Eigenschaften und Umformverhalten metallisch oberflächenveredelter Feinbleche beim Tiefziehen
Eckart Doege, Ulrich Hesberg
Die Bedeutung und der Einsatz oberflächenveredelter Feinbleche in den verschiedenen Anwendungsbereichen nimmt vor allem im Hinblick auf die Notwendigkeit der Verbesserung des Korrosionsschutzes im Zuge des fortschreitenden Leichtbaues, hauptsächlich in der Automobilindustrie, stetig zu. Dabei stehen sowohl die funktionellen Eigenschaften des Stahles als Trägerwerkstoff als auch die Eigenschaften der Beschichtungswerkstoffe mit ihren ganz speziellen Problemen im Vordergrund.
Zink ist für Stahl ein guter Korrosionsschutz aufgrund der kathodischen Oberfläche und an Schutzwirkung an Verletzungen den Schnittkanten. Zink zeigt günstiges elektrochemisches Abscheideverhalten der ein aus verschiedenen wässrigen Lösungen, was für eine elektrolytische Oberflächenveredeleunq vorteilhaft ist.
Gleichzeitig eignet sich Zink aufgrund des geringen Schmelzpunktes aber auch hervorragend für eine Schmelztauchveredelung. Zink ist deshalb heute der wesentliche Überzugswerkstoff für Stahlfeinblech, wenn es um Korrosionsschutz geht.
Zusammen mit den Untersuchungen des mechanischen Festigkeitsverhaltens und der Analyse des Formänderungsvermögens der untersuchten Werkstoffe lässt sich Folgendes zusammenfassen:
Das mechanische Verhalten und die auftretenden Formänderungen oberflächenveredelter Feinbleche werden hauptsächlich vom Trägerwerkstoff bestimmt. Die auftretenden Formänderungen werden dabei nur durch die Reibungsverhältnisse geringfügig beeinflusst. Sie werden vorwiegend vom Überzugswerkstoff, aber auch vom Werkstoff des Reibungspartners beeinflusst. Hier kann durch richtige Werkstoffauswahl eine günstige Kombination gefunden werden. Schmierstoffe verringern die auftretenden Reibzahlen.
Für das Versagen der Oberflächenschichten durch Abrieb konnte die Versagensgrenze ermittelt werden. Die Fließgrenze des Beschichtungswerkstoffes sollte durch die auftretenden Normalspannungen, d.h. durch die Flächenpressung im Flansch und an der Ziehkante, nicht überschritten, möglichst sogar nicht erreicht werden.
Diese neu gewonnen Erkenntnisse können in die bisher bekannten und angewendeten Ansätze zur Bestimmung der Versagensgrenze beim Tiefziehen integriert werden und leisten so einen Beitrag zur Verkürzung der Auslegungs- und Vorbereitungsphase bei der Herstellung von Tiefziehteilen.
