Verbundschmieden hybrider Pulver-Massiv-Bauteile aus Stahl und Aluminium

Im Rahmen des geplanten Vorhabens soll die Eignung der Verfahrenskombination Pulvermetallurgie und Verbundschmieden zur Herstellung von hybriden Stahl-Aluminium Bauteilen grundlegend untersucht und Verfahrensgrenzen ermittelt werden. Beim Verbundschmieden kann es aufgrund der erforderlichen inhomogenen Erwärmung des hybriden Rohteils beim Kontakt des Aluminiums mit dem Stahl während des Umformprozesses zum lokalen Aufschmelzen des Aluminiumkerns kommen. Dies begünstigt die Bildung intermetallischer Phasen in der Fügezone der hybriden Bauteile, wobei die Dicke des intermetallischen Phasensaums als Maßstab für die globale Verbundfestigkeit gilt. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die gezielte Beeinflussung der intermetallischen Phasenausbildung während des Verbundschmiedeprozesses durch die Zugabe von Legierungselementen in der Fügezone. Hierzu wird der Aluminiumkern des hybriden Rohteils pulvermetallurgisch hergestellt und im Randbereich, d. h. im Bereich der späteren Verbundzone, durch die Zugabe von Legierungselementen gradiert aufgebaut. Im anschließenden Verbundschmiedeprozess werden die hybriden Massiv-Pulver-Rohteile form-, stoff- und kraftschlüssig gefügt und die Einflüsse unterschiedlicher Legierungselemente sowie Randschichtdicken auf die intermetallische Phasensaumdicke quantifiziert. Der Einsatz der Verfahrenskombination Pulvermetallurgie und Verbundschmieden zur Herstellung von Hybridbauteilen aus Stahl und Aluminium stellt eine erfolgversprechende Methode dar, einbaufertige und lokal anforderungsoptimierte Bauteile in wenigen Prozessschritten ressourcenschonend herzustellen.