Kumulatives Walzplattieren : Bewertung der Umformeigenschaften mehrlagiger Blechwerkstoffe der ausscheidungshärtbaren Legierung AA6014
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Diss. Reihe Maschinenbau, Band 352
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Abstract
Accumulative Roll Bonding is a well-known process for the production of semi-finished sheet material with an ultra-fine grained microstructure. Against the background of lightweight design, the increase in strength that can be achieved is a significant advantage. The industrial implementation of the process is prevented by a lack of knowledge of the material behavior of the high-strength, multi-layered sheet material in forming processes. The aim of this work is the evaluation of the forming properties of the ultra-fine grained aluminum alloy AA6014. For this purpose, the resulting material properties are examined depending on the parameters of the Accumulative Roll Bonding process. The focus is on a new approach to tempering the working rolls in the rolling process. The forming properties as well as the forming limits are analyzed based on the processes of deep drawing and bending. Finally, the well-known approach of Tailor Heat Treated Blanks technology to enhance the formability as a result of a local short-term heat treatment is transferred to the multi-layered, high-strength aluminum alloy AA6014. On the basis of the results of this work, the performance of the investigated materials for use in metal forming technology is demonstrated. Increasing the potential for lightweight construction by significantly increasing the specific strength of semi-finished sheet material can make a contribution to meeting the high requirements for future mobility concepts.
Abstract
Das kumulative Walzplattieren ist ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Blechhalbzeugen mit ultrafeinkörnigem Gefüge. Vor dem Hintergrund des Leichtbaugedankens ist die erzielbare Festigkeitssteigerung ein bedeutender Vorteil. Der industriellen Umsetzung des Verfahrens stehen insbesondere fehlende Kenntnisse zum Werkstoffverhalten der hochfesten mehrlagigen Halbzeuge in Umformprozessen entgegen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Bewertung der Umformeigenschaften der ultrafeinkörnigen Aluminiumlegierung AA6014. Hierzu werden die resultierenden Werkstoffeigenschaften in Abhängigkeit der Prozessparameter der Halbzeugherstellung untersucht. Im Fokus steht ein neuer Ansatz zur Temperierung der Arbeitswalzen im Walzprozess. Anhand der formgebenden Prozesse Tiefziehen und Biegen werden die Umformeigenschaften sowie die Formgebungsgrenzen analysiert. Abschließend wird der bekannte Ansatz der Tailor Heat Treated Blanks-Technologie zur Erweiterung der Formgebungsgrenzen, infolge einer lokalen Kurzzeitwärmebehandlung, auf die mehrlagige, hochfeste Aluminiumlegierung AA6014 übertragen. Auf Basis der Ergebnisse dieser Arbeit wird die Leistungsfähigkeit der untersuchten Werkstoffe für den Einsatz in der Umformtechnik nachgewiesen. Die Erhöhung des Leichtbaupotentials durch eine signifikante Steigerung der spezifischen Festigkeit von Blechhalbzeugen kann einen Beitrag leisten, um den hohen Anforderungen an zukünftige Mobilitätskonzepte gerecht zu werden.