Steigern der Bauteillebensdauer mittels Randzonenbeeinflussung durch die hybride Verfahrenskombination Drehwalzen

Der Stand der Forschung zeigt auf, dass das Oberflächenverfestigungsverfahren Festwalzen ein geeignetes Verfahren ist, um Randzoneneigenschaften so zu verändern, dass die Lebensdauer der bearbeiteten Bauteile steigt. Die Kombination mit thermischen Festwalzen führt zu einem weiteren Anstieg der Lebensdauer. Jedoch erfordert dieses einen zusätzlichen Prozessschritt. Durch Parallelisierung mit zerspanenden Fertigungsschritten kann dieser Nachteil eliminiert werden. So stellt der Prozess des Drehwalzens eine effiziente Möglichkeit für die Bearbeitung von Hochleistungsbauteilen dar. Das Gesamtziel des geplanten Vorhabens ist die grundlegende Untersuchung und Modellierung der Wirkmechanismen bei der kombinierten, thermomechanischen Bearbeitung zur gezielten Lebensdauersteigerung durch maßgeschneiderte Randzoneneigenschaften. Zunächst wird dazu das gezielte Einstellen der Randzoneneigenschaften durch thermisches Festwalzen realisiert. Anschließend werden die Wirkmechanismen zwischen Drehprozess und Bauteiltemperatur modelliert, damit die nötige thermische Energie durch den Drehprozess in das Bauteil gelangt und thermisches Festwalzen ermöglicht. Darauf aufbauend werden Grundlagen zum Einstellen von Randzoneneigenschaften durch den kombinierten Drehwalzprozess gebildet. Abschließend wird die Lebensdauersteigerung durch das Drehwalzen in Abhängigkeit der Temperatur nachgewiesen. Diesen Untersuchungen liegt die Hypothese zu Grunde, dass bei erhöhter Temperatur nicht nur höhere Eigenspannungswerte erzielt werden können, sondern dass diese auch stabiler sind als bei niedrigerer Temperatur eingebrachte.