Untersuchung zur temperaturbedingten Beeinflussung des Werkstoffflusses und des Reibvorganges beim Tiefziehen von Blechen

Für nicht handelsübliche Schmierstoffe mit bekannter chemischer Zusammensetzung werden Grenzziehverhältnisse beim Tiefziehen ermittelt. An zwei ausgewählten Schmierstoffen mit unterschiedlichen Gehalten an Phosphor- und Chlorzusätzen wird die Temperaturerhöhung im Flansch und am Ziehring beim Tiefziehen gemessen. Der Einfluß höherer Temperaturen auf den Werkstoff und den Schmierstoff wird durch Beheizung des Werkzeuges untersucht. Die Versuchswerkstoffe sind austentitische Cr-Ni-Stähle unterschiedlicher Austenitstabilität. Die Untersuchungen ergeben, daß sich Schmierstoffe durch Temperaturmessungen differenzieren lassen. Bei Umformung bei Raumtemperatur und bei 323 K Werkzeugtemperatur werden für den Schmierstoff mit den höheren Gehalten an chemischen Zusätzen im Flansch die. niedrigeren Temperaturen gemessen. Der Werkstoffeinfluß auf die Temperatur ist bei Raumtemperatur gering. Bei 323 K Werkzeugtemperatur liegen die Temperaturen für den Schmierstoff mit den geringeren Mengen an Zusätzen und dem rechnerisch instabileren Werkstoff über denen des stabileren. Die Temperaturen, die bei 353 K Werkzeugtemperatur gemessen werden, sind für beide Versuchswerkstoffe und Schmiermittel gleich. Die Tendenz, daß der Schmierstoff mit den höheren Gehalten an Zusätzen auch zu niedrigeren Temperaturen führt, ist an der Ziehringrundung nicht zu messen. Hier wird das umgekehrte Verhalten nachgewiesen. Bei Umformung bei Raumtemperatur sind die Temperaturen deutlich abhängig vom Werkstoff und liegen für beide Versuchsschmierstoffe dicht beisammen. Bei den beiden höheren Werkzeugtemperaturen liegen die Temperaturen für den Schmierstoff mit den höheren Gehalten an Zusätzen über denen mit den niedrigeren. Zur Beschreibung des Einflusses der Temperatur auf das Werkstoffverhalten wird der Martensitgehalt des Gefüges herangezogen. Da die im Gefüge gebildete Menge an Martensit jedoch auch vom Umformgrad abhängt, ist e s schwierig abzuschätzen, welcher Versuchsparameter den Martensitgehalt bestimmt. Die Formänderungen hängen in ihrem Verlauf von der Temperatur ab. Im Bereich des Flansches wird der Anstieg -der Radialformänderung bei hohen Ziehtiefen flacher. Da die Tangentialformänderung annähernd gleiche Werte für alle Werkzeugtemperaturen aufweist, resultieren daraus unterschiedliche Blechdickenänderungen als Funktion der Temperatur. An der Ziehringrundung ändern sich die Formänderungsverteilungen mit der Temperatur und den Schmier- bzw. Werkstoffen. Insbesondere bei der Blechdickenformänderung ϕS fallen folgende Tendenzen auf: Für Raumtemperatur dickt bei beiden Werkstoffen für Schmierung mit E das Blech mehr auf. Bei 313 K unterscheiden sich die Werte für die Schmierstoffe nur unwesentlich. Bei 333 K Stempeltemperatur ist die Tendenz im Blechdickenverlauf umgekehrt wie bei Raumtemperatur. Unterschiedliche Schmierstoffe lassen sich durch Temperaturmessungen differenzieren. Diese Temperaturunterschiede äußern sich nicht notwendigerweise auch in unterschiedlichen Martensitgehalten und Formänderungsverteilungen, sie erfordern daher grundsätzliche Untersuchungen über die Wirkungsweise von Schmierstoffen an den Kontaktflächen, um das Zustandekommen der Temperaturunterschiede erklären zu können.