Optimierte Metallumformung durch Modellbildung der Reibungsvorgänge

Im Zusammenhang mit der Metallbearbeitung und der Massivumformung ist der Walzprozess durch eine quetschende Verformung gekennzeichnet, die durch rotierende Walzen erreicht wird. Die Reibung zwischen den Arbeitswalzen und dem Werkstück ist ein grundlegender Aspekt des Prozesses, da die Reibungskräfte das Werkstück durch den Walzbiss bewegen und außerdem die Oberflächenqualität des Werkstücks und die Werkzeugstandzeit beeinflussen. Daher kann eine genaue Vorhersage der Reibung in Walzprozessen zu einer optimierten Metallumformung führen und den Energieverbrauch senken.

Um eine zuverlässige Vorhersage der Reibung zu erhalten, muss die tatsächliche Kontaktfläche an der Grenzfläche vorhergesagt werden. Daher muss das Verformungsverhalten des Materials genau beschrieben werden. Die Konstruktion von Materialmodellen mit Hilfe von Experimenten wie Hochtemperaturhärte- und Kratztests ist unerlässlich, um das Material in Bezug auf Verformung, Zeit und Temperatur über Längenskalen zu beschreiben. Messungen von Walzentopographien mit optischen Instrumenten und rechnerische Ansätze zur Darstellung der Messungen ermöglichen es, die Materialeigenschaften und topographischen Merkmale zusammenzubringen. Darüber hinaus spielen auch rheologische Eigenschaften der verwendeten Schmierstoffe und Untersuchungen der Schmierstoffphänomene, die in einem solchen Kontakt stattfinden, eine Rolle im Kontaktmodell.

Insgesamt ist eine Kombination aus rechnerischen und experimentellen Methoden sinnvoll, um die verschiedenen Phänomene im komplexen Tribosystem des Warmwalzens zu berücksichtigen und darzustellen.

Walzen eines Werkstücks mit Ansichten verschiedener mikroskopischer Vorgänge

© André Rudnytskyj

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