Volume 64, Issue 5

Kurzfassung Neben der Analyse komplexer Geometrien können auch lokale Phänomene, bei denen eine 2-D-Analyse versagt, mit Hilfe der FIB/REM-Gefügetomografie aufgeklärt werden. Am Beispiel von silberbasierten Kontaktwerkstoffen wird der Einfluss einer elektrischen Entladung auf die Größe, Form und Verteilung der Oxidpartikel und Poren im Material gezeigt und mit der effektiven elektrischen Leitfähigkeit korreliert.

Gas nitriding and laser gas nitriding processes were studied to produce thick and well adhering nitride layers on titanium alloys. A multitude of process parameters have been varied for the nitriding of Ti-6Al-4V substrates. The nitride layers were investigated with optical and electron microscopy, micro hardness testing and glow discharge optical emission spectroscopy. Gas nitriding resulted in strongly adherent nitride layers of up to 5 µm in thickness. Laser gas nitriding with high laser output resulted in very thick (> 500 µm) nitride layers with excellent surface adhesion. A partial melting of the surface during the process altered the surface contour; hence, a reshaping of the component may be necessary. A melting of the substrate surface was avoided through laser gas nitriding with low laser output and additional cooling. However, the up to 100 µm thick nitride layers showed cracks at the interfaces to the substrate.

Kurzfassung Das thermische Fügen von artfremden Materialien, wie z.B. Hartmetall und Stahl, stellt hohe Anforderungen an die Fügetechnologie. Wegen der unterschiedlichen mechanischen bzw. thermomechanischen Eigenschaften der Fügepartner kann es zu hohen thermischen Eigenspannungen kommen, die in weiterer Folge zu einem Versagen des Verbundes führen können. Es wurde studiert, wie sich eine Variation der Frequenz beim induktiven Hartlöten auf die Fügeeigenspannungen bei Hartmetall-Stahl-Verbunden auswirkt. Zur qualitativen Beschreibung der Eigenspannungen wurden die Verformungen an der Stirnfläche des verlöteten Hartmetallzylinders gemessen. Es konnte gezeigt werden, dass durch eine Variation der Lötfrequenz der lokale Umwandlungsablauf des Stahls beeinflusst wird, welches in weiterer Folge signifikante Auswirkungen auf den Eigenspannungszustand im Hartmetall hat. Die gemessenen Effekte konnten durch numerische Simulationen bestätigt werden.

Kurzfassung Im Rahmen dieses Beitrages wird gezeigt, dass es durch die Drehung eines ringförmigen Werkstücks um 60° (bei Verwendung eines Drei-Backen-Spannfutters) zwischen Innen- und Außendrehbearbeitung möglich ist, mit einfachsten Spannmitteln das Werkstück mit einer nahezu konstanten Wandstärke zu fertigen. Allerdings muss man hierzu die jeweils nach beiden Bearbeitungsschritten resultierenden Rundheiten kennen. Zur Berechnung der Verformung von ringförmigen Werkstücken im eingespannten Zustand sind bereits einige analytische Gleichungen bekannt. Jedoch betrachten diese nur den zweidimensionalen Fall mit einer punktförmigen Spannkrafteinleitung. Auf Basis einer dieser analytischen Gleichungen wird experimentell eine Grundlage zur Berechnung der Rundheit von ringförmigen Werkstücken nach der Drehbearbeitung geschaffen. Bei den Untersuchungen werden die Parameter Spannkraft, bearbeitete Fläche, Werkstückgeometrie und -werkstoff variiert, um deren Einfluss auf die resultierende Rundheit zu charakterisieren.

For a long time the research and development of tools and tool systems for forging applications play an important role in the field of production technologies. Due to the fact that wear processes are the most common cause for the failure of forging dies, the main goal of the presented work is to achieve a wear reduction and thereby an enhanced durability of these dies by a new alloy concept. Attention was paid to the influence of an increased manganese content on the reduction of the eutectoid-temperature (A c1b -temperature). In this way, it was possible to take a positive influence on the changes in the microstructure of the edge layer caused by the cyclic heating and cooling during forging. Especially the range of the white layer is enlarged and the influence of the lower layers consisting of cyclic soft-annealed steel is reduced, compared to the standard alloys. This article shows the results for up to 300 forging cycles.

Kurzfassung Im Bereich der Schutzgaswärmebehandlung werden Öfen sowohl mit Ventilatoren als auch ohne Umwälzung der Atmosphäre betrieben. Für die meisten hier stattfindenden thermochemischen Prozessabläufe ist ein guter Gasaustausch in unmittelbarer Nähe der Bauteiloberfläche notwendig. CARBOJET® ist ein CFD optimiertes Hochgeschwindigkeitsgaseindüsungssystem, womit dieser Stoffaustausch ohne zusätzlichen Energieaufwand oder umfangreiche Anlagenumbauten bewerkstelligt werden kann. Zum Teil kann die von Linde Gas zum Patent angemeldete Technologie vorhandene Ventilatoren ersetzen. Stickstoff ist in den meisten Wärmebehandlungsbetrieben bereits mit ausreichend hohem Druck vorhanden. Dieser Druck wird mit den speziell konstruierten Düsen im Ofen zur Erzeugung einer starken Zirkulation eingesetzt. Am Beispiel von Topfofen, Drehrohrofen und Rollenherddurchlaufofen werden die ermittelten Erfahrungen und Ergebnisse für unterschiedliche Wärmebehandlungsprozesse beschrieben; zugehörige CFD-Berechnungen werden diskutiert. Die Einführung dieser neuartigen Verfahrenstechnologie wurde praxisnah direkt an vorhandenen Produktionsanlagen seit dem Jahre 2002 kontinuierlich vorangetrieben und parallel mittels der CFD-Berechnungsmethode optimiert.