Funktionalisierte Randzone für belastungsorientiertes Ermüdungsverhalten gehärteter Bauteile

Aufgrund des weltweiten ökonomischen und ökologischen Wandels ist der Einsatz von innovativer umwelt- und ressourcenschonender Technologien notwendig. Insbesondere in der Fertigungstechnologie bestehen Potentiale zur Bauteiloptimierung, welche noch nicht vollständig verstanden sowie auch nicht vollständig ausgenutzt werden. So lassen sich beispielsweise durch die Verfestigung der Oberfläche von Wälzlagern Druckeigenspannungen einbringen. Die positiven Auswirkungen von Druckeigenspannungen in Bauteilbereichen höchster Wälzbeanspruchungen auf die Lebensdauer sind seit Langem bekannt. Die Tiefe der Druckeigenspannung lässt sich durch einen Hartdrehwalzprozess, bei dem die Wärme durch die Drehbearbeitung ausgenutzt wird, weiter beeinflussen. Obwohl hierbei rechnerisch weiter optimierte Lagerlebensdauern erzielt werden sollten, zeigten Prüfstandversuche, dass die Eigenschaften gegenüber dem reinen Festwalzen nicht günstiger sind. Ziel der geplanten Untersuchungen soll es sein, die Einflüsse, die zu einer reduzierten Lebensdauer führen, zu ermitteln und sie bei weiteren Arbeiten auszuschließen – die positiven Effekte herauszuarbeiten. Da der Wärme beim Drehwalzprozess eine entscheidende Rolle zukommt, gilt es herauszufinden, inwieweit durch eine Wärmequelle Isotropie im Gefüge vorliegt – und inwiefern homogenes Materialverhalten zu längeren Lebensdauern unter zyklischen Belastungen führt.