Gezielte Beeinflussung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen beim Drahtziehen

Abstract

ZusammenfassungNach dem Drahtziehen treten hohe Zugeigenspannungen in den oberflächennahen Schichten des Drahtes auf. Dieser Eigenspannungszustand ist für die weitere umformtechnische Verarbeitung, z. B. für das Biegen zur Herstellung von Torsionstabfedern, ungeeignet. Nach derzeitigen Standards wird dem Drahtziehen eine Wärmebehandlung nachgeschaltet. In diesem Artikel wird ein neuer Ansatz zur Einstellung des Eigenspannungszustandes direkt im Umformprozess des Drahtes vorgestellt. Durch eine Modifikation der Ziehwerkzeuge mit integrierten Umformelementen sollen niedrigere Zugspannungsniveaus in den oberflächennahen Schichten des Drahtes erzeugt werden. Diese Elemente haben wesentlichen Einfluss auf den Grad der Kaltverfestigung, ohne den Drahtdurchmesser zu verändern. Zunächst werden mittels FE-Simulationen verschiedene Werkzeuggeometrien hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Umformgrad sowie den Eigenspannungszustand des gezogenen Drahtes analysiert und bewertet. Durch den Einsatz eines speziell konzipierten Drahtziehwerkzeugs werden experimentelle Versuche durchgeführt und Drahtproben erzeugt. Weiterhin wird die Vorgehensweise für die Messung der Eigenspannungen durch den Einsatz von Röntgenbeugung erläutert. Für weiterführende experimentelle Untersuchungen zum Biegen erfolgte die Konzipierung eines modularen Werkzeuges, das eine Variation der Biegeradien und Drahtdurchmesser ermöglicht.