Entwicklung eines vollautomatisierten Produktionsprozesses für die Herstellung von Stahlbauteilen durch Thixoschmieden

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Thixoforming ist ein Umformverfahren, das zu den Formgebungsverfahren von Werkstoffen im teilflüssigen Zustand gehört. Es ermöglicht die Herstellung komplexer Bauteile in einem einzigen Schritt und erzielt mechanische Eigenschaften, die mit Gesenkschmiedeteilen vergleichbar sind. Während SSM-Verfahren für Leichtmetalle etabliert sind, ist das Thixoforming von Stahl noch nicht industriell verbreitet. Diese Arbeit zielt darauf ab, einen Serienprozess für das Thixoforming von Bauteilen aus dem untereutektoiden Stahl C38LTT und dem Wälzlagerstahl 100Cr6LTT zu entwickeln. Dazu wird eine vollautomatisierte Fertigungslinie für die Serienproduktion von Bauteilen aus dem Automobilbereich aufgebaut. Ein Schwerpunkt liegt auf der Implementierung verschiedener Ansätze zur induktiven Rohteilerwärmung und der Prozessautomatisierung. Grundlegende Untersuchungen zum Umformverhalten angepasster Stahlsorten werden durchgeführt, und deren mechanische sowie mikrostrukturelle Eigenschaften werden analysiert. Zudem wird ein Hybrid-Werkzeug vorgestellt, das keramische Gesenkeinsätze und Armierungsringe aus Stahl kombiniert, um mechanische und thermische Stabilität sowie hohe Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Es werden Sekundärluftflansche in kleiner Serie mit Gesenken aus Stahl und Keramik hergestellt, wobei der Einfluss verschiedener Prozessparameter auf die Bauteileigenschaften untersucht wird.