Matrizenloses Drahtziehen von metallischen Drähten

Autorin: Merle Braatz

ISBN: 978-3-69030-071-1

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2025

Herausgeber der Reihe: Noomane Ben Khalifa

Band-Nr.: IPTS 02/2025

Umfang: 184 Seiten, 50 Abbildungen

Schlagworte: Matrizenloses Drahtziehen, Umformzone, plastische Deformation, Warmumformung, Magnesium, Zink, Draht

Kurzfassung: Für das matrizenlosen Drahtziehverfahren wird in dieser Arbeit die Umformzone und Prozessfenster für ausgewählte Magnesium- und Zinklegierungen untersucht. Diese biologisch abbaubaren Werkstoffe sind für die Biomedizin von Interesse, da sie eine zweite Operation zur Entfernung überflüssig machen. Die hexagonale Gitterstruktur von Magnesium und Zink führt jedoch zu einer geringen Duktilität bei Raumtemperatur. Das matrizenlose Drahtziehverfahren vermeidet den Einsatz von Matrizen und Schmiermitteln, minimiert die Kontamination und erhöht die Umformbarkeit.

Es wurde ein flexibler Drahtzugaufbau entwickelt, der konsistente und reproduzierbare Ergebnisse liefert. Die Umformzonenlänge wird maßgeblich durch Materialeigenschaften und Prozessparameter beeinflusst, wobei die Temperatur der entscheidende Faktor ist. Temperaturen über 0,6-facher Schmelztemperatur ermöglichen stabile Prozesse, fördern dynamische Rekristallisation und erhalten die mechanischen Eigenschaften. Höhere Geschwindigkeiten und Querschnittsflächenreduktionen steigern die Produktivität, verlängern jedoch die Umformzonenlänge, was sich negativ auf die Umformbarkeit und die mechanischen Eigenschaften auswirken kann.

Insgesamt ist das Prozessfenster materialspezifisch und erfordert die Optimierung von Temperatur, Geschwindigkeit und Querschnittsflächenreduktion, um eine lokalisierte Umformung zu gewährleisten. In der Arbeit wurde eine analytische Gleichung mittels Prozess- und Materialparametern aufgestellt, mit der die Umformzonenlänge und somit Prozessparameterkombinationen für stabile Umformung bestimmt werden können. Zudem wurden die Prozessfenstergrenzen erweitert und dabei eine Querschnittsflächenreduktion von über 50 % in einem Ziehschritt erreicht.