News

Forschungsprojekt

Entwicklung neuer Walzenwerkstoffe und Werkstoffkombinationen

Umformwerkzeuge wie Walzen und Walzringe müssen künftig immer höheren Anforderungen gerecht werden, welche durch den steigenden Anteil höherfester Stähle zur Umformung verursacht werden. Gleichzeitig müssen die Walzengießereien den Forderungen nach Energie- und Ressourceneffizienz, langen Standzeiten der Werkzeuge und geringen Werkstoffkosten entsprechen.

Gegenwärtig werden Walzen als monolithische Bauteile vorrangig statisch durch Schwerkraftgießen hergestellt. Eine Substitution des statischen Gießens durch das Schleudergießen in Verbindung mit Verbundwerkstoffen optimiert die Gussteilfertigung bzgl. der mechanischen Eigenschaften der Walzen sowie der Reduzierung kostenintensiver Werkstoffe.Im Rahmen eines mit Mitteln des BMWi geförderten Forschungsvorhabens (ZIM-Programm) in enger Zusammenarbeit mit der Walzengießerei & Hartgußwerk Quedlinburg GmbH besteht der Anspruch, den Fertigungsprozess des Schleudergießens robust, beherrschbar und in zunehmendem Maße auch vorhersagbar zu gestalten. Hier setzt zunächst die Gießprozess-Simulation an, welche zur Generierung geeigneter Produktionsparameter Untersuchungsmethoden für eine vollständige Abbildung des Formfüllens, der Erstarrung und der Abkühlung der Gusswalzen entwickelt.

Im Rahmen umfangreicher Voruntersuchungen zum Einfluss der Schlichte auf den Wärmeübergang zwischen Schmelze und Kokille wird zudem eine Korrelation zwischen Abkühlbedingungen der Schmelze und der damit verbundenen Gefügeausbildung sowie den mechanischen Eigenschaften des Gussteils angestrebt. Die verwendete CFD-Software FLOW-3D bietet in Hinblick auf die hohe Schmelzedynamik während des Gießprozesses und den daraus resultierenden turbulenten Strömungen geeignete Berechnungs- und Visualisierungsmethoden. Einen Ausschnitt während des Schleudergießprozesses mit isometrischer Ansicht und gerenderter Temperatur der Schmelze zeigt Bild 1. Darüber hinaus lässt sich durch die Implementierung zusätzlicher Kriteriumsfunktionen eine adäquate Simulationsmodellierung und -auswertung durchführen. Dies eignet sich für das Schleudergießen speziell bezüglich der Darstellung der für Walzkörper relevanten Härte am Außenbereich.

Das Vorhaben „Entwicklung neuer Walzenwerkstoffe und Werkstoffkombinationen sowie einer prozesssicheren Technologie zur Fertigung von Verbundguss-Walzringen im Schleudergießverfahren (VEGUWA)“ wurde über die AiF im Rahmen des Programms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Weitere Informationen:
Martin Liepe, M.Sc.
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Institut für Fertigungstechnik und Qualitätssicherung
Bereich Ur- und Umformtechnik
Universitätsplatz 2, 39106 Magdeburg
Tel.: +49-391-67-57169
E-Mail: martin.liepe(at)ovgu.de
www.ifq.ovgu.de/Bereich_UT


Download des Gesamtbeitrages


pdf-Datei aus "GIESSEREI SPECIAL" Heft 1/2018 Seite 103
© Giesserei-Verlag GmbH Düsseldorf
Die Datei ist ausschließlich zur persönlichen Nutzung bestimmt, das Einstellen ins Internet und jegliche andere Art der Verbreitung, insbesondere eine Nutzung zu Werbezwecken, ist nicht gestattet.


Simulative Darstellung des Formfüllens beim Schleudergießen nach 10 s bei gerenderter Schmelzetemperatur (ausgeblendete Kokille).

GRAFIKEN: OTTO-VON-GUERICKE-UNIVERSITÄT MAGDEBURG