Warmbeschnitt von kohlenstoffmartensitischen Chromstählen in mehrstufigen Prozessen

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde ein Kenntnisgewinn bezüglich des Einflusses der Prozessparameter beim Warmbeschnitts von höchstfesten kohlenstoffmartesitischen Chromstählen erzielt und somit ein Beitrag zur Steigerung der Leichtbaugüte im Automobilbereich geleistet. Die gewonnenen Kenntnisse sind geeignet, um eine Abschätzung der Schnittflächenqualität der Schnittteile anhand der gewählten Prozessparameter treffen zu können. Weiter wurde gezeigt, dass mittels Warmbeschnitt sehr hohen Toleranzanforderungen an die Maßhaltigkeit erfüllt werden. Eine anwendungsspezifische, nachgelagerte Wärmebehandlung hat weder auf die Schnittflächenqualität noch auf die Maßhaltigkeit einen signifikanten Einfluss. Im Vergleich zum derzeit vorherrschenden Laserbeschnitt von höchstfesten Strukturbauteilen weisen die mittels Scherschneiden erzeugten Schnittfläche eine höhere Qualität auf.

In Hinblick auf die Einsparung des Laserbeschnitts wurde die Übertragbarkeit auf reale Prozesse erforscht. Es konnte festgestellt werden, dass eine mittels vorgelagertem Tiefziehprozess eingebrachte Materialvordehnung direkte Auswirkung auf die Schnittflächenqualität hat. Die Vordehnung hat allerdings weder auf das Aufweitungsverhältnis noch auf den maximalen Umformgrad einen signifikanten Einfluss.

Es wurden die Prozessgrenzen des Warmaufweitvermögens von Chromstählen ermittelt und gezeigt, dass unter geeigneter Parameterwahl rissfreie Kragen direkt aus der Schneidwärme heraus hergestellt werden können und somit ein Zwischenschritt zur erneuten Bauteilerwärmung vermieden werden kann. Die zeitliche Verkürzung der Prozesskette trägt zu Steigerung der Wirtschaftlichkeit bei.

Die erzielten Ergebnisse leisten einen Beitrag zum ökonomisch erfolgreichem Einsatz von Warmbeschnitt zur Herstellung von Strukturbauteilen mit komplexen Geometrien aus höchstfesten kolenstoffmartensitischen Chromstählen. Für blechverarbeitende Automobilzulieferer, die häufig KMU sind, ist bei Nutzung der Forschungsergebnisse, ohne großen Investitionsaufwand, eine Steigerung der Ausbringrate und Produktivität in der Fertigung zu erwarten. Die Ergebnisse können produzierenden Unternehmen, die aufgrund der hohen Investitionen für den Laserbeschnitt bislang keine höchstfesten Werkstoffen verarbeiten, dabei helfen, neue Produktionsaufgaben zu erschließen. Dies wirkt sich positiv auf die Wettbewerbsfähigkeit aus.  

Das IGF-Vorhaben 19604 N der FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. wurde über die AiF im Rahmen des Programmes zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Das Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen möchten ihren Dank an die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. und die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) für die Finanzierung dieses Forschungsprojekts aussprechen.

An dieser Stelle möchten wir den Mitgliedern des projektbegleitenden Ausschusses für ihr konstruktives und zielgerichtetes Engagement sowie für deren Beitrag zum erfolgreichen Abschluss dieses Projekts danken.

Der Schlussbericht zum Forschungsvorhaben wurde eingereicht und kann in Kürze bei der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA) eingesehen werden.