Welche Mechanismen führen zur Festigkeitssteigerung ?
Erhöhung der Versetzungsdichte (Kaltverfestigung)
Einbau von Hindernissen in die Gleitwege der Versetzungen
Wie werden Aluminium-Knetlegierungen wärmebahndelt, um eine Festigkeitssteigerung zu erzielen?
Welchen Vorteil hat das Stangpressen auf Lösungsglühtemperaturniveau.
Einsparung von Energie und Prozesschiten
Warum wir nach dem Matrizenausstritt der Profilstrang von Aluminium-Knetlegierungen abgeschreckt?
Die im α-Mischkristall gelösten Komponenten der Mg2Si-Phase auch bei Raumtemperatur im Mischkristall zwangsgelöst halten
(Statische-)Rekristalisation (—> Grobkornbildung) verhindern
Bei Welcher Kühlrate erfolgt das Abschrecken vvon Aluminium-Knetlergierungen?
Kühlrate > 100°C/s —> Mg und Si vollständig zwangsgelöst
Kühlrate 2 bis 5°C/s —> nur ca. 50% Mg und Si zwangsgelöst
Welche Kühlanlagen werden Industriell eingesetz zum Abschrecken von Strängen?
Wasserkühlung
Luftkühlung
Vergleiche die Werkstoffeigenschaften (Zugferstigkeit, Härte, Bruchdehnung) von Aluminium-Knetlegierungen in den Zuständen Lösungsgeglüht, kalt ausgelagert, warm ausgelagert.
Zugfestigkeit
Lösungsgeglüht -
Kalt Ausgelagert +
Warm Ausgelagert ++
Härte
Bruchdehnung
Lösungsgeglüht ++
Warm Ausgelagert -
Skizziere den thermischen Arbeitsbereich beim Strangpressen.
Wie ist eine Strangpresse (Maschine) aufgebaut?
Wie ist eine Matrize beim Strangpressen definiert?
Der Teil des Werkzeugsatzes, der die Außenform des Werkstückes bestimmt.
Welche Anforderungen werden an den Werkzeugsatz gestellt?
Abriebfestigkeit bei erhöhten Temperaturen
Erhöhte Streckgrenze bei hohen Temperaturen und Warmhärte
Anlassbeständigkeit und hoher Widerstand gegen Enthärtung bei erhöhten Temperaturen
Druckfestigkeit (z. B. Pressscheiben) und Biegefestigkeit (z.B. Matrizen, Dorne) bei hohen Temperaturen
Hohe Kriechfestigkeit
Beständigkeit gegen Hitzeermüdungsbrüche
Temperaturwechselbeständigkeit
Inwiefern steigt die Komplexität des Werkzeugsatzes in Abhängigkeit des erzeugten Profils?
Was ist ein Flachwerkzeug?
Einfache Matrizen für die Herstellung von Vollprofilen und offenen Profilen
Steuerung des Werkstoffflusses erfolgt mit Hilfe von
Vorkammern oder über die Länge der Führungsflächen
Wie ist ein Kammerwerkzeug für das erzeugen von Hohlprofilen aufgebaut?
Welche Anforderungen werden an einen Blockaufnehmer/ Rezipienten gestellt?
Hydrostatische und tangentiale Spannungen abbauen
Einhaltung der Elastizitätsgrenze
ggf. eingebaute Temperaturregelung
Schneller Ein,- und Ausbau
Niedrige Investitionskosten
Hohe Produktivität
Hochlegierte Warmarbeitsstähle (1.2343/1.2365) mit Festigkeiten 1500 – 1600 N/mm²
Welche Anforderung werden an einen Pressstempel gestellt?
Hohe Druckkräfte
Hohe Lebensdauer
Geringe Temperaturbelastung (keine direkte Blockberührung)
Hochlegierte Warmarbeitsstähle mit Festigkeiten 1500- 1600 N/mm², wie − 1.2343 / X38CrMoV5-1 − 1.2365 / X32CrMoV12-28
Welche Stempelvarianten existieren fürs Stangpressen?
Was ist eine Pressscheibe?
Wird mit Block zusammen in den Aufnehmer gefahren und dient der Kraftübertragung zwischen Block und Stempel
Welche Anforderungen werden an eine Pressscheibe gestellt?
Sehr hohe Warmfestigkeit/Warmhärte
Gute Anlassbeständigkeit
Pressscheibendicke ca. 0,5-0,7 fache des Rezipienteninnendurchmessers
Hochlegierte Warmarbeitsstähle mit Festigkeiten 1500-1600 N/mm², wie − 1.2342 / X38CrMoV5-1 − 1.2365 / X32CrMoV12-28
Wie kann beim Strangpressen Kphlung realisiert werden?
Matrizenkühlung über Düsen durch die Druckplatte
Matrizenkühlung über Kühlkanäle in der Druckplatte
Kühlkanäle in der Matrize
Kühlkanäle im Dorn
Welche Vorteile und welch Probleme bringt die Werkzeugkühlung beim Strangpressen mit sich?
Vorteile:
höhere Pressgeschwindigkeit/Produktivität
bessere Oberflächenqualität der Profile
verbesserte Maßhaltigkeit am Halbzeug
höhere Zeitstandfestigkeit des Werkzeugs
Probleme:
Werkzeugherstellung
Werkzeugbruch infolge Schwächung durch Kühlkanäle
Presskraftanstieg
Wie können Oberflächen nahe Kühlkanäle bei Strangpresswerkzeugen realisiert werden?
additive Fertigung der Werkzeuge
Durch welche additiven Fertigungsverfahren wird die Matrize und das Dornteil gefertigt?
Matrize: Schicht-Laminat-Verfahren
Dornteil: Laserschmelzen (im Pulverbett)
Wie wirde eine Matrize durch das Schicht-Laminat-Verfahren hergestellt?
3D-CAD-Modell
Zerlegung in Schichten (mm)
Laserschneiden der Lamellen aus Stahlblechen
Zusammensetzen der Lamellen
Nachbearbeitung (optional)
Welche Vor und Nachteile bringen die verschiedenen Aufbaurichtungen beim Schich-Laminat-Verfahren (Matrize)?
Schichtung längs zur Pressrichtung
Spannrichtung erforderlich
Keine Radien möglich (immer Stufeneffekt)
Schichtung quer zur Pressrichtung
keine Spannvorrichtung erforderlich
Radien möglich
Wie wird das Dornteil durch SLM gefertigt?
Zerlegung in Schichten(ym)
Pulverauftrag + Anschmelzen des Werkstoffes durch Laser
Absenkung der Bauplattform um die Schichtdicke + Wiederholung
Welche Fehler können beim Strangpressen enstehen?
Pressriefen
Rattermarken
Querrisse
Vormaterialbedingte Werkstoffveränderungen
Oxidhäute (Oxidnester)
Seigerungszonen/Fremdeinschlüsse
Prozessbedingte Querpressnaht
Welche Ursache haben Pressriefen und welche Gegenmaßnahmen gibt es?
Ursachen
Auswaschungen/ Längsriefen in den Gleitflächen im Presswerkzeug
Abrupte Längenänderung der Werkzeuggleitflächen
Zu hohe Pressblocktemperatur oder Pressgeschwindigkeit
Hohe lokale Dehnungen
Gegenmaßnahmen
Presswerkzeugewechseln bzw. nachbearbeiten
Abrupte Längenänderung der Werkzeugleitflächen vermeiden (Werkzeugkonstukrion)
Blocktemperatur oder Pressgeschwindigkeit senken
Was sind Rattermarken?
Sich mit mehr oder weniger mit gleichen Abständen wiederholende, meist ringförmig umlaufende Abzeichnungen
Treten meist bei niedrig legierten Presswerkstoffen auf
Welche Ursache haben Rattermarken und welche Gegenmaßnahmen gibt es ?
Ursachen:
Ruckartiger Materialfluss aufgrund sich periodisch verändernde Reibungsverhältnisse in der Matrize (schwankende elastische Werkzeugdeformation)
Schwankungen des Pressdrucks
Gegenmaßnahmen:
Pressgeschwindigkeit erhöhen oder reduzieren
Materialfluss im Presswerkzeug verbessern
Größerer Rezipientendurchmesser
Wartung der Hydraulik
Was sind ursachen und Gegenmaßnahmen von Querrissen?
Zu hohe Presstemperatur
Unzureichend homogenisiertes
Vormaterial
Hohe Reibungswärme im Presskanal der Matrize
Presstemperatur senken
Wärmebehandeltes Vormaterial
Reibung im Presskanal reduzieren
Welche Maßnahme kann gegen Vormaterialbedingte Werkstoffveränderungen ergriffen werden?
Einsatz kreamischer Filter
Was sind Prozessbedigte Querpressnahten?
Unter Last kann das Profil einschnüren oder reißen
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