Forschungsprojekte

Clinchen von Magnesiumwerkstoffen

Zielbranchen

Fahrzeug- und Verkehrstechnologien, Nutzfahrzeugbau, Schiffsbau, Sonstiger Fahrzeugbau, Stahlbau, Herstellung von Kraftwagen und Kraftwagenteilen

Problemstellung

Aufgrund des bei Raumtemperatur eingeschränkten Umformvermögens von Magnesium erfordert das Clinchen dieses Leichtbauwerkstoffs dessen lokale Erwärmung auf Temperaturen von etwa 220 °C. Die dabei benötigte Erwärmzeit der Fügestelle liegt für konventionelle Clinchverfahren bei mindestens 3 bis 6 Sekunden, wodurch sich die Gesamtprozesszeit für das Fügen beträchtlich erhöht. Benötigt wird ein Clinchverfahren, bei dem die notwendige Erwärmung der Bauteile beschleunigt werden kann.

Lösung

Das matrizenlose Clinchen bietet entscheidende Vorteile für das Fügen von Magnesiumbauteilen. Im Gegensatz zu allen anderen Clinchverfahren wird beim matrizenlosen Clinchen keine konturierte Matrize benötigt.

Als Gegenwerkzeug kommt ein einfacher flacher Amboss zum Einsatz. Die Erwärmungseinrichtung ist in den Amboss integriert. Die für eine rissfreie Umformung des Magnesiums erforderliche Wärmemenge wird durch Kontaktwärmeübergang vom Amboss in die Fügestelle übertragen. Der schnelle Wärmeeintrag wird dabei durch die ebene Oberfläche begünstigt. Der Anteil der Zugspannungen in den Bauteilen bei der Umformung ist sehr gering, somit sind gute Voraussetzungen für eine rissfreie Umformung spröder Werkstoffe gegeben. Die benötigten Erwärmzeiten können beim temperierten matrizenlosen Clinchen auf unter eine Sekunde reduziert werden.