Umformen von aufgefalteten Magnesiumblechen aus stranggepressten Rohren

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Das Strangpressen und anschließendes Auffalten von Magnesiumrohren ermöglicht die flexible Herstellung von Magnesiumblechen. Die Umformeigenschaften dieser Bleche unterscheiden sich jedoch von konventionell hergestellten Blechen. Vor allem der Einfluss der Längspressnähte auf die Umformung muss bei der Prozessauslegung berücksichtigt werden. 

Magnesium ist einer der leichtesten Konstruktionswerkstoffe im Maschinenbau. Mit einer Dichte von ρ=1,7 g/cm³ erreicht Magnesium nur einen Bruchteil des Gewichtes von Stahl oder Aluminium. Im Hinblick auf die Verknappung fossiler Energieressourcen und steigender Umweltauflagen, steigt auch die Notwendigkeit zum Leichtbau, insbesondere in der Automobil- aber auch Luftfahrtindustrie. Während die gießtechnische Verarbeitung von Magnesiumlegierungen bereits etabliert ist [1], ist sowohl die Herstellung als auch Verarbeitung von Magnesiumblechen trotz des hohen Leichtbaupotenzials noch eine Nischenindustrie. Die Begründung hierfür ist insbesondere in der vergleichsweise schwierigen umformtechnischen Verarbeitung des Magnesiums zu finden. Bei Raumtemperatur weisen Magnesium und seine Legierungen ein sprödes Umformverhalten auf. Erst mit Erhöhung der Temperatur werden pyramidale Gleitebenen erster Ordnung aktiviert und der Werkstoff damit umformbar [2]. Die Notwendigkeit zur temperierten Umformung erschwert den Einsatz von Magnesiumblechen in zweierlei Hinsicht. Eine Temperierung des Umformprozesses (Tief- und Streckziehen) erhöht die Verarbeitungskosten, während die Prozesssicherheit durch einen zusätzlichen Prozessparameter reduziert wird. Des Weiteren wird die Herstellung der Blechhalbzeuge erschwert, da auch der Walzprozess zur Blechherstellung temperiert erfolgen muss. Das Blech kühlt zwischen den Walzstufen ab und muss für die nächste Stufe wieder erwärmt werden. Hierdurch wird die Herstellung von Blechen sehr energieintensiv. Weiterhin ist dieses Verfahren auf die Herstellung weniger Legierungen bzw. größere Losmengen begrenzt, da die Brammen jeweils gesondert aus dem Ausgangsmaterial gegossen werden müssen.
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde daher ein Verfahren entwickelt, in dem Rohre aus Magnesium stranggepresst und anschließend aus der Strangpresswärme heraus zu Blechen umgeformt werden. Auf diese Weise konnte eine günstige und flexible Methode zur Erzeugung von Magnesiumblechen entwickelt werden. Die anfängliche Herstellung von Rohren ermöglicht hierbei einerseits gleichmäßigere Materialeigenschaften über die Blechbreite als beim Pressen flacher Halbzeuge und die Erweiterung der durch das Pressmaul begrenzten Blechbreite.
 

Prof. Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens, Dr.-Ing. Sven Hübner, André Neumanna),
Prof. Dr.-Ing. Hans-Jürgen Maier, Dr.-Ing. Christian Klose, Norbert Grittner, Marcus Engelhardtb)
 

a)  Leibniz Universität Hannover,Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen
b)  Leibniz Universität Hannover,Institut für Werkstoffkunde
neumann@ifum.uni-hannover.de

An der Universität 2, 30823 Hannover, Deutschland

 

Schlagwörter: Magnesium, Blechherstellung, Strangpressen, Pressnähte