M. Steinhauser, E. Sert, L. Hitzler, A. Öchsner, and M. Merkel

Ermüdungsverhalten des additiv gefertigten Werkzeugstahls H13 mit unterschiedlichen Nachbearbeitungsverfahren der Oberfläche

Fatigue Behavior of the Additively Manufactured Tool Steel H13 after Surface Treatment using Different Post-Processing Methods

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Das Interesse der Industrie an additiv gefertigten Bauteilen steigt z unehmend, wobei mit zunehmendem Verständnis der statischen Kennwerte nunmehr der Fokus in Richtung der dynamischen Festigkeiten wandert. Deswegen werden Einflussparameter auf die Lebensdauer und potenzielle Nachbearbeitungsmethoden untersucht und analysiert. Ein großer Einfluss ist dabei der Oberflächengüte und den durch Rautiefen initiierten Kerbeffekten zuzuschreiben. Deswegen werden unterschiedliche Methoden zur Verbesserung der Oberflächengüte untersucht. Dabei werden die Verfahren Laserpolieren, elektrochemisches Polieren und Hartmetallkugelstrahlen und deren Auswirkung auf Oberflächengüte sowie Härte untersucht. Für das elektrochemische Polieren werden die Proben in einer Perchlorsäure für 90 s bei 32 V und maximal 10 A poliert. Das Hartmetallkugelstrahlen wird mit einem UFS 100 Strahlmittel bei einem Druck von 4 bar und einer Strahldauer von 10 s ausgeführt. Anschließend werden Wöhlerlinien für die unterschiedlichen Zustände mittels Umlaufbiegeversuch ermittelt, welche mit Referenzwerten analysierter konventioneller Proben verglichen werden. Des Weiteren werden die Bruchflächen analysiert. Die Untersuchungen ergaben ein hohes Optimierungspotenzial der additiv gefertigten Proben bei einer Verdichtung der Oberfläche sowie einer Entfernung der Randschicht durch eine spanende Bearbeitung. Dadurch wurden höhere Zeitfestigkeiten als mit konventionell gefertigten Proben erreicht.

Bibliographie
M. Steinhauser, E. Sert, L. Hitzler, A. Öchsner, and M. Merkel (2020). Fatigue Behavior of the Additively Manufactured Tool Steel H13 after Surface Treatment using Different Post-Processing Methods. Practical Metallography: Vol. 57, No. 3, pp. 140-167
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ISSN 0032-678X