Improvement of formability of extruded aluminium profiles by a local short-term heat treatment
Third party funded individual grant
Start date : 01.10.2013
End date : 30.09.2020
Project details
Short description
The objective of the research project is the enhancement of the forming limits and the tailoring of mechanical component properties of curved aluminum extruded profiles by a local short-term heat treatment before the forming process. Prerequisite for the successful application is the basic scientific investigation of a short-term heat treatment of aluminum extrusions and their interaction with a subsequent bending operation. Based on the fundamental understanding and consideration of the complex stress and strain state within profile bending an appropriate property distribution is determined in order to improve the formality. A suitable, laser-assisted heat treatment should be derived using a heat treatment simulation, which predicts the new mechanical properties in dependency of the microstructural changes. Finally, the artificial ageing capability of the material will be investigated.
Scientific Abstract
Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Erweiterung der Formgebungsgrenzen und die definierte Einstellung mechanischer Bauteileigenschaften von gebogenen Aluminiumstrangpressprofilen durch eine maßgeschneiderte lokale Kurzzeitwärmebehandlung vor der Umformung. Voraussetzung ist die grundlagenwissenschaftliche Untersuchung einer Kurzzeitwärmebehandlung (Rückglühen) von Aluminiumstrangpressprofilen und deren Wechselwirkung mit einer anschließenden Biegeoperation. Dies stellt eine signifikante Erweiterung zum Stand der Forschung dar, der sich bisher auf speziell für die Kurzzeitwärmebehandlung entwickelte Aluminiumblechlegierungen und die Beeinflussung mechanischer Eigenschaften fokussiert. Aluminiumstrangpresslegierungen, die nicht für die Kurzzeitwärmebehandlung entwickelt sind, wurden in diesem Zusammenhang bisher nicht, Veränderungen der Werkstoffstrukturen kaum untersucht. Es soll einerseits analysiert werden, welche Mikrostruktur- und Eigenschaftsänderungen durch die thermische Behandlung hervorgerufen und inwieweit diese durch einen kontrollierten Wärmebehandlungsprozess bei einer Aluminiumprofilgeometrie lokal eingestellt werden können. Aufbauend auf diesem grundlegenden Verständnis soll andererseits unter Beachtung des komplexen Spannungs- und Formänderungszustands beim Profilbiegen eine zielführende Eigenschaftsverteilung ermittelt werden, mit welcher die Formgebungsgrenzen erweitert werden können. Als Maß für die erzielte Erweiterung dient die Konturtreue während der Umformung beziehungsweise die Reduktion des Biegeradius bei gleicher Querschnittsdeformation. Eine dafür geeignete, lasergestützte Wärmebehandlung soll mit Hilfe einer Wärmebehandlungssimulation, welche die mikrostrukturelle Ausscheidungsauflösung als Ursache der Veränderung der mechanischen Eigenschaften abbildet, abgeleitet werden. Abschließend soll untersucht werden, inwieweit die Warmauslagerungsfähigkeit des Werkstoffes durch eine Kurzzeitwärmebehandlung und Umformungsverfestigung positiv beeinflusst werden kann.