Trockenumformung von 42CrS4 mittels Vollvorwärtsfließpressen durch strukturierte Halbzeugoberflächen und selbstschmierende Werkzeugbeschichtungen

Abstract

Innerhalb der ersten Projektphase des Schwerpunktprogramms (SPP) 1676 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) wurden erste Schritte in Richtung eines geeigneten Tribosystems zur trockenen Kaltmassivumformung niedrig legierter Stähle mittels Vollvorwärtsfließpressen (VVFP) erforscht. Am Institut für Oberflächentechnik (IOT) der RWTH Aachen wurde eine selbstschmierende (Cr, Al) N XS2 (X=Wo, M)-Werkzeugbeschichtung entwickelt, die an das Belastungskollektiv der Kaltmassivumformung ausgelegt wurde. Ein Stift-auf-Zylinder Tribometer mit axialem Vorschub wurde am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen entwickelt, um die Einfluss von strukturierten Halbzeugoberflächen auf die Reibschubspannung und Verschleiß untersuchen zu können. Experimentelle Analysen wurden durch numerische FE-Prozessmodelle zur Untersuchung der Interaktion von beschichteten Werkzeugen und strukturierten Halbzeugoberflächen auf Mikroebene erweitert. Basierend auf diesen Ergebnissen behandelt dieser Beitragerstmals eine Trockenumformung eines niedriglegierten Stahls (42CrS4) mittels VVFP. Die umgeformten Halbzeuge wurden anhand ihrer Geometrie und der benötigten Umformkraft verglichen. Dadurch wurde die Effektivität und Machbarkeit der Trockenumformung mittels VVFP bewertet. Somit wurde ein weiterer Schritt hin zur Realisierung einer trockenen Kaltmassivumformung unter industriellen Bedingungen von niedriglegierten Stählen vollzogen.