktbildung und des Verständnisses der Entstehung höherer Kohlenwasserstoffe die Aufkohlung mit verschiedenen kurzkettigen Kohlenwasserstoffen untersucht. Im vorliegenden Artikel wird die Modellierung des großtechnischen Niederdruckaufkohlungsprozesses mit Ethin auf Basis einer numerischen Strömungssimulation vorgestellt. Dieses Modell vereint ein formalkinetisches Modell zur Beschreibung der homogenen Ethinpyrolyse, ein Modell zur Beschreibung der Kohlenstoffabstraktion an der Bauteiloberfläche und der Kohlenstoffdiffusion im Bauteil mit dem kommerziell erhältlichen Programmcode Fluent® zur Berechnung der Strömung im freien Gasraum. Mit diesem komplexen Modell können die Zusammensetzung der Abgase, der Aufkohlungsstrom während des instationären Aufkohlungsvorgangs und des Weiteren das resultierende Kohlenstoffprofil in den Bauteilen berechnet werden. Nach erfolgreicher Validierung des Modells an verschiedenen Laborapparaturen wurde der Pyrolyse- und Aufkohlungsprozess in einer industriellen Niederdruckaufkohlungsanlage simuliert.
Micro cold forming tools from hypereutectoid 8%Cr-steels by spray forming and selective laser melting
Authors: Schulz A. , Cui C. , Zoch H.-W. , Doll R. , Partes K. , Vollertsen F.
Published: December 2013

In cold forming several options exist to meet the requirements of producing specific products, e. g. tool shape and lubrication. In the field of micro cold working such measures are not available. When geometrical tool dimensions become smaller the microstructure of the tool materials can interfere with tool making and the forming process, respectively. Aim of this work was to produce hypereutectoid Cr-steels by spray forming and selective laser melting to provide adapted tool materials. Spray forming is regarded as a fast primary forming process with subsequent hot working steps. Selective laser melting is a rapid tooling process for producing near net shape products from powder. Both techniques are known to deliver fine and homogeneous microstructure due to rapid solidification. Powder from spray forming overspray was used as feedstock for selective laser melting. Results are shown from alloy variations in vanadium, niobium and carbon of the steel X110CrMoV8-2 and their effect on microstructure, mechanical properties and friction coefficient of the materials using the strip-pulling test after hardening and tempering. The generated materials with hardness up to 63 HRC are micro-machinable to micro swaging tools with working diameter of less than 1 mm.
Wirtschaftlichkeitsvergleich für das Isothermglühen in kontinuierlichen und diskontinuierlichen Anlagen*
Authors: Jennes R.
Published: December 2013

Kurzfassung

Bei Investitionen von Wärmebehandlungsanlagen wird zu Beginn häufig die grundsätzliche Frage geklärt, ob die Produktion kontinuierlich oder batchweise erfolgen soll. Die Auswahl des Produktionsprinzips hängt letztendlich von verschiedenen Einzelfaktoren ab und ist je nach Verfahren und Wärmebehandlungsgut unterschiedlich zu werten. Ferner ist im Vorfeld der Investition eine Entscheidung zu treffen, ob die Produkte unter Schutzgas oder in offener Atmosphäre wärmebehandelt werden sollen oder müssen. Anhand des Isothermglühens von Schmiedeteilen wird dieser Entscheidungsprozess diskutiert. Dabei werden Anlagenkonzepte für diskontinuierliche und kontinuierliche Anlagen vorgestellt, die jeweiligen Vor- und Nachteile erläutert und ein Kostenvergleich von kontinuierlichen und diskontinuierlichen Anlagen sowie beim Einsatz von Schutzgas oder ohne Schutzgas durchgeführt.
Computer assisted development of high alloyed steels for hydrogen applications
Authors: Weber S. , Martin M. , Theisen W.
Published: December 2013

Hydrogen is supposed to play an important role for future energy storage and automotive applications. Almost all metallic materials exhibit a degradation of mechanical properties in the presence of gaseous and/or dissolved hydrogen, an effect known as hydrogen induced embrittlement. For hydrogen storage in automotive applications specific problems do not arise for the tank but for tank components like fittings, flanges, tubes etc. These components are usually made of austenitic stainless steels (ASS), for instance AISI 316L, alloyed with comparatively high amounts of nickel to ensure an acceptable level of hydrogen environment embrittlement (HEE). However, high nickel prices are the driving force for the development of lean-alloyed austenitic steels with moderate HEE. In this contribution, computational thermodynamics are applied to the investigation and development of low-nickel ASS in the context of hydrogen embrittlement. The influence of austenite stability is discussed and effects of segregations are highlighted.
Corrosion of stainless PM tool steels: Interpretation of current density potential curves in acid environments
Authors: Huth S. , Hill H. , Theisen W.
Published: December 2013

For testing the corrosion resistance of metallic materials, the measurement of current density potential curves in acid environments e. g. sulphuric acid is a widely used method. These curves are usually evaluated by means of the current density in the passive area, the maximum current density in the active peak and the width of the passive area. Stainless cold work tool steels however feature a more complex behavior which pushes this approach to a limit. Thus, a more detailed evaluation is necessary to understand the current density potential curves of such multiphase-materials. In this paper the relation of the curve progression and corrosion phenomena on the microscopic scale were investigated in order to contribute to a better understanding of experimental data.
Neuere Werkzeugwerkstoffe für das Druckgießen
Authors: Wendl F.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Rissbildung durch Thermoschockbeanspruchung bei Druckgießformen wird beschrieben. Dabei kommt der plastischen Verformung oberflächennaher Schichten und Störstellen des Primär- und Sekundärgefüges (nichtmetallische Einschlüsse, Karbide) eine besondere Bedeutung zu. Gezeigt wird, dass Legierungskonzepte, die zu einer höheren Warmfestigkeit und Zähigkeit führen, geeignet sind, die Lebensdauer von Druckgießformen zu verbessern.
Gasnitrocarburieren von Stählen zur Erzeugung dicker und porenarmer Verbindungsschichten für die Mikrozerspanung mit Diamantwerkzeugen
Authors: Dong J. , Hoffmann F. , Hoja S. , Klümper-Westkamp H. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Mikrozerspanung ist ein spanabhebendes Verfahren für ultrapräzise Bearbeitung von Bauteilen mit monokristallinen Diamantwerkzeugen in optischer Qualität. Die Mikrozerspanung von Stählen ist aufgrund des dabei auftretenden starken, chemisch-reaktiven Verschleißes an den Diamantwerkzeugen bisher nicht wirtschaftlich. Ein Weg zur Problemlösung ist die Modifikation der zu bearbeitenden Randschicht von Stählen durch das Nitrieren bzw. Nitrocarburieren. Die entstandene Verbindungsschicht lässt sich mit dem Diamantwerkzeug verschleißarm bearbeiten. Für die Mikrozerspanung sollte allerdings die Verbindungsschicht im Hinblick auf die Zerspanbarkeit weiterentwickelt werden. Insbesondere wird eine dicke porenarme Verbindungsschicht angestrebt.

In der vorliegenden Arbeit wurden variierte Gasnitrocarburierprozesse an dem Stahl 42CrMo4 (1.7225) durchgeführt. Die erhaltenen Randschichten wurden metallographisch charakterisiert. Es wird anhand der experimentellen Untersuchungen erläutert, welche Möglichkeiten es gibt, die Porenbildung in der Verbindungsschicht zu reduzieren.
Legierungskonzept 20CrMo5 — Härtbarkeit und Kornwachstumsverhalten des Einsatzstahles für Hochtemperaturaufkohlungsbehandlungen
Authors: Clausen B. , Klenke K. , Kohlmann R. , Hoffmann F.
Published: December 2013

Kurzfassung

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens [1] wurde in Zusammenarbeit mit Stahlherstellern und -anwendern die gesamte Prozesskette zur Herstellung von Getriebebauteilen auf ihren Einfluss auf die Feinkornbeständigkeit von drei unterschiedlichen Einsatzstählen untersucht. Einleitend seien hier erste Ergebnisse für einen Einsatzstahl mit einem neuen Legierungskonzept, den 20CrMo5, vorgestellt.
Kryogenes Festwalzen metastabiler Austenite
Authors: Meyer D. , Hoffmann F. , Brinksmeier E.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Verwendung metastabiler Austenite,welche sich durch rein mechanische Prozesse wie Kugelstrahlen oder Festwalzen prozessintegriert zur Randschichthärtung martensitisch umwandeln lassen, wird von einem fertigungstechnischen Dilemma begleitet. Die geeigneten Gefügezustände müssen stabil genug sein, um in der Weichbearbeitung nicht oder nur geringfügig umzuwandeln, während ein bestimmtes Maß an Instabilität für die anschließende Härtung erforderlich ist. In den hier vorgestellten Arbeiten wird ein neuer Ansatz zur Erweiterung des Stabilitätsspektrums der eingesetzten Werkstoffe präsentiert. Durch Kombination eines mechanischen Prozesses mit einer kryogenen Behandlung kann die Verwendung stabilerer Gefügezustände ermöglicht werden bzw. ein größerer Anteil des Austenits bei gleichbleibender mechanischer Belastung in Martensit umgewandelt werden. Der vorgestellte Hybridprozess führt sowohl zu höheren Einhärtungstiefen als auch zu größeren Maximalhärten.
Untersuchung zur Umlaufbiegefestigkeit in Abhängigkeit der Prozesskette zur Herstellung von Bauteilen aus dem mikrolegierten Werkstoff 18CrNiMo7-6
Authors: Clausen B. , Hoffmann F. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Zum Abschluss eines Forschungsvorhabens zur Untersuchung des Prozessketteneinflusses auf die Feinkornbeständigkeit mikrolegierter Stähle [1] wurden für zwei der untersuchten Werkstoffe Umlaufbiegeversuche mit Proben aus drei unterschiedlichen Prozessketten durchgeführt. Die Wärmebehandlungsparameter für die Einsatzhärtung wurden bei höchstmöglicher Temperatur so gewählt, dass das Ergebnis, bezüglich der Einsatzhärtung der Proben und Korngröβenverteilung in den Proben, unabhängig vom Mikrolegierungsgehalt und der Prozesskette für alle Proben gleich ist.

In dieser Veröffentlichung sind zunächst die Ergebnisse für den Werkstoff 18CrNiMo7-6 dargestellt. Das Ergebnis der Umlaufbiegeprüfung unterstreicht die Erkenntnisse, die in den letzten Jahren mit dem Einsatz zunehmend verbesserter Werkstoffe erlangt wurden: Je reiner, homogener und dauerfester ein Werkstoff wird, desto gröβer werden die Streuungen im Ergebnis der Dauerprüfung. Im Rahmen der Streuungen ergab sich für alle untersuchten Prozessrouten, unabhängig vom Legierungskonzept, die gleiche Dauerfestigkeit. Ausfälle traten nur an vereinzelt im Probenvolumen auftretenden Einschlüssen auf.
Verbindungsschichtbildung beim Nitrieren und Nitrocarburieren – Wissensstand und zukünftiger Forschungsbedarf*
Authors: Somers Marcel A. J.
Published: December 2013

Kurzfassung

Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit der Verbindungsschichtbildung von Eisenwerkstoffen während des Gasnitrierens und -nitrocarburierens. Der Beginn der Nitridkeimbildung an der Werkstoffoberfläche wird bestimmt durch die Konkurrenz zwischen Ammoniakdissoziation und dem Stickstoffabtrag von der Oberfläche durch Festkörperdiffusion und Desorption oder einer konkurrierenden Aufkohlungsreaktion. Während des Verbindungsschichtwachstums wird die Schichtwachstumskinetik durch eine Kombination aus Festkörperdiffusion von interstitiell gelösten Elementen und der Kinetik der Oberflächenreaktionen bestimmt. Beim Nitrocarburieren spielen außerdem Phasenumwandlungen innerhalb der Verbindungsschicht bei der Bestimmung der Schichtwachstumskinetik eine Rolle.
Nitrieren von pulvermetallurgisch hergestellten hochlegierten Kunststoffformenstählen
Authors: Fuchs T. , Pöckl G. , Mittmannsgruber J. , Schneider R.
Published: December 2013

Kurzfassung

Das Nitrieren von hochlegierten korrosionsbeständigen Kunststoffformenstählen ist eine Sonderwärmebehandlung, die komplexe Vorgänge bewirkt und zur Bildung einer ungewöhnlichen Gefügestruktur in der Nitrierschicht beiträgt. Korrosionsbeständige Kunststoffformenstähle werden sowohl für Formen als auch für andere Komponenten von kunststoffverarbeitenden Maschinen eingesetzt. Anforderungen an derartige Stähle sind eine gute Korrosionsbeständigkeit, eine erhöhte Verschleißbeständigkeit als auch eine gewisse Temperaturbeständigkeit. Diese Kombination wird von den meisten Kunststoffformenstählen erfüllt. Dazu weisen sie legierungstechnisch einen Chromgehalt von meist mehr als 12% (gelöst in der Matrix) und einen erhöhten Kohlenstoffgehalt zur Bildung von Karbiden auf. Für die Einstellung eines sehr feinkörnigen und gleichmäßigen Gefügezustandes mit hohem Karbidgehalt hat sich die pulvermetallurgische Herstellroute bewährt. Ein anderer Grund für die pulvermetallurgische Route ist, dass bei der konventionellen Herstellung von derart hochlegierten Stählen mit Seigerungen zu rechnen ist.
Verzugskompensation von Wälzlagerringen durch Festwalzen
Authors: Beekhuis B. , Meyer D. , Brinksmeier E. , Epp J.
Published: December 2013

Kurzfassung

In der Herstellung dünnwandiger Bauteile wie z. B. von Wälzlagerringen treten an verschiedenen Prozessschritten unerwünschte Maβ- und Formänderungen auf. Die Korrektur des Verzugs bedingt erhöhte Aufmaβe bei der kostenintensiven Hartbearbeitung durch Schleifen oder Honen.

Die Arbeiten des Sonderforschungsbereichs 570 „Distortion Engineering“ zielen sowohl auf eine prozessübergreifende Betrachtung des Verzugs als auch auf die Verzugsbeherrschung in einzelnen Prozessschritten ab. In den hier vorgestellten Arbeiten wird der neue Ansatz verfolgt, einspannungsbedingte Biegelastspannungen durch Festwalzen in der Randschicht dünnwandiger Ringe zu speichern und somit auftretende Formabweichungen zu kompensieren. Es wird gezeigt, dass eine gewünschte Formänderung durch Variation von Einspannlage, Festwalzkraft sowie Spannkraft reproduzierbar erzielt werden kann und demnach ein hohes Potenzial zur Verzugskompensation besteht.