Inductive heating and semi-solid forming of high-melting materials

• Applicants: Dr.-Ing. Armin Lechler; Professor Dr.-Ing. Mathias Liewald
• Subject Area: Primary Shaping and Reshaping Technology, Additive Manufacturing ; Automation, Mechatronics, Control Systems, Intelligent Technical Systems, Robotics
• Term: from 2011 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 191656201

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde eine Kombination aus einer neuartigen Regelung für den induktiven Erwärmungsprozess mit der anschließenden Umformung im teilflüssigen Zustand erforscht. Fürdie Regelung der Erwärmungwurde das Konzept verfolgt, ein bislang nur für Aluminiumlegierungenerforschtes Verfahren,welchesaufder Erfassungder elektrischen Zeitkonstanten basiert, auf TiA16V4 zu übertragen. Das Verfahren wurde für diese Legierung so angepasst, dass die Möglichkeit zur Regelung der Erwärmung von TiA16V4 mit diesem Verfahren gezeigt werden konnte. Die erreichten Ergebnissewaren in dieser Hinsicht zufriedenstellend. Es wurdejedoch auch festgestellt, dass für die Erwärmung von TiA16V4 geeignete Tiegelwerkstoffe das Messverfahren beeinflussen und eine zuverlässige Erfassung der Regelgröße nicht erlauben. Daher wird das Verfahren für den Werkstoff TiA16V4 aufgrund der momentan verfügbaren Tiegelwerkstoffe als zu wenig robust angesehen. Für eine robuste Anwendung des Verfahrens ist die Entwicklung neuer Tiegelwerkstoffe notwendig. Die Formgebung im teilflüssigen Zustand zeigte aussichtsreiche Ergebnisse hinsichtlich der Herstellung von komplexen Bauteilen in einem Hub. Die erreichten Bauteileigenschaften zeigen eine sehr hohe Festigkeit bei verringerter Duktilität, wodurch die Einsatzzwecke limitiert werden. Das größteProblem, welches im Rahmen dieses Projekts nicht gelöst werden konnte, sind die geringen Werkzeugstandzeiten. Hier gilt es die Materialentwicklung voranzutreiben, um entweder geeignete Beschichtungen oder Grundwerkstoffe für Formeinsätze herstellen zu können.

Publications

• (2018) Measurement of the controlled variable during heating of Ti6Al4V for thixoforging. Mater. Res. Express (Materials Research Express) 5 (2) 026508
  Gerlach, O.; Lechler, A.; Verl, A.
  
• 2015. "Studies on Ti6AI4V Components Produced by Semi-Solid Forming Technology. " S. 85-91 in Materials Today: Proceedings, Vol. 2
  Seyboldt, C., Liewald, M. and Riedmüller, K. R.
  
• Research activities and new Developments in the bulk metal forming at the Institute of Metal Forming Technology (IFU). New Developments in Forging Technology, Fellbach, May, 5th - 6th, 2015, S. 1 -35, (2015)
  Liewald, M., Felde, A.
  
• Untersuchung von Messgliedern zur Erfassung der Regelgröße beim Erwärmen für das Thixoschmieden. Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2019. xviii, 140 S.
  Gerlach, Oliver