Entwicklung einer Testmethodik zur Ermittlung der Neuhärte- und Anlasseffekte von Schmiedewerkzeugen unter zyklischer thermomechanischer Beanspruchung zur Verbesserung der numerischen Verschleißvorhersage

Der innovative Beitrag dieses Forschungsvorhabens besteht insbesondere darin, eine Testmethodik zur Neuhärteermittlung ‎von Warmarbeitsstählen, mit der die Härte- sowie Gefügeveränderungen in Abhängigkeit der Schmiedezyklen, Temperatur und der mechanischen Belastung ‎anhand eines analytischen Ansatzes beschrieben werden können, zu entwickeln. Hierfür ist anhand von einfach durchzuführenden Versuchen für die realen, im Schmiedeprozess ‎auftretenden thermomechanischen ‎Belastungen, eine numerische Berechnungsmethode zur Bestimmung der Härteentwicklung zu erarbeiten und diese in eine intelligente, numerische Prozess- ‎und Werkzeugauslegung zu implementieren.

Die Testmethodik, eine entsprechende Materialdatenbank sowie die numerische Modellierung der auftretenden Neuhärte- und Anlasseffekte in kommerziellen FE-Systemen ermöglichen ein besseres Verständnis zur Beurteilung der Werkzeugbeanspruchung und der Vorhersage der Werkzeuglebensdauer. Die Verwendung der Härtekurven bei zyklischer thermischer und thermomechanischer Belastung sowie die Berücksichtigung des Austenitisierverhaltens in der numerischen Neuhärteberechnung verbessern die Vorhersage der Werkzeugstandzeit. So können durch eine angepasste Prozess- und Werkzeugauslegung die Werkzeugstandmenge erhöht und Produktionsausfälle reduziert werden.

Die Kenntnis über die Härteveränderung von Schmiedewerkzeugen im Einsatz soll einer Optimierung der Prozessauslegung insbesondere bei der Wahl der Werkzeugbeschaffenheit und der Werkstücktemperatur dienen.