The influence and significance of several process parameters in a manufacturing chain of cylindrical bearing rings made of steel SAE 52100 (100Cr6) on the quench hardening distortion were identified using the method of Design of Experiments (DoE) and a statistical analysis of the results. The change in out-of-roundness can be explained by the used clamping technique during turning, which led to characteristic residual stress distributions in circumferential direction. Size alterations were smaller and depended also on clamping (height) resp. on clamping and an interaction of clamping and feed (radius). Other investigated factors like stirring during continuous casting, deformation ratio during forging and cooling after forging did not significantly influence shape or size changes. Density measurement was found to be a simple and effective method, to check size changes. The results confirm the necessity of concerning the whole manufacturing chain, to understand and influence heat treatment distortion. DoE has been proven to be a useful tool in this way.
Kurzfassung Verzug ist eine Systemeigenschaft und alle an der Prozesskette beteiligten Fertigungsschritte können dem entstehenden Bauteil von außen nicht sichtbare Veränderungen mit auf den Weg geben, sein Verzugspotenzial beeinflussen. Diese Aussage hat sich in den letzten 10 Jahren immer weiter manifestiert. Beginnend mit vielen Einzeluntersuchungen in verschiedenen Unternehmen und Instituten, Diskussionen im Fachausschuss „Maß- und Formänderungen infolge Wärmebehandlung“ der AWT, entsprechenden Vorträgen (bspw. [1]), der Erstellung einer Verzugsmonographie durch den genannten Fachausschuss1, der Einrichtung des Sonderforschungsbereiches „Distortion Engineering“ 2001 in Bremen und der im Jahr 2005 erstmals durchgeführten Internationalen Tagung Distortion Engineering, IDE, zu diesem Thema wurde diese Erkenntnis konsequent weiterverfolgt. In der vorliegenden Arbeit werden entsprechende Untersuchungen, die sich konsequent an diesen Ansatz gehalten haben, für den Fall einer vereinfachten Fertigungskette „Zylinderring aus 100Cr6“ vorgestellt.
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