Reibungsverhalten von Tiefziehblechen bei hohen Flächenpressungen an der Ziehkante

Als wesentlicher Gegenstand zum vorliegenden Projekt, der Nachbildung tribologischer Verhältnisse bei hohen Flächenpressungen an einer Ziehkante, hat sich die Untersuchung der theoretischen und verfahrentechnischen Grenzen dieser Simulation herausgestellt, d. h., bei Nutzung einer einfach gekrümmten Ziehkante ist der Streifenzugversuch mit Umlenkung als Modell für die Zug-Druck-Beanspruchung des Tiefziehans offensichtlich bei mittleren Flächenpressungen im Bereich von Pm = 80 ... 100 N/mm2 erschöpft. Neben dieser verfahrenstechnischen Begrenzung bestehen Mängel in der plastemechanischen Modeliierung des Versuches. Diese können zur Ergebnisverfälschung führen insbesondere dann, wenn die Grenzbereiche der experimentellen Nachbildung erreicht werden. Dem bezogenen Ziehbackenradius ist für den Modellcharakter von Streifenziehversuchen sowohl für den Versuch als auch für die Auswertung große Bedeutung beizumessen. Relativ zuverlässige Ergebnisse können bei bezogenen Ziehkantenradien von rs/so = 400 ... 800 erwartet werden. Als tribologisches System erwiesen sich von den untersuchten Werkzeug- und Blechwerkstoffen, Beschichtungen sowie Schmiermitteln die Legierungen AMPC025 und GG30 als leistungsfähig; der Einfluß der untersuchten Beschichtungen auf den Reibwert war gering. Diese Ergebnisse lassen allerdings kaum Rückschlüsse auf das Verschleißverhalten zu, das hier jedoch nicht Gegenstand der Untersuchungen war. Im Durchschitt wies der Schmierstoff 1 eine hohe Leistungsfähigkeit im Bereich der Mischreibung auf. Entsprechend der Vorgabe wurden innerhalb der Experimente mit dem legierten Blechwerkstoff X4CrNi18-10 (X5CrNi18.10) die höchsten Flächenpressungen erzielt, mit deren Zunahme der Reibwert geringfügig abnahm. Mit dem Tiefziehstahl DC04 (St14) wurde die gewohnte gute Umformbarkeit erreicht; vergleichsweise hohe Flächenpressungen konnten bis etwa 60 N/mm² erzielt werden. Die untersuchten Aluminiumwerkstoffe gestatten nur relativ geringe Flächenpressungen; eine Einengung der tribologischen Verhältnisse führte sofort zu abrasiven und adhäsiven Reaktionen an der Ziehkante. Das grundsätzliche Vorhaben, mit Hilfe eines Modellversuches die tribologischen Verhältnisse beim Tiefziehen abzubilden, konnte durch die Weiterentwicklung der Versuchsverfahrenstechnik und der plastemechanischen Beschreibung sicherer gestaltet werden.