Herstellung von ringförmigen Bauteilen mit pulvermetallurgisch erzeugten Schichten durch das Radial-Axial-Ringwalzen:
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Aachen
Shaker
2013
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 1
1.1 AUSGANGSSITUATION. PROBLEMSTELLUNG UND FORSCHUUGSBEDARF 1
1.2 ZIEL UND AUFBAU DER ARBEIT 6
2 STAND DER TECHNIK UND GRUNDLAGEN 8
2.1 RADIAL-AXIAL-RINGWALZEN 8
2.1.1 GRUNDPRINZIP DES RADIAL-AXIAL-RINGWALZENS 9
2.1.2 BESCHREIBUNG DER UNIFONNZONEN 10
2.1.3 AUSLEGUNG DES WALZPROZESSES UND KONZEPT DER PROZESSFUEHRUNG 12
2.1.4 PLANUNG DER GESAMTPROZESSKETTE 14
2.1.5 VERZUNDERUNG WAEHREND DER PROZESSKETTE DES WALZENS 14
2.1.6 FAZIT IM HINBLICK AUF DAS RW-BESCHICHTEN 16
2.2 SINTERN 16
2.2.1 DEFINITION UND BESCHREIBUNG 17
2.2.2 GRUNDLEGENDE VORGAENGE BEIM SINTERN 17
2.2.3 EINFLUSS DURCH AEUSSERE DRUCKBEAUFSCHLAGUNG 18
2.2.4 FAZIT IM HINBLICK AUF DAS RW-BESCHICHTEN 20
3 BESCHREIBUNG DES RW-BESCHICHTENS UND PRAEZISIERUNG DER AUFGABENSTELLUNG
.21
3.1 GRUNDLEGENDES VERFAHRENSPRINZIP DES RW-BESCHICHTENS 21
3.2 DARSTELLUNG DER GESAMTPROZESSKETTE 22
3.3 EINORDNUNG UND MOTIVATION DER VORLIEGENDEN ARBEIT 24
3.4 PRAEZISIERUNG DER AUFGABENSTELLUNG 25
3.4.1 ZENTRALE FRAGESTELLUNGEN 25
3.4.2 UNTERSUCHUNGSAUFBAU UND VORGEHENSWEISE 26
3.4.3 PROZESSSCHRITTUEBERGREIFENDE BESCHREIBUNG DER VERDICHTUNG 28
3.4.4 MATERIALAUSWAHL 28
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
4 BESCHREIBUNG DER VERSUCHS- UND ANLAGENTECHNIK 30
4.1 VERSUCHS- UND ANLAGENTECHNIK ZUR WARMVERARBEITUNG DER PROBENKOERPER
30
4.1.1 WAERINEBEHANDLUNGSOFEN 30
4.1.2 RADIAL-AXIAL-RINGWALZMASCHINE UND PERIPHERIE 31
4.2 TECHNISCHE APPARATUREN ZUR HERSTELLUNG UND MESSMETHODEN ZUR ANALYSE
DER
PROBENKOERPER 34
4.2.1 WAEGETECHNIK 34
4.2.2 MISCHER- UND SIEBUNGSTECHNIK 35
4.2.3 VIBRATIONSEINRICHTUNG 37
4.2.4 MESSTECHNISCHE GERAETE UND VERFAHREN ZUR ERFASSUNG VON
DICHTEKENNWERTEN UND BEURTEILUNG DER ERZEUGTEN SCHICHTEN 38
4.2.5 DIGITALE BILDERFASSUNG UND -VERARBEITUNG ZUR MESSUNG DER
VERZUNDERUNG 42
4.2.6 TEMPERATURMESSUNG WAEHREND DES WALZPROZESSES 43
5 AUSLEGUNG UND HERSTELLUNG DER VERSUCHSKOERPER 44
5.1 AUFBEREITUNG UND BEREITSTELLUNG DER VERWENDETEN PULVENNATERIALEN 44
*5.2 PROBENKOERPER FUER RINGWALZVERSUCHE 45
5.2.1 ZU BERUECKSICHTIGENDE EIGENSCHAFTEN UND ANFORDERUNGEN 45
*5.2.2 GESTALTUNG UND HERSTELLUNG DER PROBENKOERPER 47
*5.2.3 ANGABEN ZU DEN VERWENDETEN PROBENKOERPERVARIANTEN UND -GROSSEN 48
5.2.4 ERGAENZENDE ERLAEUTERUNGEN UND DATENERHEBUNG ZUM BEFUELLUNGSVORGANG
50
5.3 PROBENKOERPER FUER SINTERVERSUCHE 54
*5.3.1 ZU BERUECKSICHTIGENDE EIGENSCHAFTEN UND ANFORDERUNGEN 54
5.3.2 GESTALTUNG UND HERSTELLUNG DER PROBENKOERPER 55
5.4 PROBEUKOERPER ZUR FESTSTELLUNG DER ZUNDERENTWICKLUNG 55
6 EXPERIMENTELLE VORGEHENSWEISE UND VERSUCHSBESCHREIBUNG 57
6.1 EXPERIMENTELLE VORGEHENSWEISE DER WALZVERSUCHE 57
6.1.1 ALLGEMEINE KURZBESCHREIBUNG DER VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 57
6.1.2 AUSLEGUNG DER PROZESSFUEHRUNG UND DER WALZSTRATEGIE 58
6.1.3 VERSUCHSPROGRANINI UND BESCHREIBUNG DER VERSUCHSMERKMALE 62
6.1.4 ABKUEHLUNG DER RINGFOERMIGEN PROBENKOERPER AUS DER WALZHITZE 65
6.2 EXPERIMENTELLE VORGEHENSWEISE DER SINTERVERSUCHE 66
SEITE, II
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
6.2.1 ALLGEMEINE KURZBESCHREIBUNG DER VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 66
6.2.2 VERSUCHSPROGRANNN 67
6.3 ERMITTLUNG DER SCHICHTAUSPRAEGUNG UND DER VERDICHTUNGSKENNWERTE 68
6.3.1 SYSTEMATIK ZUR UNTERSUCHUNG DER RINGFOERMIGEN PROBENKOERPER 68
6.3.2 SYSTEMATIK ZUR UNTERSUCHUNG DER SINTERPROBENKOERPER 70
6.3.3 PROBENPRAEPARATION UND ERMITTLUNG DER VERDICHTUNGSGRADE 71
6.4 EXPERIMENTELLE VORGEHENSWEISE ZUR ANALYSE DER VERZUNDERUNGSVORGAENGE
72
6.4.1 ALLGEMEINE BESCHREIBUNG 73
6.4.2 GRUNDSAETZLICHER ABLAUF DER VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND
MESSWERTAUFNAHME . 75
6.4.3 ERMITTLUNG DER ZUNDERSCHICHTDICKE DURCH OPTISCHE VERMESSUNG 76
6.4.4 ERMITTLUNG DER ZUNDERSCHICHTDICKE DURCH MASSENANALYSE 78
6.4.5 ERMITTLUNG DES GESAMTMASSENVERLUSTS DURCH VERZUNDERUNG 79
6.4.6 UEBERTRAG DES MASSENVERLUSTS AUF RINGFOERMIGE PROBENKOERPER 80
7 TEMPERATURFELD, SINTERSTADIUM UND VERZUNDERUNGZUSTAENDE 83
7.1 WERKSTUECKTEMPERATUR UND WAERMEDEHNUNG 83
7.1.1 TEMPERATURVERLAUF WAEHREND DER VERARBEITUNG IM WANNZUSTAND 84
7.1.2 TEMPERATURWERTE IN DEN RELEVANTEN ZUSTAENDEN 86
7.1.3 ANWENDUNG AUF ANDERE VERSUCHSREIHEN 88
7.2 WAERMEDEHNUNGSKENNWERTE ZUR BERECHNUNG DER WARNNNASSE 88
7.3 VERZUNDERUNG UND ZUGEHOERIGE MASS- UND MASSENVERAENDERUNGEN WAEHREND DES
PROZESSDUREHLAUFS 92
7.3.1 BREITENMASSDIFFERENZ UND ZUNDERSCHICHTDICKE 92
7.3.2 MASSENVERLUST DURCH VERZUNDERUNG UND ZUNDERENTFERNUNG 95
7.4 ANALYSE DER EINFLUESSE DURCH DIE SINTERUNG WAEHREND DER ERWAERMPHASE
100
7.4.1 BESCHREIBUNG UND DISKUSSION DER ERGEBNISSE 100
7.4.2 BEWERTUNG UND ANWENDUNG DER ERGEBNISSE 101
8 ANALYSE DES WALZVERHALTENS UND DES KOMPAKTIERUNGSVORGANGS 103
8.1 WALZUNG EINES RINGFOERMIGEN PROBENKOERPERS MIT AUSSENLIEGENDER
PULVERSCHICHT 104
8.1.1 WALZVERLAEUFE UND ABSCHAETZUNG DER RINGUNIDREHUNGSZAHL SOWIE DER
MITTLEREN WANDDICKENABNAHME 104
8.1.2 ABSCHAETZUNG DER RINGUMDREHUNGEN UND MITTLEREN WANDDICKENABNAHMEN .
107
SEITE III
IMAGE 4
LYHAI.TSVRARALCHSLSS
8.1.3 VOLUMEUVERAEWDERUNG WAEHREND DER WALZUNG 108
8.1.4 VERDICHTUNGSGRAD UND VERDICHTUNGSGRADVERTEILMIG 110
8.1.5 SCHICHTDICKE UND GEOMETRISCHE AUSPRAEGUNG DES SCHICHTQUERSCHNITTS
112
8.1.6 ZUSAMMENFASSUNG UND FAZIT 115
8.1.7 SCHLUSSFOLGERUNG FUER DIE NACHFOLGENDEN GEGENUEBERSTELLUNGEN 116
8.2 UNTERSCHIEDE ZUR WALZUNG VON MONOLITHISCHEN RINGKOERPERN 117
8.2.1 WALZVERLAEUFE 117
8.2.2 RINGUMDREHUNGSANZAHL UND MITTLERE STICHABNAHME 119
8.2.3 ZUSAMMENFASSUNG UND FAZIT 119
8.3 WALZKOERPER- UND SCHICHTENTWICKLUNG WAEHREND DES WALZPROZESSES 120
8.3.1 WALZVERLAEUFE 121
8.3.2 VERDICHTUNGSGRAD UND SCHICHTDICKENREDUZIERUNG 122
8.3.3 SCHICHTKENNWERTE IN RELATION ZU WALZDAUER, RINGUMDREHUNGEN UND
DURCHMESSERWACHSTUM 125
8.3.4 SCHICHTAUSPRAEGUNG - VERDICHTUNGSENTWICKLUNG IN
SCHICHTHOEHENRICHTUNG 128
8.3.5 SCHICHTAUSPRAEGUNG - VERDICHTUNGSENTWICKLUNG IN
SCHICHTDICKENRICHTUNG .... 129
8.3.6 SCHICHTAUSPRAEGUNG - ENTWICKLUNG DER VERFORMUNGEN 130
8.3.7 ZUSAMMENFASSUNG UND FAZIT 131
8.4 EINFLUSS AUF DIE SCHICHTENTWICKLUNG DURCH ZUGABE VON HARTSTOFFEN 132
8.4.1 GRUNDLEGENDE BETRACHTUNG DES EINFLUSSES VON HARTSTOFFZUGABEN AUF
DAS WALZ- UND VERDICHTUNGSVERHALTEN 133
8.4.2 ANPASSUNG DER GROESSENVERTEILUNG UND ERHOEHUNG DES HARTSTOFFGEHALTES
138
8.4.3 ZUSAMMENFASSUNG UND FAZIT 142
8.5 VARIATION VON KAUMIERDICKE UND PULVERWERKSTOFF 142
8.5.1 WALZVERLAEUFE 143
8.5.2 VERDICHTUNGSGRAD UND SCHICHTDICKENREDUZIERUNG IN VERSCHIEDENEN
WALZSTADIEN 144
8.5.3 SCHICHTKENNWERTE IN RELATION ZU WALZDAUER, RINGUMDREHUNGEN UND
DURCHMESSERWACHSTUM 145
8.5.4 SCHICHTAUSPRAEGUNG HINSICHTLICH DES VERFORMUNGSZUSTANDS 147
8.5.5 ZUSAMMENFASSUNG UND FAZIT 147
8.6 ABSCHLIESSENDE BESCHREIBUNG DES WALZ- UND VERDICHTUNGSVERHALTENS 148
SEITE IV
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS
9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 152
9.1 ZUSAMMENFASSUNG 152
9.2 AUSBLICK 154
ANHANG 155
LITERATURVERZEICHNIS 169
ABKUERZUNGS- UND SYMBOLVERZEICHNIS 177
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 183
TABELLEN VERZEICHNIS 190
SCHRIFTENREIHE DES LEHRSTUHLS FUER PRODUKTIONSSYSTEME 192
LEBENSLAUF 199
SEITE V
|
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