Werkstofftechnik. Karosseriewerkstoffe aus Stahl

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1 Karosseriewerkstoffe aus Stahl Im Automobilbau werden Stahlbleche mit der Werkstoffbezeichnung DC 01 bis zu DC 04 (alte Normbezeichnung St 12 bis St 14) mit besonderen Verformungseigenschaften eingesetzt. Der Buchstabe D = Flacherzeugnisse zum Kaltumformen. Der Buchstabe C = Kaltgewalzt, gefolgt von zwei Ziffern zur Tiefziehfähigkeit des Stahles. Beispiel: DC 04 (EN 10130) hat eine bessere Tiefziehfähigkeit als DC 02 Der Werkstoff DC 04 besitzt eine hohe Gleichmaßdehnung Agt und wird im sogenannten Streckziehverfahren eine geringe Neigung zum Einschnüren aufweisen. Tiefen ( Streckziehen ) nennt man den Verformungsvorgang eines Bleches unter zweiachsigem Spannungszustand. Das Blech wird mit einem starrem Werkzeug verformt ( Streckziehen ). Das Streckziehverfahren wird im Karrosseriebau für Anbauteile an Kraftfahrzeugen wie Türen, Dächern, Kotflügel, Heck- und Kofferraumdeckel sowie in der Luftfahrttechnik für Formteile bis zu ca. 50 m² angewendet. Der zu bearbeitende Blechzuschnitt wird mit Spannzangen gefasst und in dem Werkzeug gehalten. Durch die Verspannung wird ein Nachfließen des Werkstoffes zur Beanspruchungszone verhindert und zunehmend eine Materialdickenänderung erzeugt. Der Formstempel wird hydraulisch gegen das Blech hochgefahren. Das Blech legt sich an der Stempelkuppe an und passt sich mit fortschreitendem Stempelhub der Stempelform an. Ein Nachstrecken des Werkzeuges hält die Rückfederung des Formteiles klein. Die Verfahrensgrenze ist erreicht, wenn das Formteil Risse oder Einschnürungen aufweist. Im Gegensatz zum Verfahren des Tiefziehens treten beim Streckziehen keine Druckspannungen auf, somit entsteht im Formteil keine Faltenbildung.

2 Metallische Werkstoffe Bleche und Bänder Tiefungsversuch nach Erichsen /1/ I Grundlagen Der Tiefungsversuch nach Erichsen ist ein technologischer Versuch, er dient zur Bewertung des Tiefungsverhalten von Stahlblechen. Bild 1: Prinzip der Versuchsdurchführung /2/

3 II Versuchsdurchführung Blecheinspannvorrichtung Anzeige Blechspannkraft Tiefungsanzeige Hauptwahlschalter Anzeige Ziehkraft Geschwindigkeitsregler Bild 2: Erichsen Prüfmaschine

4 Planung 1 : Messung der Blechstärke in mm. 2 : optische Beurteilung der Blechoberfläche 3 : Auswahl des Werkzeuges (Stempel und Matrize) 4 : der Prüfabstand wird auf das Blech markiert. 5 : Auswahl des geeigneten Prüffettes 6 : Ermittelung der Blechspannkraft 8 : Ermittelung der Prüfgeschwindigkeit Das Prüfblech wird zwischen der Blechhalteplatte und der Matrize mit 10 KN verspannt. Ein Formstempel wird gegen das Blech gefahren und die Maschine schaltet bei dem ersten Lastabfall, (d.h. bei Risseintritt) ab.

5 Auswertung Folgende Messdaten werden abgelesen: 1. Ziehkraft in KN 2. Tiefung IE in mm 3. Zeitaufnahme des Ziehweges Das geprüfte Blech wird nun auf seine Rissbildung optisch untersucht. Es können zwei Rissarten auftreten: Ringriss : Nachweis der Isotropie bzw. Quasiisotropie des Bleches Spaltriss : Nachweis der Anisotropie des Bleches Bild 3: Ringriss Bild 4: Spaltriss Isotropie : Der Werkstoff zeigt keine Richtungsabhängigkeit seiner Eigenschaften, insbesondere bei Umformprozessen. Anisotropie : Der Werkstoff zeigt eine Richtungsabhängigkeit seiner Eigenschaften bei Umformprozessen

6 Auswertung Die Oberfläche der Eintiefungen an dem geprüften Blech wird mit einer Lupe bewertet: Oberflächengüte Korngröße μm Tabelle 1: Erichsen Kornskala nach ASTM E /3/

7 Auswertung Bild 5 Auswertung der Ziehgüte nach DIN 1623 (nicht mehr gültig)

8 Literatur: /1/ EN ISO DIN Metallische Werkstoffe Bleche und Bänder Tiefungsversuch nach Erichsen (Dez. 2003) /2/ Fa. Erichsen, Versuchsanleitung zum Tiefungsversuch /3/ Fa. Erichsen, Kornskala nach ASTM E /3/