Einbringen von Funktionselementen während der Warmumformung von 22MnB5

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AiF-Nr.:

18483N

EFB-Nr.:

01/114

Kurztitel:

Stanzelemente Presshärten

Laufzeit:

01.02.2016 - 31.07.2018

Forschungsstellen:

LWF Paderborn, IFUM Hannover


18483N

Projektbeschreibung

Warmumgeformte Stähle werden im Automobilkarosseriebau aufgrund ihrer hohen spezifi-schen Festigkeit insbesondere für Strukturbauteile im Bereich der Fahrgastzelle eingesetzt. Durch die sehr hohe Festigkeit kann im Crashfall ein Kollabieren des Überlebensraums ver-mieden werden. Im Vergleich zu kalt umgeformten Stahlwerkstoffen können so die benötigen Blechdicken reduziert werden, wodurch sich ein besonderes Leichtbaupotenzial sowohl für Karosserien in reiner Stahl- als auch in Mischbauweise ergibt.

Eine Voraussetzung für den Einsatz dieser Stahlbauteile ist eine geeignete Verbindungstechnik mittels
Funktionselementen, die lösbare Schraubverbindungen für die Montage von Anbauteilen ermöglichen. Bei
Einschweißmuttern sind zusätzliche Vorlochoperationen am gehärteten Bauteil erforderlich, zudem resultiert aufgrund der Wärmeeinflusszone eine her-abgesetzte Dauerfestigkeit. Während bei kalt umgeformten Stahlwerkstoffen ein Einbringen von Stanzmuttern praxistauglich möglich ist, resultiert bei pressgehärteten Stählen wie dem 22MnB5 infolge der hohen Härte ein erhöhtes Risiko von Mikrorissbildungen ausgehend von der Schnittkante.

Der angestrebte Lösungsansatz beinhaltet daher ein Einbringen der Funktionselemente während des Presshärtevorgangs der Bauteile. Durch die Integration in den kombinierten Umform- und Härteprozess soll das Fügen während des duktilen Zustands erfolgen, sodass eine tragfähige Verbindungsausbildung begünstigt wird und eine bezüglich Mikrorissbildung unkritische Schnittkante resultiert. Weiterhin weist dieser Ansatz durch den Entfall zusätzlicher, dem Presshärtevorgang nachgeschalteter Schneid- und Fügevorgänge ein besonderes wirtschaftliches Potenzial auf. Die werkzeugseitige Integration einer geeigneten Fügetechnik für Stanzmuttern, Prozessführungsstrategien und die damit erzielbaren Verbindungseigenschaften sind u.a. Bestandteile des angestrebten Forschungsvorhabens.


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