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Investigations on parameters influencing thermal and frictional properties within hot stamping

  • M. Merklein , T. Stoehr , T. Svec and M. Wieland
Published/Copyright: May 31, 2013
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HTM Journal of Heat Treatment and Materials
From the journal HTM Journal of Heat Treatment and Materials Volume 66 Issue 6

Abstract

In the automotive industry hot stamping of boron manganese steels represents one of the major technologies to manufacture crash relevant structures within body in white considering aspects of light weight construction. Hot stamping can be described as a non-isothermal hot sheet metal forming process. Temperature control in the forming process plays an important role. The process is quite complex as temperature dependent material and process properties such as flow curves, heat transfer and friction coefficients have to be considered. To improve the knowledge about the process the influence of different process parameters and tool coatings on the heat transfer between tool and specimen is investigated. Additionally, the impact of monolayer, multilayer and superlattice coatings on the wear behavior and on friction is characterized. Furthermore, the effect of different austenitization parameter settings is analyzed with regard to the tribological conditions and resulting adhesive wear.

Kurzfassung

In der Automobilindustrie nimmt das Presshärten von Bor-Manganstählen eine bedeutende Rolle ein, um sicherheitsrelevante Karosseriebauteile bei gleichzeitiger Berücksichtigung des Leichtbaugedankens herzustellen. Dabei ist die Kontrolle der thermischen Vorgänge über den gesamten nicht isothermen Prozesses hinweg elementar. Dies begründet sich darin, dass die vorherrschende Temperatur das Fließverhalten des Werkstoffs sowie den aktuell stattfindenden Wärmeübergang und die tribologischen Bedingungen zwischen Halbzeug und Werkzeug beeinflusst. Folglich ist ein vertieftes Prozessverständnis dieses äußerst komplexen Systems notwendig. Im Folgenden wird dieses durch den Einfluss unterschiedlicher Prozessparameter und verschleißmindernder Werkzeugbeschichtungen hinsichtlich des Wärmeübergangs erweitert. Darüber hinaus wird die Auswirkung unterschiedlicher Austenitisiertemperaturen hinsichtlich resultierender tribologischer Bedingungen vergleichend betrachtet.

Keywords: Hot stamping; heat transfer; friction; abrasive wear; adhesive wear
Schlüsselwörter: Presshärten; Wärmeübergang; Reibung; abrasiver Verschleiß; adhäsiver Verschleiß
* Correspondence address, Prof. Dr.-Ing. habil. Marion Merklein, Dipl.-Ing. Thomas Stoehr, Dipl.-Ing. Thomas Svec, Dipl.-Ing. Michael Wieland, University of Erlangen-Nuremberg, Chair of Manufacturing Technology, Erlangen, Germany,

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Published Online: 2013-05-31
Published in Print: 2011-12-01

© 2011, Carl Hanser Verlag, München

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https://doi.org/10.3139/105.110124
Keywords for this article
Hot stamping; heat transfer; friction; abrasive wear; adhesive wear

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