Umformtechnik - Umformen metallischer Konstruktionswerkstoffe. Mit 273 Fragen

5 Blechumformung (S. 306-307)

5.1 Grundlagen der Blechumformung

5.1.1 Streckgrenze, Streckgrenzendehnung, Fließfiguren

Werkstoffe mit ausgeprägter Streckgrenze, z.B. Baustähle (S235 und ähnliche), sowie Tiefziehbleche (DC01 bis DC06) neigen zur Fließfigurenbildung, wenn sie durch Tiefziehen umgeformt werden. Fließfiguren machen sich als feine Streifen an der Oberfläche bemerkbar. Sie werden auch Lüdersbänder oder Lüdersstreifen genannt. An hochwertigen Oberflächen stellen diese Streifen Oberflächenfehler dar. ImBild 2.2 (Kap. 2.1.2.1) wird das Spannungs-Dehnungs-Diagramm für das Tiefziehblech DC05 gezeigt, es ist ein Werkstoff mit deutlich erkennbarer Streckgrenzendehnung, die auch mit Lüdersdehnung bezeichnet wird. Wenn die plastische Formänderung in diesem Bereich erfolgt, bilden sich die Lüdersbänder aus.

Dies geschieht dadurch, dass kleine Fremdatome (Kohlenstoff C und Stickstoff N) die Bewegungen der Versetzungen blockieren, so dass die mechanischen Spannungen in der Umformzone ansteigen müssen, um Versetzungen und Fremdatome gemeinsam durch das Kristallgitter zu bewegen. Bei den unlegierten, weichen Stahlsorten trennen sich bei einer bestimmten Spannung Versetzungen und Fremdatome, worauf die Versetzungen in hoher Dichte und mit hoher Geschwindigkeit wandern und dabei über die Korngrenzen hinweg an die Oberfläche gelangen. Es entstehen matte, streifenförmige Bereiche, die sogenannten Lüdersbänder.

Werden die Tiefziehbleche vor dem Tiefziehen mit einem Abwalzgrad entsprechend der Streckgrenzendehnung kalt gewalzt, also mit ca. 2 … 5% Blechdickenreduzierung, dann wird die Bildung von Lüdersbänder verhindert. Der Vorgang wird mit Dressieren oder Nachwalzen bezeichnet. Die Wirkung des „Dressierens" hält einige Wochen, wird aber durch die Diffusion der Fremdatome allmählich wieder abgebaut. Lüdersbänder sind auch nach dem Lackieren von Karosserien am unterschiedlichen Glanzgrad zu erkennen und gelten daher als Oberflächenfehler.

Diese Oberflächenfehler sind unbedingt zu vermeiden. Die festigkeitssteigernde Wirkung der Kaltverfestigung wirdauch beim Tiefziehen beobachtet, ist allerdings sehr unterschiedlich über das Bauteil verteilt, so dass der Konstrukteur nur in seltenen Fällen sich diesen Effekt zunutze machen kann. Für die Außenteile der Karosserie werden meist Definition Blechumformung ist eine Änderung der geometrischen Gestalt (Form) durch plastische Formänderung metallischer Werkstoffe, deren Ausgangsformals Blechband oder Blechtafel vorliegt. Die Blechdicke bleibt dabei im Normalfall erhalten. Lernziele: Der Lernende

• kennt die Zusammenhänge zwischen der ausgeprägten Streckgrenze (Lüdersdehnung) und der Fließfigurenbildung. Blechwerkstoffe mit geringer Festigkeit und Dicke (0,6…0,9 mm) eingesetzt, da diese sich faltenund rissfrei tiefziehen lassen. Tragende, innenliegende Teile werden oft aus höherfesten, dickeren Blechen (bis 3 mm) tiefgezogen, feingeschnitten, fließgepresst und weiteren Umformverfahren unterworfen.

Zusammenfassung
Tiefziehbleche mit ausgeprägter Steckgrenze
• bilden Fließfiguren (Lüdersbänder) beim Tiefziehen. Dressierte Tiefziehbleche
• lassen sich fließfigurenfrei verarbeiten für einige Wochen.