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Kaltverformung von Metallen

Grundlagenuntersuchungen zur Kaltverformung von Metallen – Schwerpunktthema Werkstoffe

Beim stiftungsgeförderten Forschungsprojekt „Grundlagenuntersuchungen zur Kaltverformung von Metallen – Schwerpunktthema Werkstoffe“ (Förderer: Max - und Erni -Bühler Stiftung, Stuttgart) werden schwerpunktmäßig Gefügeoptimierungen und damit Optimierungen der mechanischen Eigenschaften sowohl von den Umformwerkzeugen als auch den umgeformten Halbzeugen angestrebt.
Einige der bisherigen, in Forschung und Industrie hochbeachteten Ergebnisse dies es Vorhabens mündeten z. B. in ein neues, kostengünstiges Verfahren zur Werkzeug-Oberflächenveredelung.

Die wesentlichen Grundlagenuntersuchungen fanden im Werkstoffentwicklungs- und –prüflabor der Hochschule Pforzheim statt. Hier wurden zunächst die strukturellen Werkstoffanalysen (Gefüge, chem. Zusammensetzung, Legierungsentwicklung usw.) durchgeführt. Darauf aufbauend wurden dann die mit den werkstofflichen Gefügeoptimierungen erzielbaren mechanischen Eigenschaften des Walzgutes untersucht. Die so optimierten Werkstoffe stellten das Eingangsmaterial für den hochschuleigenen Projektpartner dar, das Labor für Fertigungstechnik. Hier wurden dann spezifische Laserbehandlungen, insbesondere ein spezielles Laserauftragsschweißen appliziert und optimiert.

Eines der herausragenden Ergebnisse des Vorhabens: ein neues, kostengünstiges Verfahren zur Werkzeug-Oberflächenveredlung. Dabei wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem per Laser auf einem relativ preiswerten Stahl spiralförmig eine harte und verschleißfeste Legierung auf den Walzenkern aufgeschweißt wird. Durch diesen Herstellungsweg einer funktionalen Beschichtung erhält die Walze drei Vorteile: Sie hat außen an der Verschleißstelle die geforderte hohe Härte und innen den geforderten zähen Kern. Zudem ist im Versagensfall nunmehr eine frühzeitige und kostengünstige Reparatur bzw. eine gezielte Überarbeitung der Walzenoberflächen möglich. Die Lebensdauer einer
solchen Walze wird durch diese Möglichkeiten drastisch erhöht und die Kunden profitieren zukünftig von niedrigeren Anschaffungs- und Reparaturkosten.

Insgesamt und resümierend können die erzielten Ergebnisse auf eine Vielzahl von Werkstoffen und Werkstoffkombinationen angewendet werden. Die im Verlaufe des Projektes stetig umfassender gewordene Datenbank, in der alle Ergebnisse systematisch strukturiert erfasst sind, stellt hierzu ein überaus nützliches Werkzeug dar.

Max - und Erni -Bühler Stiftung, Stuttgart

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