Untersuchung und Modellierung einer integrierten Spraykühlung beim Strangpressen mit simulationsbasierter Auslegung des Düsenfeldes

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Mirko Schaper
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 41469863

• Erstellungsjahr: 2012

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Teilprojekt 5 befasste sich mit der prozessintegrierten Wärmebehandlung von Aluminiumstrangpressprofilen mittels einer Zweiphasenspraykühlung. Dazu wurde zunächst die Spraycharakteristik der eingesetzten Zweiphasenspraykühlung untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden bei der prozessintegrierten Abkühlung zur Anwendung gebracht, um eine möglichst gleichmäßige Abkühlung zu erzielen zur Homogenisierung der Eigenschaften und zur Verringerung des Verzugs. Dabei wurde mithilfe einer thermischen Simulation des Abkühlens die optimalen Sprayparameter ermittelt und anhand von prozessintegrierten Abschreckversuchen verifiziert. Des Weiteren wurde die thermische Simulation um die Berechnung von Materialeigenschaften erweitert. Anhand der ermittelten mechanischen Festigkeiten der prozessintegriert abgeschreckten und anschließend warmausgelagerten Aluminiumprofilen konnte gezeigt werden, dass die mittels Zweiphasenspray abgeschreckten Strangpressprofile die in der Norm geforderten Festigkeiten erreicht haben.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Modellierung einer prozessintegrierten Spraykühlung beim Strangpressen von aushärtbaren Aluminiumlegierungen, In: Conf. Proc.: ANSYS Conference & 27th CADFEM Users’ Meeting 2009, Leipzig, 18.-20.November, 2009
  M. Nowak, F. Nürnberger , O. Grydin, M. Schaper
  
• Extrusion and Air-Water Cooling of Al- Si1MgMn Alloy Extruded Profiles, Metallurgical and mining industry Vol. 2, Nr. 5, S. 355-362, 2010
  V. Danchenko; O. Golovko; S. Belyaev; M. Schaper, M. Nowak
  
• Simulation of gas and spray quenching during extrusion of aluminium alloys, Key Engineering Materials Vol 424 (2010) pp 57-64
  M. Reich, S. Schöne, O. Keßler, M. Nowak, O. Grydin, F. Nürnberger, M. Schaper
  
• Experimental and Numerical Investigations on Metal Flow during Direct Extrusion of EN AW-6082, Key Engineering Materials Vol. 491 (2012) pp 137-144
  M. Kammler, T. Hadifi, M. Nowak, A. Bouguecha