Ermüdungsbruchversagen hartstoffbeschichteter Werkzeugstähle in der Kaltmassivumformung:
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Bamberg
Meisenbach
2000
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INHALTSVERZEICHNIS
5
INHALTSVERZEICHNIS
VERWENDETE
FORMELZEICHEN
UND
ABKUERZUNGEN
.
8
1
EINLEITUNG
.
11
2
STAND
DER
KENNTNISSE
.
13
2.1
WERKZEUGLEBENSDAUER
IN
DER
KALTMASSIVUMFORMUNG
.
13
2.1.1
WIRTSCHAFTLICHE
UND
TECHNOLOGISCHE
BEDEUTUNG
.
13
2.1.2
EINFLUSSGROESSEN
AUF
DIE
WERKZEUGLEBENSDAUER
.
13
2.1.3
MASSNAHMEN
ZUR
ERHOEHUNG
DER
WERKZEUGLEBENSDAUER
.
14
2.2
VERSCHLEISSSCHUTZSCHICHTEN
FUER
WERKZEUGE
DER
KALTMASSIVUMFORMUNG
.16
2.2.1
BESCHICHTUNGSVERFAHREN
FUER
FLIESSPRESSWERKZEUGE
.
16
2.2.2
RICHTLINIEN
ZUR
BESCHICHTUNG
VON
FLIESSPRESSWERKZEUGEN
.
20
2.2.2.1
KONSTRUKTIVE
FORDERUNGEN
.
20
2.2.2.2
ANFORDERUNGEN
AN
DIE
OBERFLAECHENBEHANDLUNG
.
21
2.2.2.3
ANFORDERUNGEN
AN
DEN
WERKZEUGWERKSTOFF
.
22
2.3
ERMUEDUNGSBRUCHVERSAGEN
HARTSTOFFBESCHICHTETER
WERKZEUGSTAEHLE.23
2.3.1
ZUSAMMENHAENGE
ZWISCHEN
HARTSTOFFBESCHICHTUNG
UND
BRUCHFESTIGKEIT
IN
GRUNDLAGENUNTERSUCHUNGEN
.
23
2.3.2
ZUSAMMENHAENGE
ZWISCHEN
HARTSTOFFBESCHICHTUNG
UND
ERMUEDUNGSBRUCHVERSAGEN
BEI
INDUSTRIELLEN
WERKZEUGEN
DER
KALTMASSIVUMFORMUNG
.
26
3
ZIELSETZUNG
UND
VORGEHENSWEISE
.
27
4
ANALYSE
DER
VERSAGENSERSCHEINUNGEN
AN
HARTSTOFFBESCHICHTETEN
FLIESSPRESSWERKZEUGEN
.
29
4.1
VERSAGENSERSCHEINUNGEN
INFOLGE
LOKALER
BEANSPRUCHUNG
_
29
4.2
VERSAGENSERSCHEINUNGEN
INFOLGE
INNERER
BEANSPRUCHUNG
.33
4.2.1
GEWALTBRUCH
.
33
4.2.2
ERMUEDUNGSBRUCH
.
34
4.3
UEBERLAGERUNG
VON
SCHAEDIGUNGSMECHANISMEN
_
.35
4.4
ZUSAMMENFASSUNG
DER
BEOBACHTETEN
VERSAGENSERSCHEINUNGEN.36
5
EXPERIMENTELLE
ANALYSE
DES
BRUCHVERSAGENS
HARTSTOFFBESCHICHTETER
WERKZEUGSTAEHLE
.
37
5.1
VERSUCHSAUFBAU,
-DURCHFUEHRUNG
UND
-AUSWERTUNG
_
.37
5.1.1
FESTLEGUNG
DER
UNTERSUCHTEN
PROBENGEOMETRIEN
UND
WERKZEUGSTAEHLE
.
37
5.1.2
STATISCHE
BIEGEBRUCHPRUEFUNG:
VERSUCHSEINRICHTUNG
UND
-AUSWERTUNG
.
39
5.1.3
ZYKLISCHE
BIEGEBRUCHPRUEFUNG:
VERSUCHSEINRICHTUNG
UND
-AUSWERTUNG
.
41
5.1.4
AUFSTELLUNG
DES
VERSUCHSPROGRAMMS
.
43
6
ERMUEDUNGSBRUCHVERSAGEN
HARTSTOFFBESCHICHTETER
WERKZEUGSTAEHLE
5.2
BIEGEBRUCHVERHALTEN
VERSCHIEDEN
BESCHICHTETER
WERKZEUGSTAEHLE
_
.46
5.2.1
BIEGEFESTIGKEIT
DER
UNBESCHICHTETEN
REFERENZPROBEN
.
46
5.2.2
AUSWIRKUNGEN
DES
BESCHICHTUNGSVERFAHRENS
UND
DES
SCHICHTWERKSTOFFS
.
48
5.2.2.1
PVD-BESCHICHTUNG
.
48
5.2.2.3
DISKUSSION
DER
AUSWIRKUNGEN
DER
BESCHICHTUNG
AUF
DAS
ERMUEDUNGSVERHALTEN
.
50
5.2.3
AUSWIRKUNGEN
DER
OBERFLAECHENFEINBEARBEITUNG
VOR
UND
NACH
DER
BESCHICHTUNG
.
53
5.2.3.1
OBERFLAECHENFEINBEARBEITUNG
VOR
DEM
PVD-BESCHICHTEN
.
54
5.2.3.2
OBERFLAECHENFEINBEARBEITUNG
VOR
UND
NACH
DEM
CVD-BESCHICHTEN
.
56
5.2.3.3
DISKUSSION
DER
AUSWIRKUNGEN
DER
OBERFLAECHENFEINBEARBEITUNG
.
58
5.2.4
AUSWIRKUNGEN
DER
WAERMEBEHANDLUNG
VOR
UND
GGF.
NACH
DER
BESCHICHTUNG
.
59
5.2.4.1
WAERMEBEHANDLUNG
VOR
DEM
PVD-BESCHICHTEN
.
60
5.2.4.2
WAERMEBEHANDLUNG
VOR
UND
NACH
DEM
CVD-BESCHICHTEN
.
61
5.2.4.3
ZUSAMMENFASSUNG
DER
AUSWIRKUNGEN
DER
WAERMEBEHANDLUNG
.
63
5.2.5
AUSWIRKUNGEN
DER
PROBENGEOMETRIE
(INKL.
FRAKTOGRAFISCHE
ANALYSE)
.
63
5.2.5.1
VIERKANTPROBEN
.
63
5.2.5.2
ZYLINDRISCHE
PROBEN
.
64
5.2.5.3
GEKERBTE
VIERKANTPROBEN
.
67
5.2.5.3
ZUSAMMENFASSUNG
DER
AUSWIRKUNGEN
DER
PROBENGEOMETRIE
.
69
5.3
ZUSAMMENFASSUNG
DER
EXPERIMENTELLEN
ERGEBNISSE
.69
6
EXPERIMENTELLE
UND
NUMERISCHE
ANALYSE
DER
INNEREN
BEANSPRUCHUNG
HARTSTOFFBESCHICHTETER
WERKZEUGSTAEHLE.
73
6.1
ERMITTLUNG
DER
EIGENSPANNUNGEN
IN
SCHICHT
UND
SUBSTRAT
.
.73
6.1.1
URSACHEN
FUER
DIE
ENTSTEHUNG
VON
EIGENSPANNUNGEN
BEI
DER
HARTSTOFFBESCHICHTUNG
.
73
6.1.2
MESSUNG
VON
EIGENSPANNUNGEN
IN
SCHICHT
UND
SUBSTRAT
.
75
6.2
NUMERISCHE
MODELLIERUNG
DER
BEANSPRUCHUNG
DES
SCHICHT-SUBSTRAT
VERBUNDES
.
78
6.2.1
NUMERISCHE
BERECHNUNG
DER
WERKZEUGBEANSPRUCHUNG
UND
ABSCHAETZUNG
DER
WERKZEUGLEBENSDAUER
IN
DER
UMFORMTECHNIK
.
78
6.2.2
KONZEPTE
ZUR
BERUECKSICHTIGUNG
DER
HARTSTOFFBESCHICHTUNG
BEI
DER
NUMERISCHEN
WERKZEUGAUSLEGUNG
.
80
6.2.3
NUMERISCHE
BERECHNUNG
DER
EIGENSPANNUNGEN
IN
SCHICHT
UND
SUBSTRAT
.
82
6.2.4
NUMERISCHE
MODELLIERUNG
DER
BEANSPRUCHUNG
DES
SCHICHT-SUBSTRAT
VERBUNDES
IM
DREIPUNKTBIEGEVERSUCH
.
87
6.2.5
EINSATZMOEGLICHKEITEN
DES
NUMERISCHEN
MODELLS
BEI
DER
NUMERISCHEN
AUSLEGUNG
HARTSTOFFBESCHICHTETER
FLIESSPRESSWERKZEUGE
.
90
63
ZUSAMMENFASSUNG
DER
BEANSPRUCHUNGSANALYSE
.
_
.
_
92
INHALTSVERZEICHNIS
7
7
ABLEITUNG
VON
MASSNAHMEN
ZUR
BEANSPRUCHUNGSGERECHTEN
AUSLEGUNG
HARTSTOFFBESCHICHTETER
FLIESSPRESSWERKZEUGE
.
93
7.1
MASSNAHMEN
ZUR
VERMEIDUNG
VORZEITIGEN
ENNUEDUNGSVERSAGENS
INFOLGE
HARTSTOFFBESCHICHTUNG
.
93
7.1.1
MASSNAHMEN
BEI
PVD-BESCHICHTETEN
WERKZEUGSTAEHLEN
.
93
7.1.2
MASSNAHMEN
BEI
CVD-BESCHICHTETEN
WERKZEUGSTAEHLEN
.
94
7.1.3
MASSNAHMEN
BEI
PVD
UND
CVD-BESCHICHTETEN
WERKZEUGEN
.
97
7.2
MASSNAHMEN
ZUR
VERBESSERUNG
DES
ERMUEDUNGSVERHALTENS
.
97
7.2.1
MIKROSTRAHLEN
VOR
DEM
PVD-BESCHICHTEN
.
98
7.2.2
PLASMANITRIEREN
VOR
DEM
PVD-BESCHICHTEN
(DUPLEXBEHANDLUNG)
.
101
7.2.3
FALLBEISPIEL:
VERBESSERUNG
DER
WERKZEUGLEBENSDAUER
EINES
PVD
BESCHICHTETEN
FLIESSPRESSSTEMPELS
DURCH
DUPLEXBEHANDLUNG
.
106
7.3
QUALITAETSSICHEMDE
MASSNAHMEN
BEI
HARTSTOFFBESCHICHTETEN
WERKZEUGEN
DER
KALTMASSIVUMFORMUNG
.110
7.3.1
STATISTISCHE
ERFASSUNG
UND
AUSWEITUNG
DER
WERKZEUGLEBENSDAUER
.
110
7.3.2
DOKUMENTATION
DER
WERKZEUGEIGENSCHAFTEN
UND
VERSAGENSARTEN
.
111
7.3.3
OPTIMIERUNG
DER
SCHNITTSTELLEN
ZWISCHEN
WERKZEUGHERSTELLER,
BESCHICHTER
UND
WERKZEUGANWENDER
.
112
7.4
WIRTSCHAFTLICHE
ASPEKTE
DER
BEANSPRUCHUNGSGERECHTEN
AUSLEGUNG
HARTSTOFFBESCHICHTETER
FLIESSPRESSWERKZEUGE
_
.113
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
115
LITERATURVERZEICHNIS
.
117
ANHANG:
PRUEFVERFAHREN
ZUR
PROBENCHARAKTERISIERUNG
.
127
A-L
SCHICHTDICKENMESSUNG
MITTELS
KUGELKALOTTENSCHLIFF
(NACH
DIN
V
ENV
1071
TEUE
2)
.127
A-2
HAFTFESTIGKEITSPRUEFUNG
MITTELS
ROCKWELL-EINDRUCKTEST
(NACH
VDI
RICHTLINIE
3198)
.
128
A-3
ERMITTLUNG
DER
HAERTE
UND
DES
E-MODULS
DER
SCHICHTEN
MITTELS
LAST
EINDRINGTIEFE-VERFAHREN
.
128
A-4
ERMITTLUNG
DER
EIGENSPANNUNGEN
MITTELS
ROENTGENOGRAFISCHER
SPANNUNGSMESSTECHNIK
.
129 |
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