Einfluss auf das Segregationsverhalten von teilerstarrten Metalllegierungen im Stauchversuch

Diplomarbeit von Andreas Reschke

Einleitung:

Kennzeichnend für innovative, umformtechnische Fertigungsprozesse ist das Bemühen, eine Optimierung der Verfahrenskette im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit sowie eine Energie- und Rohstoffeinsparung zu erreichen.

Vor diesem Hintergrund sind Produktionstechnologien zu sehen, die eine Fertigung von near-net- bis hin zu net-shape-Fertigteilen ermöglichen. Zu diesen neuartigen Technologien zählen auch die einzelnen Verfahrensvarianten des Thixoformings. Diese Technologien im Semi-Solid-Bereich stellen eine Kombination der konventionellen Fertigungsverfahren Ur- und Umformen dar, mit dem Gedanken die spezifischen Verfahrensvorteile zu nutzen.

So ermöglicht das Thixoforming die Herstellung komplexer Geometrien in einem Formgebungsschritt, wie es aus Gießverfahren bekannt ist, mit einer gleichzeitig deutlichen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften durch Vermeidung verfahrensbedingter Fehler im Bauteil. Ziel der Bestrebungen zur Optimierung der Prozesskontrolle muss es dabei sein, die Eigenschaften thixogeformter Bauteile an geschmiedete anzunähern.

Teil des Materialverhaltens im Semi-Solid-Bereich ist die Entmischung von fester und flüssiger Phase. Aus diesem Grunde soll diese Entmischung beim Thixoforming in Abhängigkeit von den eingestellten Prozessvariablen, wie der Formgebungsgeschwindigkeit, der Temperaturführung und den Reibbedingungen an isothermen Stauchversuchen untersucht werden.

Inhaltsverzeichnis:

1.	EINLEITUNG	1
2.	GRUNDLAGEN ZUM THIXOFORMING	2
2.1	Werkstoffeigenschaften	3
2.2	Prozessablauf	4
3.	GRUNDLAGEN ZU DEN RHEOLOGISCHEN UNTERSUCHUNGEN	8
3.1	Seigerung	8
3.2	Literaturrecherche	10
3.3	Modelllegierung Sn-15%Pb	15
3.4	Aluminiumlegierungen AA6082 und A356	18
3.5	Auswertemethoden	20
3.5.1	Chemische Analyse	20
3.5.2	Metallographische Untersuchung	22
4.	EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN	24
4.1	Vorversuche	24
4.2	Versuchsdurchführung	26
4.2.1	Probenfertigung	26
4.2.2	Probenvorbereitung	27
4.2.3	Versuchsaufbau	29
4.2.3.1	Kraftmessung	32
4.2.3.2	Temperaturmessung	33
4.2.4	Erwärmung in den Semi-Solid-Bereich	34
4.3	Versuchsauswertung	39
4.3.1	Kraft-Weg Kurven	39
4.3.2	Einfluss der Temperatur	42
4.3.3	Einfluss des Umformgrades	45
4.3.4	Einfluss der Geschwindigkeit	50
5.	ZUSAMMEEISFASSUNG UND AUSBLICK	59
6.	LITERATURVERZEICHNIS	61
7.	Anhang	64