Forschung
Schmiederohteileaus Stahl: Lässt sich mittels Querkeilwalzen ein ultrafeinesGefügeeinstellen? Das erforschen Ingenieurwissenschaftler am IPH im Projekt „Feinkornwalzen“. - © Ralf Büchler, IPH
08.07.2020

Werkstoffeigenschaften verbessern dank Feinkornwalzen

Werkstoffeigenschaften verbessern dank Feinkornwalzen

Kann das Querkeilwalzen die Eigenschaften eines Werkstoffs verbessern? Dieser Frage gehen Wissenschaftler am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH im Forschungsprojekt „Feinkornwalzen“ nach. Ihr Ziel ist es, mittels eines einfachen Walzprozesses ein
ultrafeines Gefüge einzustellen und so die Festigkeit und Duktilität von Stahlbauteilen zu erhöhen.

Beim Querkeilwalzverfahren werden üblicherweise Vorformen für Bauteile hergestellt, die anschließend im Schmiedeprozess ausgeformt werden. Welche Möglichkeiten das Querkeilwalzen noch bietet, erproben die Ingenieurwissenschaftler des IPH im neuen Forschungsprojekt „Feinkornwalzen“.

Die Wissenschaftler wollen durch das Walzen nicht die Geometrie der Bauteile verändern, sondern die Gefügestruktur. Diese Veränderung ist nicht mit bloßem Auge ersichtlich: Ein Zylinder bleibt ein Zylinder. Der Unterschied steckt im Inneren des Werkstücks. Die kleinen Partikel, aus denen der Werkstoff besteht, werden zu einem ultrafeinen Gefüge gewalzt. Das hat den Vorteil, dass das Material eine höhere Festigkeit und Duktilität aufweist. Damit ist es möglich, kleinere und leichtere Bauteile zu konstruieren, die trotzdem hohen Belastungen standhalten – beispielsweise für den Leichtbau.

Schmiederohteile aus Stahl: Lässt sich mittels Querkeilwalzen ein ultrafeines Gefüge einstellen? Das erforschen Ingenieurwissenschaftler am IPH im Projekt „Feinkornwalzen“. - © Ralf Büchler, IPH
Schmiederohteile aus Stahl: Lässt sich mittels Querkeilwalzen ein ultrafeines Gefüge einstellen? Das erforschen Ingenieurwissenschaftler am IPH im Projekt „Feinkornwalzen“. © Ralf Büchler, IPH

Um ein ultrafeines Gefüge einzustellen, werden bisher zum Beispiel Verfahren wie „Equal Channel Angular Extrusion“ (ECAE) und „High Pressure Torsion“ (HPT) genutzt. Diese können allerdings nur schwer in bestehende industrielle Fertigungsketten implementiert werden, da sie spezielle Maschinen benötigen und mit einem hohen zeitlichen Aufwand verbunden sind. Mit dem Feinkornwalzen wollen die IPH Ingenieure eine Möglichkeit schaffen, mit bestehenden Querkeilwalzanlangen die Werkstoffeigenschaften zu verbessern. Schmiedeunternehmen könnten damit hohe Anschaffungskosten vermeiden und das Feinkornwalzen flexibel in schon bestehende Produktionsabläufe integrieren.

Derzeit legen die IPH-Ingenieure einen Querkeilwalzprozess aus, der zwar das Gefüge verändert, aber nicht die Geometrie des Bauteils. Anschließend untersuchen sie in Simulationsstudien und Experimenten, welche Parameter einen Einfluss auf den Prozess des Feinkornwalzens haben. Dazu variieren sie beispielsweise den Schulterwinkel, den Keilwinkel, die Umformgeschwindigkeit und die Temperatur des Werkstoffs sowie des Werkzeugs. Zudem untersuchen die Wissenschaftler, wie sich das Gefüge verändert, wenn das Bauteil nach dem Walzen in Öl, Wasser oder an der Luft abgekühlt wird.

Ziel der Forscher ist es, aus den untersuchten Parameterkombinationen ein Prozessfenster abzuleiten, das einen Walzprozess ermöglicht, bei dem sich das Gefüge wie gewünscht verändert und die Korngröße nach dem Walzen im ultrafeinkörnigen Bereich liegt.

Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert und läuft zwei Jahre. Weitere Informationen zum Projekt finden Sie hier.

(Quelle: Presseinformation des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH)

Schlagworte

FeinkornwalzenLeichtbauQuerkeilwalzenStahlbauStahlbauteile

Verwandte Artikel

08.02.2026

Last Call for Papers: DVS CONGRESS 2026

Der Deutsche Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e. V. lädt Fachleute aus Industrie und Forschung sowie engagierte Nachwuchskräfte ein, Vortragsangebote für den...

Beschichtungstechnik Digitalisierung Forschung Fügetechnik Hochleistungswerkstoffe Industrie KI Kongress Schneiden Schweißen Stahlbau Tagung Trenntechnik
Mehr erfahren
MMW Handsetgeräte
01.02.2026

Einstieg in das Ultraschallschweißen im Leichtbau

Leichtbaumaterialien mit Ultraschallenergie verbinden: MultiMaterial-Welding schafft kraft- und formschlüssige Verbindungen.

Automobilbranche Handschweißen Leichtbau Schweißen Ultraschallschweißen
Mehr erfahren
Die Weiterbildung zum EAE (European Adhesive Engineer) in Bremen setzt weltweite Standards und ist direkt für Unternehmen in vielen Abteilungen nutzbar
12.12.2025

In Klebfachingenieure investieren – lohnt sich das?

Die Weiterbildung zum EAE (European Adhesive Engineer) in Bremen setzt weltweite Standards und ist direkt für Unternehmen in vielen Abteilungen nutzbar.

Automobiltechnik Elektromobilität Elektrotechnik Fachwissen Klebfachingenieur Klebtechnik Leichtbau Maschinenbau Medizintechnik Weiterbildung
Mehr erfahren
17.11.2025

Rückblick 35. Schweißtechnische Tagung

Zwei Tage lang wurde auf der 35. Schweißtechnische Tagung in Halle diskutiert, ausprobiert und vernetzt. Die Veranstaltung war geprägt vom gemeinsamen Willen, Wissen zu t...

Arbeitssicherheit Automatisierung Forschung Innovationskraft Qualitätssicherung Schweißen Schweißtechnik Stahlbau Tagung Technologien Umweltschutz
Mehr erfahren
StAlVac verbindet datengestützte Materialentwicklung, Additive Fertigung und Werkstoffinnovation – für die nächste Generation hybrider Leichtbauteile
15.11.2025

Datengestützte Materialentwicklung für den metallbasierten Leichtbau

Multimaterialbauteile aus Aluminium und Stählen mit geringer Dichte gelten als ein Schlüssel für den Leichtbau der Zukunft. Doch ihre Herstellung ist komplex und fehleran...

Additive Fertigung Aluminium Effizienz Hybridbauteile Laserstrahlauftragschweißen Leichtbau Polymere Werkstoffe Stahl
Mehr erfahren