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Projektbereich D
Lugscheider, Erich
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Thixoschmieden:
Formgebung feingliedriger, geometrisch komplexer Bauteile mit langen Fließwegen durch
deutlich niedrigere Viskosität der teilerstarrten Stahlschmelze gegenüber konventionell
beheizten Werkzeugen,
Entformung des Bauteils in rot glühendem Zustand, die eine sofortige technische
Wärmebehandlung ohne den Prozessschritt eines erneuten Aufheizens auf
Austenitisierungstemperatur ermöglicht und somit einen Wiedererwärmungsschritt
gegenüber dem Standard-Thixoforming einspart.
Thixostrangpressen:
Realisierung ausreichend langer Extrusionsstränge durch konstante Beheizung des
Rezipienten,
Einstellung definierter Temperaturprofile im Übergang Rezipient/Matrize zur
geometrischen Stabilisierung des Extrusionsstrangs beim Verlassen der Matrize.
Formgebungsversuche
Zur Umsetzung dieses Konzepts wurden verschiedene Prototypen hergestellt, an denen
zunächst die Realisierbarkeit des steilen Temperaturgradienten im Werkzeugeinsatz
bewiesen werden konnte. Hoher Entwicklungsaufwand war zur Auslegung der
Aktivheizung erforderlich, die an die jeweilige Werkzeuggeometrie angepasst werden
muss. Ein weiterer kritischer Punkt war die Herstellung einer formschlüssigen,
temperaturbeständigen Verbindung zwischen Werkzeug, Heizung und Isolationsschicht,
die im Betrieb zur Ableitung von Druckspannungen unerlässlich ist.
Zur Prüfung des Konzepts wurden zunächst Aufheiz-Thermoschockversuche von 1000 auf
1400°C durchgeführt, um die Thermoschockbelastbarkeit des Werkzeugeinsatzes für die
geplante Anwendung sicher zu stellen. An den belasteten Bauteilen konnten keine
Schädigungen festgestellt werden.
Anschließend wurde ein weiterer Prototyp zur Simulation der Bedingungen beim
Thixoschmieden hergestellt (Bild D-49). Es konnte ein Temperaturprofil von 1000°C
(innen) und 300°C (außen) realisiert werden, das über mehrere Stunden konstant gehalten
wurde. Das so beheizte Werkzeug wurde mit teilflüssigen Stahlbolzen beladen, in die eine
Edelstahl-Schraube manuell eingebracht wurde. Anschließend wurde das rot glühende
Verbundbauteil durch Angriff an der Schraube entformt. Der Werkzeugeinsatz zeigte auch
nach mehrmaliger Wiederholung keine Schädigungen.