Transferprojekt T-B5: Prozessentwicklung der induktiven Zweifrequenzrandschichthärtung mittels numerischer Modellierung

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Bernhard Kaufmann

Motivation und Ziele:
Die induktive Zweifrequenzrandschichthärtung ist ein innovatives Wärmebehandlungsverfahren, das sich seit seinen Anfängen im Jahre 1990 etabliert hat. Die Auslegung eines solchen Härteprozesses ist bisher mit großen experimentellen Aufwand verbunden. Numerische Modelle sollen helfen den Prozess selbst besser zu verstehen und die Prozessentwicklung zu verkürzen bzw. zu optimieren. Ziel des Transferprojekts T-B5 ist es, das im Rahmen des Teilprojekts B5 entwickelte Simulationsmodell zur Beschreibung der induktiven Zweifrequenzrandschichthärtung bezüglich der Werkstoff- und Prozessmodellierung zu erweitern und im Rahmen der Prozessentwicklungbei dem Projektpartner Robert Bosch GmbH im industriellen Umfeld einzusetzen.

Untersuchungen

Erste Ergebnisse

Numerische Modellierung der induktiven Randschichthärtung mittels Finite-Elemente-Methode
Implementierungeines Materialmodells zur Beschreibung des Materialverhaltens (aufbauend auf Ergebnissen aus Projekt B5)
Thermische Analysen am Dilatometer und am Kurzzeitaustenitisierungsprüfstand
Induktive Randschichthärtung von Zahnrädern (42CrMo4) beim Transferpartner Robert Bosch GmbH
Charakterisierung des Randschichtzustandes an Hand von optischer Gefügeanalyse, röntgenographischer Eigenspannungsmessung und Mikrohärtemessung
Energie- und Kostenbilanz des induktiven Randschichthärtens

Umsetzungin ABAQUS 6.11
Übertragung des bereits für 2D-Simulationen bestehenden Materialmodellsaufdie 3D-Simulation
Erste Schritte zur numerischen Abbildung der induktiven Wärmebehandlung von Zahnrädern

Induktive Härtungvon Zahnrädern beim Transferpartner
Erste Charakterisierung der Randschicht der Zahnräder