Bei der Wärmebehandlung von Bauteilen aus Stahl werden Verzugspotentiale, die in den vorausgegangenen Prozessschritten in das Werkstück eingebracht wurden, ausgelöst und führen so zu Verzügen. Um die nachteiligen Auswirkungen des Verzuges auf die Bauteilqualität zu verringern, wird ein zusätzlicher Prozessschritt entwickelt, der eine Minimierung sowohl des chargentypischen, als auch des individuellen Verzuges der Bauteile nach einer Wärmebehandlung durch vorheriges thermisch induziertes Vorspannen mittels lokaler Laserbestrahlung ermöglicht. Dabei wird in dem vorliegenden Projekt insbesondere auf den Verzugspotentialträger Eigenspannungen eingewirkt. Anhand der Beispielgeometrie Fingerprobe (idealisierter Zahnradzahn) wurde der Prozessschritt thermisches Vorspannen entwickelt und die Wirksamkeit verifiziert. Dieser Prozess wird in dem aktuellen Bewilligungszeitraum auf ganze Zahnräder übertragen.

Durch die große Komplexität der nötigen Manipulation der Eigenspannungsfelder ist und war eine modellhafte Simulation des Vorganges unabdingbar. In der aktuellen Arbeitsphase wird die bereits für die Fingerprobe entwickelte Simulation (Bild 1) auf die Geometrie des Zahnrades (Bild 2) übertragen. Des Weiteren werden gezielte  Experimente zur Validierung der Simulation und Gewinnung erster Erkenntnisse im Bezug auf die Verzugsveränderung durch Einbringung von Eigenspannungsfeldern am Zahnrad durchgeführt. 

     Bild 1: Vernetzung der Fingerprobe              Bild 2: Temperaturfeldverteilung

Fördermittelgeber

DFG

Laufzeit

01.01.2003 - 31.12.2011

Abteilungsleiter

Dipl.-Phys. Haiko von Rebenstock