Grundlegende Untersuchungen zur umformtechnischen Herstellung von Halbhohlstanznieten aus hochverfestigenden Werkstoffen

Abstract

Vor dem Hintergrund der Relevanz des Klimaschutzes hat die Transformation hin zu hocheffizienten, nachhaltigen Produktionsprozessen begonnen. Das Halbhohlstanznieten ist ein mechanisches Fügeverfahren, welches für die Realisierung von Leichtbau und Mischbauweisen von Bedeutung ist. Die Nietherstellung ist allerdings aufgrund der erforderlichen Wärmebehandlung und Beschichtung der Niete energie-, zeit- und kostenintensiv. Durch den Einsatz hochverfestigender nichtrostender Nietwerkstoffe wird die Nachbehandlung obsolet. Aufgrund der hohen Werkzeugbeanspruchung stellt die Umformung derartiger Stähle eine Herausforderung dar, weshalb ein umfassendes Prozessverständnis erforderlich ist. Das Ziel dieser Arbeit war daher die Erarbeitung eines grundlegenden Prozessverständnisses für die umformtechnische Herstellung von Nieten aus hochverfestigenden Werkstoffen. Schwerpunkte bildeten hierbei die Identifikation und Analyse von prozess- und werkstoffseitigen Einflussgrößen auf den Umformprozess und die Bauteileigenschaften. Dies erfolgte auf Basis eines kombinierten experimentell-numerischen Ansatzes. Der Machbarkeitsnachweis für die Herstellung von Nieten aus hochverfestigenden Werkstoffen wurde erbracht. Während bei konventionellen Nieten infolge der Wärmebehandlung homogene Eigenschaften vorliegen, weisen die neuen Nieten gradierte mechanische Eigenschaften auf. Somit wurde eine Ausgangsbasis für die Herstellung von Nieten mit für das Fügen maßgeschneiderten Eigenschaften geschaffen.