Definierte Oberflächenfeingestalt von Rohren und Profilen für das Innenhochdruck-Umformen (IHU). Ergebnisse eines Vorhabens der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) gefördert über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V.
(Deutsch)
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Beim Innenhochdruck-Umformen (IHU) haben die tribologischen Bedingungen in der Umformzone einen entscheidenden Einfluss auf das Umformergebnis. Angestrebt wird ein hydrostatischer bzw. hydrodynamischer Reibungszustand bei Relativbewegungen. Die Werkstückoberfläche muss ausreichend Schmierstoff in die Umformzone transportieren und gleichzeitig genügend Schmierstoff speichern, um die Ausbildung hydrostatischer und hydrodynamischer Schmierungseffekte zu ermöglichen. Analog zur Blechumformung sollte eine tribologisch optimierte Oberflächentextur für das Innenhochdruck-Umformen (IHU) entwickelt werden. Durch die Verbesserung der tribologischen Verhältnisse im Innenhochdruck-Umformprozess sollten Produktionsfehler wie Faltenbildung, Knicken, Bersten, hohe Ausdünnungen, Oberflächenbeschädigungen und fehlende Maßhaltigkeit verringert werden. Getestet wurde neben dem häufig benutzten Tiefziehöl KTL N16 der Trockenschmierstoff DRYLUB E1. Der Trockenschmierstoff zeigte Vorteile gegenüber Tiefziehöl und kann somit für das IHU empfohlen werden. Das Tiefziehöl lässt sich besser auftragen sowie entfernen und ist kostengünstiger. Zu viel Schmierstoff hat einen negativen Einfluss auf den Schmierspalt. Das Hauptziel der Realbauteilversuche war die experimentelle Bestimmung einer optimalen Oberflächenfeingestalt von Rohren für das Innenhochdruck-Umformen. Diese Versuche ergaben, dass die großen abgeschlossenen Volumina der EDT- (Electrical Discharge Texturing) und Topocrom-Strukturen für die hohen Kontaktnormalspannungen geeignet sind. Auch die unregelmäßige (stochastische) gestrahlte Oberfläche zeigte sich als geeignete Struktur, denn aufgrund der tiefen Täler konnte der Schmierstoff in den abgeschlossenen Leervolumina haften. In experimentellen Untersuchungen am IHU-Modellprüfstand haben sich durch Verwendung von definierten Oberflächentopographien des Werkstücks erhebliche Verbesserungen der tribologischen Bedingungen erzielen lassen. Mit den vorliegenden Erkenntnissen ist die Basis für die Definition von einer auf den jeweiligen Belastungsfall zugeschnittenen tribologisch optimierten Oberflächenfeingestalt gelegt.
Definierte Oberflächenfeingestalt von Rohren und Profilen für das Innenhochdruck-Umformen (IHU). Ergebnisse eines Vorhabens der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) gefördert über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V.