Dauerfestigkeit PV-PLV
FVA 390 III, IGF-Nr. 17891 BR 1
Dauerfestigkeitsuntersuchungen von Press-Presslötverbindungen mit unterschiedlichen Lotschicht- und Grundwerkstoffeigenschaften
Mit dem abgeschlossenen Forschungsvorhaben sollte der breite Einsatz der Press-Presslöt-Verbindung (PV-PLV) ermöglicht werden. Diesem stand bisher eine fehlende sinnvolle wirtschaftliche Alternative zur Galvanik als Beschichtungsverfahren für die Lotschicht im Wege. Da sich durch die Anwendung alternativer Beschichtungsverfahren die Eigenschaften der charakteristischen Lotschicht einer PV-PLV ändern, wurden deren Einflüsse auf die Dauerfestigkeitseigenschaften der PV-PLV in diesem Projekt untersucht.
Dabei wurden reale Welle-Nabe-Baugruppen aus 34CrNiMo6 bzw. Wellen aus EN-GJMB-550-4 verwendet. Mit Hilfe dieser Proben wurden die Einflüsse der unterschiedlichen Schichteigenschaften auf die Dauerfestigkeitseigenschaften der PV-PLV analysiert. Es wurde maßgeblich das Lot Zink mit verschiedenen Beschichtungsverfahren in mehreren Schichtdicken aufgetragen. Anschließend wurden die Proben mit unterschiedlichen Fügeverfahren, dem Querpressen, Längspressen, und wärmeunterstützten Längspressen gefügt und die Drehmomentübertragungsfähigkeit nach dem Fügen und entsprechendem Trainieren der Verbindung ermittelt.
Im Anschluss erfolgten dann Treppenstufenversuche unter reiner Torsion an den Proben mit einer Grenzlastwechselzahl von 2x106 LW. Aus den Versuchen ging hervor, dass die PV-PLV unterhalb der Wellendauerfestigkeit immer dauerfest, die Reibkorrosion stark vermindert und die Wellendauerfestigkeit gegenüber einer Pressverbindung signifikant erhöht ist. Dies gilt auch bei anliegendem Getriebeöl, sowohl für den Zustand nach dem Fügen als auch nach dem Trainieren.
Die Untersuchungen haben auch bestätigt, dass bei alternativen Beschichtungsverfahren zur Galvanik sich Schichteigenschaften einstellen, die einen Fugendruckabfall beim Trainieren in der Verbindung erzeugen. Dies muss in der Berechnung für den trainierten Zustand berücksichtigt werden, wobei hier die entsprechenden Formeln angegeben wurden. Grundsätzlich muss eine Mindestschichtdicke eingehalten werden, und bei RALö-Beschichtungen wird zusätzlich empfohlen, diese nicht dicker als 60 µm, besser kleiner 30 µm anzuwenden. Ein weiteres wichtiges Ergebnis besteht darin, dass die PV-PLV auch ohne mechanisches Trainieren durch die Auswahl eines geeigneten Fügeverfahrens bereits Haftbeiwerte (nach DIN 7190) von bis zu 0,7 ermöglicht. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde erreicht.
Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 17891 BR 1 der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
