Die Bereitstellung keramischer Schaftfräswerkzeuge stellt einen wichtigen Beitrag zur kontinuierlichen Senkung von Herstellungskosten im Turbinenbau dar. Dieser Themenstellung widmet sich die vorliegende Arbeit. Es werden Werkzeuggeometrien entwickelt und Hauptzeitreduzierungen betrachtet. Die Ergebnisse der Untersuchungen zum Werkzeugverschleiß und Spannungsverteilungen eröffnen Ansatzpunkte für weiterführende wissenschaftliche Arbeit.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der vorliegenden Arbeit werden die Kriechmechanismen von der Nickelbasis-Legierung NiCr23Co12Mo bei 725 °C untersucht. Ziel dabei ist die Entwicklung eines physikalisch-basierten, konstitutiven Werkstoffmodells, das zur Auslegung zukünftiger Kraftwerkskomponenten herangezogen werden kann. Durch die Kombination von Messergebnissen aus Warmzug- und Kriechversuchen sowie mikroskopischen Gefügeuntersuchungen können die Teilchenverfestigung und innere Rückspannung qualitativ und quantitativ beschrieben werden. Die Teilchenverfestigung setzt sich dabei aus einem Anteil durch feine Sekundärkarbide und einem Anteil, der durch γ'-Teilchen hervorgerufen wird, zusammen. Das Werkstoffmodell wird mittels der "User-Subroutine CREEP" in die FEM-Software ABAQUS eingebettet. Kriechverformungen, die durch einen mehrachsigen Spannungszustand hervorgerufen werden, können somit numerisch bestimmt werden. Als Anwendungsbeispiele dienen dickwandige Kesselrohre für zukünftige 700°C-Kohlekraftwerke. Komplexe Bauteilversuche, ermöglichen eine Bewertung der Vorhersagegenauigkeit des Modells.
Aktualisiert: 2020-12-08
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Superlegierungen gehören zu den am schwersten zu bearbeitenden Werkstückwerkstoffen überhaupt. Folglich ist die konventionelle Bearbeitung mit Hartmetall- oder HSS-Werkzeugen, insbesondere im unterbrochenen Schnitt, zeit- und kostenintensiv. Die Entwicklung von besonders bruchzähen Schneidkeramiken ermöglicht jedoch neuerdings drastische Steigerungen der anwendbaren Schnittgeschwindigkeiten. Beim Hochleistungsfräsen von geschmiedeten, konventionell vergossenen und einkristallinen Ni-Basissuperlegierungen lassen sich die Schnittgeschwindigkeiten im Vergleich zur konventionellen Bearbeitung um den Faktor 40 erhöhen. Die Zerspanergebnisse finden in FEM-Simulationen Bestätigung, da die Einflüsse der Bearbeitungsparameter auf die simulierten Zerspankraftkomponenten gut mit den experimentellen Ergebnissen übereinstimmen. Mit Hilfe einer neu entwickelten Methode zur Bestimmung der Prozesstemperaturen bei der Fräsbearbeitung mit hohen Spindeldrehzahlen können weiterhin die thermischen Zusammenhänge der Zerspanprozesse geklärt werden. Die Methode basiert dabei auf einer Analyse der Oxidbildung an den erzeugten Spänen. Schließlich zeigen Vergleiche der Fertigungskosten auch das große wirtschaftliche Potenzial des Hochleistungsfräsens dieser speziellen Werkstoffgruppe.
Aktualisiert: 2019-01-24
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Die Bereitstellung keramischer Schaftfräswerkzeuge stellt einen wichtigen Beitrag zur kontinuierlichen Senkung von Herstellungskosten im Turbinenbau dar. Dieser Themenstellung widmet sich die vorliegende Arbeit. Es werden Werkzeuggeometrien entwickelt und Hauptzeitreduzierungen betrachtet. Die Ergebnisse der Untersuchungen zum Werkzeugverschleiß und Spannungsverteilungen eröffnen Ansatzpunkte für weiterführende wissenschaftliche Arbeit.
Aktualisiert: 2023-03-31
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