Einsatz konversionsschichtfreier Schmierstoffe bei der Kaltmassivumformung rostfreier Stähle

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Die Verfahren der Kaltmassivumformung ermöglichen die effiziente Herstellung hochbelastbarer Bauteile mit nahezu endkonturnaher Geometrie. Die Erweiterung des Werkstoffspektrums von un- und niedriglegierten Stählen zu höherfesten, korrosionsbeständigen Stählen eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten. Aktuelle Schmierstoffsysteme in der Kaltmassivumformung rostfreier Stähle sind jedoch mit ökologischen und ökonomischen Problemen behaftet, was deren industrielle Anwendung erschwert. Einschichtschmierstoffe als Alternativen sind bislang unzureichend für die Umformung rostfreier Stähle untersucht. Zudem stellen die temperaturabhängige Leistungsfähigkeit und die prozessbedingte Schmierstoffausdünnung Herausforderungen dar. Die numerische Temperaturbestimmung weist Fehler aufgrund der theoretischen Abbildung der Wärmeübertragung auf. Methoden zur quantitativen Schichtdickenbestimmung, die in der Blechumformung etabliert sind, sind auf die Kaltmassivumformung bislang nicht übertragbar. In dieser Arbeit wurde die Leistungsfähigkeit von Einschichtschmierstoffsystemen unter tribologischen Lasten in Kaltmassivumformprozessen rostfreier Stähle untersucht. Zur Verbesserung der Temperaturbestimmung in numerischen Simulationen wurden Wärmeübergangskoeffizienten unter Berücksichtigung des Lastkollektivs in der Kaltmassivumformung bestimmt. Eine Methodik zur Validierung von Fluoreszenzfarbstoffen zur Schmierstoffschichtdickenmessung mittels Fluo