Grundlagenuntersuchungen zum Verbundschmieden hybrider Bauteile aus Stahl und Aluminium
Bernd-Arno Behrens, Kosch Klaus-Georg
In Zeiten steigender Energiepreise kommt dem Leichtbau im Maschinenbau eine besondere Rolle zu. Ein effektiver Beitrag der Fertigungstechnik zur Energieeinsparung und Ressourcenschonung liegt in der Gewichtsminimierung durch die Verwendung von Hybridbauteilen. Beim Verbundschmieden kann die Herstellung hybrider Funktionsbauteile ressourcenschonend in wenigen Prozessschritten erfolgen.
Im Rahmen dieser Arbeit werden Grundlagenuntersuchungen zum Verbundschmieden von hybriden Stahl-Aluminium-Bauteilen vorgestellt. Für unterschiedliche Legierungskombinationen werden der Erwärmungs- sowie der Umformprozess ausgelegt und entsprechende materialabhängige Prozessfenster definiert. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird die Fügezonenqualität der stoffschlüssigen Verbindung in Abhängigkeit von der Legierungskombination charakterisiert und bewertet.
Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern einen Beitrag zur Etablierung des umformtechnischen Fügens mittels Verbundschmieden. Die entstandenen Grundlagenergebnisse können dazu genutzt werden, die Herstellung und die Bauteileigenschaften von hybriden Bauteilen weiterführend zu untersuchen. In einem Vorversuch konnte ein hybrides Zahnrad aus Stahl und Aluminium hergestellt und somit die generelle Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf komplexere Bauteilgeometrien bewiesen werden.
