Einfluss von Reibbedingungen und Materialkombinationen auf den Gesenkschmiedeprozess

Die vorliegende Masterarbeit wurde in Kooperation mit der voestalpine BÖHLER Aerospace GmbH durchgeführt und befasst sich mit der Untersuchung der Schmierung beim Gesenkschmieden, einem zentralen Prozessschritt in der Herstellung von Schmiedeteilen für die Luftfahrtindustrie. Ziel der Arbeit war es, den Einfluss verschiedener Prozessparameter auf die Dicke der beim Schmieren entstehenden Graphitschicht zu analysieren sowie die tribologischen Eigenschaften ausgewählter Schmiermittel experimentell zu bewerten. Zu diesem Zweck wurden im Labor Schmierversuche durchgeführt, bei denen Parameter wie die Gesenktemperatur, der Gravurwinkel, die Oberflächenrauheit sowie verschiedene Schmiermittel mit unterschiedlichen Mischverhältnissen von Wasser zu Schmiermittel gezielt variiert wurden. Die resultierende Dicke der Graphitschicht diente dabei als zentrales Bewertungskriterium. Für die tribologischen Untersuchungen kam ein am Lehrstuhl für Umformtechnik entwickeltes Rotations- Schmiedetribometer zum Einsatz, mit dem Reibversuche unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt wurden. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass insbesondere die Wahl des Schmiermittels sowie die Applikationsdauer einen signifikanten Einfluss auf die Dicke der aufgetragenen Graphitschicht haben. Zudem wurde festgestellt, dass unter realen Betriebsbedingungen der menschliche Faktor eine erhebliche Varianz in der Schichtdicke verursachen kann. Die tribologischen Versuche zeigten, dass sich das Reibverhalten je nach Schmiermittel deutlich unterscheiden, während die Schichtdicke nur einen geringen Einfluss auf den Reibkoeffizienten ausübte. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern wichtige Erkenntnisse zur Optimierung der Schmierung im Gesenkschmiedeprozess und dienen als Grundlage für weiterführende Untersuchungen unter realen Produktionsbedingungen.