Gehärtete Bauteile werden oft dort eingesetzt, wo hohe Belastungen erwartet werden. Diesen Belastungen halten gehärtete Bauteile lange Stand. Die wirkenden Belastungszustände sind dabei häufig wechselnd und führen mit der Zeit zu einer Rissbildung und später sogar zu einem Bruch des Bauteils. „Diesem Versagen der Bauteile kann eine lastangepasste Randzone entgegenwirken“, sagt Henke Nordmeyer. Das heißt, dass die Eigenschaften der Randzone so eingestellt werden, dass die Lasten während der Nutzung des Bauteils aufgenommen werden können, ohne dass es zu Schäden im Bauteil kommt. Im Grundlagenprojekt „Funktionalisierte Randzone für belastungsorientiertes Ermüdungsverhalten gehärteter Bauteile“ werden die Zusammenhänge zwischen den Fertigungsprozessen und der Bauteillebensdauer untersucht.
Im neu gestarteten DFG-Projekt werden sowohl biegewechselbeanspruchte Bauteile betrachtet, als auch wälzbelastete Lagerringe in Kooperation mit dem Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT) untersucht. Die gezielte Einstellung der Bauteilrandzone mit dem Kombinationsprozess Drehwalzen wird zunächst durch eine Analyse der Wechselwirkungen der Einzelprozesse untersucht. Hierzu wird dem Festwalzen eine lokale Induktionserwärmung vorgeschaltet, um den Temperatureintrag durch den Drehprozess abbilden zu können. Durch diese Analogiewärmequelle können gezielt die Prozesstemperaturen variiert werden und somit optimale Prozessbedingungen für die lastangepasste Fertigung der gehärteten Bauteile ausgelegt werden. Anschließend wird der Drehprozess untersucht, um das Prozessfenster festzulegen, das notwendige Erwärmung für das Walzen liefert Aus dem daraus entwickelten Modell werden Randzonenzustände für die biegewechsel‑ und wälzbelasteten Bauteile abgeleitet. Die unter Verwendung des Modells gefertigten Bauteile werden anschließend einer Lebensdauerprüfung unterzogen, um zu prüfen, inwieweit ein definiert eingestellter Randzonenzustand durch den Drehwalzprozess die Lebensdauer steigert.
Kontakt
Für weitere Informationen steht Ihnen M. Sc. Henke Nordmeyer, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen per E-Mail unter nordmeyer@ifw.uni-hannover.de oder unter der Telefonnummer +49 511 762 18295 gern zur Verfügung.
