WO2016037757A1

WO2016037757A1 - Method for producing a massive metal composite component, and massive metal composite component produced using said method

Info

Publication number: WO2016037757A1
Application number: PCT/EP2015/067187
Authority: WO
Inventors: Sönke RÜSCH
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2016-03-17
Anticipated expiration: 2017-03-11
Also published as: CN106604789B; DE102014218190A1; CN106604789A

Abstract

The invention relates to a method for producing a massive metal composite component, having the following steps: - providing a first metal blank (210) and a second metal blank (220); - arranging the first blank (210) on a first holding device (110) and arranging the second blank (220) on a second holding device (120); - friction-welding the blanks (210, 220), wherein the first holding device (110) carries out a driven rotational movement (U) and the second holding device (120) carries out an adjusting movement (V) in a freely rotatable manner in the direction of the first holding device (110) for this purpose, whereby the blanks (210, 220) rub against each other at the blank contact surfaces, are plasticized, and are finally joined by a friction-welded connection (230); and - shaping the blanks (210, 220) joined by the friction-welded connection (230), the second holding device (120) carrying out a continued adjusting movement (V) and the first holding device (110) and/or the second holding device (120) being shaped with a molding contour (115, 125) for this purpose. The invention further relates to a composite component produced using the method, said composite component being a powertrain component or a transmission component in particular.

Description

Beschreibung description

Verfahren zur Herstellung eines massiven metallischen Verbundbauteils und Process for producing a solid metal composite component and

hiermit hergestelltes massives metallisches Verbundbauteil hereby produced massive metallic composite component

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines massiven metallischen The invention relates to a method for producing a solid metallic

Verbundbauteils sowie ein hiermit hergestelltes massives metallisches Verbundbauteil. Composite component and a solid metal composite component produced herewith.

Ein betreffendes massives metallisches Verbundbauteil ist insbesondere ein A related solid composite metal component is in particular a

Antriebsstrangbauteil für ein Kraftfahrzeug oder ein Getriebebauteil für ein Fahrzeuggetriebe. Solche Antriebsstrangbauteile oder Getriebebauteile werden bislang einstückig (in einem Stück), zumeist durch Umformen (bspw. Schmieden) eines metallischen Rohlings, oder mehrstückig, d. h. durch Fügen (bspw. durch Nieten, Schweißen, Kleben) mehrerer vorgefertigter metallischer Einzelstücke, hergestellt. Drive train component for a motor vehicle or a transmission component for a vehicle transmission. Such powertrain components or transmission components have hitherto been made in one piece (in one piece), usually by forming (eg forging) a metallic blank, or in several pieces, d. H. by joining (for example by riveting, welding, gluing) several prefabricated metallic individual pieces produced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Verfahrensweise zur Herstellung derartiger Bauteile anzugeben. The invention has for its object to provide a new procedure for the preparation of such components.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend den This object is achieved by an inventive method according to the

Merkmalen des Patentanspruchs 1. Mit einem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes massives metallisches Verbundbauteil. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände sowohl aus den abhängigen Patentansprüchen als auch aus den nachfolgenden Erläuterungen. Features of claim 1. With a sibling claim, the invention also extends to a solid metal composite component produced by the method according to the invention. Preferred developments and refinements emerge analogously for both subject matters of the invention both from the dependent claims and from the following explanations.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines massiven metallischen The inventive method for producing a solid metallic

Verbundbauteils umfasst die folgenden, chronologisch ausgeführten Schritte: Composite component includes the following chronologically executed steps:

- Bereitstellen eines ersten metallischen Rohlings und eines zweiten metallischen Rohlings; - providing a first metallic blank and a second metallic blank;

- Anordnen des ersten Rohlings an einer ersten Halteeinrichtung und Anordnen des zweiten Rohlings an einer der ersten Halteeinrichtung gegenüberliegenden zweiten Halteeinrichtung;Arranging the first blank on a first holding device and arranging the second blank on a second holding device opposite the first holding device;

- Reibverschweißen der Rohlinge, wozu die erste Halteeinrichtungen (zusammen mit dem aufgenommenen ersten Rohling) eine angetriebene Drehbewegung ausführt und die zweite Halteeinrichtung (zusammen mit dem aufgenommenen zweiten Rohling) frei drehbar in Richtung der ersten Halteeinrichtung eine (lineare) Zustellbewegung ausführt, wodurch die Rohlinge unter zunehmendem Druck bis zum Erreichen einer Synchrondrehzahl aneinander gerieben, dadurch an ihren Kontaktflächen (erwärmt und) plastifiziert und schließlich durch Reibschweißverbindung gefügt werden; und - Umformen der durch Reibschweißverbindung gefügten Rohlinge (bzw. des durch Friction welding of the blanks, to which the first holding means (together with the recorded first blank) performs a driven rotational movement and the second holding means (together with the recorded second blank) freely rotatable in the direction of the first holding means performs a (linear) feed movement, whereby the blanks rubbed against each other under increasing pressure until reaching a synchronous speed, thereby at their contact surfaces (heated and) plasticized and finally joined by Reibschweißverbindung; and - Forming the blended by Reibschweißverbindung blanks (or by

Reibverschweißung gebildeten Rohlingverbunds), wozu die zweite Halteeinrichtung (in Richtung der ersten Halteeinrichtung), insbesondere bei fortgesetzter Drehbewegung, eine fortgesetzte Zustellbewegung ausführt und die erste Halteeinrichtung und/oder die zweite Halteeinrichtung mit einer formgebenden bzw. formvorgebenden Kontur ausgebildet ist/sind. The second holding device (in the direction of the first holding device), in particular with continued rotational movement, carries out a continued feed movement and the first holding device and / or the second holding device is / are formed with a shaping or shape-defining contour.

Bevorzugt führt die zweite Halteeinrichtung während des Reibverschweißens und während des Umformens eine kontinuierliche, d. h. unterbrechungsfreie bzw. pausenfreie, Zustellbewegung aus. Preferably, the second holding device during the Reibverschweißens and during the forming a continuous, d. H. uninterrupted or non-stop, delivery movement off.

Das erfindungsgemäße Verfahren fasst somit mehrere Arbeitsschritte, darunter ein The inventive method thus summarizes several steps, including one

Reibschweißen bzw. Reibverschweißen und ein sich insbesondere sofort bzw. unmittelbar daran anschließendes Umformen, in einem Arbeitsgang bzw. Arbeitsdurchgang zusammen, wobei die Reibverschweißung und die Umformung während einer Zustellbewegung ausgeführt werden. Die Zustellbewegung wird insbesondere mittels Presseinrichtung bzw. Presse erzeugt, so dass die genannten Arbeitsschritte in einem Arbeits- bzw. Pressenhub ohne Umsetzen des Werkstücks ausgeführt werden. Es versteht sich von selbst, dass das Reibverschweißen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch im Zuge einer einfachen kinematischen Umkehr erfolgen kann. Friction welding or friction welding and in particular immediately or immediately subsequent reshaping together in one operation or work passage, wherein the Reibverschweißung and the forming are carried out during a feed movement. The feed movement is generated in particular by means of a pressing device or press, so that the said work steps are carried out in a working or press stroke without moving the workpiece. It goes without saying that the friction welding in the context of the method according to the invention can also take place in the course of a simple kinematic reversal.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der prozesssicheren und kostenreduzierenden The method according to the invention serves the process-reliable and cost-reducing

Herstellung eines massiven metallischen Verbundbauteils mit vergleichsweise kurzer Taktzeit und ist somit insbesondere für die wirtschaftliche Serienherstellung geeignet. Unter einem massiven metallischen Verbundbauteil wird insbesondere ein ursprünglich aus zwei metallischen Rohlingen, die eine belastungssichere stoffschlüssige Verbindung eingegangen sind (aufgrund der hervorragenden Schweißqualität beim Reibschweißen), gefertigtes einstückiges Bauteil verstanden. In vorteilhafter Weise kann ein Verbundbauteil belastungs-, gewichts- oder kostenoptimiert gestaltet sein. Production of a solid metal composite component with a relatively short cycle time and is thus particularly suitable for economical serial production. In particular, a solid metallic composite component is understood to mean an integral component made from two metallic blanks that have entered into a load-proof, material-locking connection (due to the excellent welding quality during friction welding). Advantageously, a composite component load, weight or cost optimized.

Ein erfindungsgemäß hergestelltes massives metallisches Verbundbauteil ist insbesondere ein Antriebsstrangbauteil für ein Kraftfahrzeug, wie bspw. eine Flanschwelle, oder ein A solid metal composite component produced according to the invention is in particular a drive train component for a motor vehicle, such as, for example, a flange shaft, or a

Getriebebauteil für ein Fahrzeuggetriebe, wie bspw. ein Zahnrad. Ein solches Verbundbauteil ist aus (wenigstens) zwei miteinander reibverschweißten und (unmittelbar im Anschluss) umgeformten metallischen Rohlingen hergestellt. Besonders bevorzugt handelt es sich um ein Stahl-Stahl-Verbundbauteil, ein Aluminium-Aluminium-Verbundbauteil oder ein Stahl- Aluminium-Verbundbauteil bzw. -Hybridbauteil. Bevorzugt erstreckt sich die zwischen den Halteeinrichtungen stattfindende Umformung der miteinander reibverschweißten Rohlinge zumindest teilweise auf beide Rohlinge und umfasst insbesondere auch die Reibschweißverbindung bzw. die Reibschweißzone, so dass die Reibschweißverbindung bzw. -zone mit umgeformt wird. Insbesondere wird eine sich beim Reibverschweißen eventuell ausbildende Schweißwulst durch Umformung beseitigt. Transmission component for a vehicle transmission, such as a gear. Such a composite component is made from (at least) two metallic blanks which are friction-welded together and (immediately after) formed. Particularly preferably it is a steel-steel composite component, an aluminum-aluminum composite component or a steel-aluminum composite component or hybrid component. The forming between the holding devices friction-welded blanks preferably extends at least partially on both blanks and in particular also includes the friction-welded connection or the friction-welding zone, so that the friction-welded connection or zone is also formed. In particular, a weld bead which possibly forms during friction welding is removed by deformation.

Die bereitgestellten Rohlinge können massiv zylindrisch und/oder ringförmig, insbesondere rohrartig, ausgebildet sein. Bevorzugt handelt es sich um unbearbeitete Stangenabschnitte (d. h. von einem Stangen-Halbzeug durch Absägen oder Abscheren erzeugte The blanks provided can be solid cylindrical and / or annular, in particular tubular. It is preferably unprocessed bar sections (i.e., produced by a bar semi-finished product by sawing or shearing

Stangensegmente). Bevorzugt weisen die Rohlinge einen Rundquerschnitt auf und können insbesondere auch mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet sein. Rod segments). Preferably, the blanks have a circular cross-section and may in particular also be formed with different diameters.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Rohlinge aus unterschiedlichen Werkstoffen, bspw. aus unterschiedlichen Stahlsorten bzw. Stahlgüten oder auch aus unterschiedlichen Aluminiumsorten bzw. Aluminiumgüten, und insbesondere aus artfremden (d. h. nicht gleichartigen) Werkstoffen, bspw. aus Stahl und Aluminium, gebildet sind. Das It is particularly preferred that the blanks are formed from different materials, for example from different steel grades or steel grades or also from different aluminum grades or aluminum grades, and in particular from extraneous (ie non-homogeneous) materials, for example from steel and aluminum. The

erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht also auch die Herstellung eines aus artfremden Werkstoffen gebildeten Hybridbauteils, das bspw. aus Stahl und Aluminium besteht. Somit kann ein besonders belastungsgerechtes und/oder gewichtsoptimiertes Bauteil und insbesondere Leichtbauteil hergestellt werden. Bei der Verwendung artfremder Werkstoffe kommt ein bedeutender Vorteil des Reibschweißens zum Tragen, nämlich die Möglichkeit, Thus, the method according to the invention also makes it possible to produce a hybrid component formed from extraneous materials, which, for example, consists of steel and aluminum. Thus, a particularly load-appropriate and / or weight-optimized component and in particular lightweight component can be produced. When using non-related materials, a significant advantage of friction welding comes into play, namely the possibility of

unterschiedliche Werkstoffe, die sonst mit kaum einem anderen Verfahren schweißbar sind, miteinander zu verschweißen. different materials, which are otherwise weldable with hardly any other method to weld together.

Die bereitgestellten Rohlinge können Raumtemperatur aufweisen. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass zumindest einer der Rohlinge und insbesondere beide Rohling in einem erwärmten Zustand bereitgestellt werden. Werden beide Rohlinge in einem erwärmten Zustand bereitgestellt, können diese die selbe Temperatur oder unterschiedliche Temperaturen aufweisen. The blanks provided may be at room temperature. However, it is preferably provided that at least one of the blanks and in particular both blanks are provided in a heated state. If both blanks are provided in a heated state, they may have the same temperature or different temperatures.

Das Umformen der reibverschweißten Rohlinge kann konventionell, z. B. durch Schmieden oder Fließpressen zwischen den Halteeinrichtungen (die hierzu in geeigneter Weise als Werkzeuge ausgebildet sind) erfolgen. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass das Umformen mittels eines inkrementellen Umformverfahrens und insbesondere mittels Drehschmiedens oder alternativ mittels Taumelumformens erfolgt. Ein inkrementelles Umformverfahren (hierbei handelt es sich um ein Massivumformverfahren) zeichnet sich im Wesentlichen dadurch aus, dass die zwischen den Halteeinrichtungen (die hierzu in geeigneter Weise als Werkzeuge ausgebildet sind) befindlichen reibverschweißten Rohlinge aufgrund einer besonderen Prozessführung nur sukzessive bzw. allmählich in einzelnen zur Umformzone gehörenden Bereichen umgeformt werden. Im Weiteren wird auf die sehr ausführlichen Erläuterungen in der DE 10 2012 017 525 A1 derselben Anmelderin und auf entsprechende Fachliteratur verwiesen. The forming of the friction-welded blanks can conventionally, for. B. by forging or extrusion between the holding devices (which are designed for this purpose in a suitable manner as tools) done. However, it is preferably provided that the forming takes place by means of an incremental forming process and in particular by means of rotary forging or alternatively by means of tumbling forming. An incremental forming process (this is a massive forming process) is essentially characterized by the fact that the friction-welded blanks located between the holding devices (which are suitably designed as tools for this purpose) due to a special Process management only gradually or gradually in individual belonging to the forming zone areas are transformed. In the following, reference is made to the very detailed explanations in DE 10 2012 017 525 A1 of the same Applicant and to corresponding technical literature.

Die Vorteile des inkrementellen Umformens sind in einem verhältnismäßig einfachen Aufbau der Werkzeuge (die insbesondere auch ohne Beheizung auskommen; d. h. eine The advantages of incremental forming are a relatively simple construction of the tools (which in particular also manage without heating, ie one

Isothermumformung ist, insbesondere auch bei Leichtmetallen, nicht erforderlich) und den gegenüber anderen Umformverfahren deutlich geringeren Kraftbedarfen zu sehen. Zudem sind hohe Formänderungsgrade (vorzugsweise mit großen Querschnittsveränderungen), insbesondere auch bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen (d. h. energiesparend müssen die Rohlinge nicht oder nur auf eine geringere Temperatur erwärmt werden; bspw. nur 400°C bis 600°C bei Stahl-Rohlingen und 200°C bis 300°C bei Aluminium-Rohlingen), erzielbar. Das inkrementelle Umformen ermöglicht auch das Umformen von Magnesium-Werkstoffen, so dass zumindest einer der Rohlinge auch aus Magnesium gebildet sein kann. Isothermal forming is not necessary, in particular also with light metals) and to see the opposite of other forming processes significantly lower power requirements. In addition, high degrees of deformation (preferably with large cross-sectional changes), especially at relatively low temperatures (ie energy saving, the blanks need not or only to a lower temperature are heated, for example, only 400 ° C to 600 ° C for steel blanks and 200 ° C to 300 ° C in aluminum blanks), achievable. The incremental forming also allows the forming of magnesium materials, so that at least one of the blanks can also be formed from magnesium.

Ein weiterer Vorteil des inkrementellen Umformens zeigt sich insbesondere bei der Herstellung eines Hybridbauteils aus einem Stahlrohling und einem Aluminium-Rohling. Bei einem konventionellen Umformverfahren zum Hybridschmieden von Stahl und Aluminium müssen über eine komplizierte Erwärmungsstrategie und Prozessführung unterschiedliche Another advantage of the incremental forming is particularly evident in the manufacture of a hybrid component from a steel blank and an aluminum blank. In a conventional forming process for the hybrid forging of steel and aluminum must have a complicated heating strategy and process management different

Erwärmungstemperaturen für die verschiedenen Werkstoffe (beim Stahl über 1000°C, zur Erzielung einer guten Umformbarkeit, und beim Aluminium nicht mehr als 500°C, wegen der Gefahr des Schmelzens) realisiert werden. Bei der inkrementellen bzw. partiellen Umformung sind jedoch keine unterschiedlichen Erwärmungs- bzw. Umformtemperaturen der Heating temperatures for the different materials (in the steel above 1000 ° C, to achieve good formability, and the aluminum not more than 500 ° C, because of the risk of melting) can be realized. In the incremental or partial transformation, however, no different heating or forming temperatures of the

unterschiedlichen Werkstoffe notwendig, so dass die bereitgestellten Rohlinge in etwa die gleiche Temperatur aufweisen dürfen. different materials necessary, so that the blanks provided may have approximately the same temperature.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass für das inkrementelle Umformen der miteinander It is preferably provided that for the incremental forming of each other

reibverschweißten Rohlinge eine Drehschmiedeumformvorrichtung (oder alternativ auch eine Taumelumformvorrichtung), bspw. der in der DE 10 2012 017 525 A1 gezeigten und beschrieben Art, verwendet wird, wobei auch das vorausgehende Reibverschweißen der Rohlinge in bzw. mit dieser Drehschmiedeumformvorrichtung durchgeführt wird, wie nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Insofern kann die erfindungsgemäße Verfahrensweise auch als modifizierter Drehschmiedeprozess aufgefasst werden, bei dem in einem Arbeits- bzw. Pressenhub (ohne Umsetzen von Werkstücken) zunächst zwei Rohlinge durch Reibverschweißen gefügt und anschließend inkrementell zu einem Verbund- oder Hybridbauteil umgeformt werden. Diese Prozessführung ist einfach, unkompliziert, sicher, kostengünstig und wirtschaftlich. Nachfolgend wird beispielhaft anhand der Zeichnung eine besonders bevorzugte friction welded blanks a Drehschmiedeumformvorrichtung (or alternatively also a Taumelumformvorrichtung), for example. The type shown in DE 10 2012 017 525 A1 and described is used, wherein the preliminary friction welding of the blanks is performed in or with this Drehschmiedeumformvorrichtung, as follows explained in detail the drawing. In this respect, the method according to the invention can also be understood as a modified rotary forging process in which two blanks are first joined by friction welding in a working or press stroke (without moving workpieces) and then formed incrementally into a composite or hybrid component. This process management is simple, uncomplicated, safe, cost-effective and economical. Hereinafter, by way of example with reference to the drawing, a particularly preferred

Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben. Die in der Zeichnung gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können einzeln oder in Kombination, auch losgelöst von übergeordneten Merkmalskombinationen, die Gegenstände der Erfindung weiterbilden. In der Zeichnung zeigt Embodiment of the invention described in more detail. The features shown in the drawing and / or explained below may individually or in combination, even detached from superordinate feature combinations, further develop the objects of the invention. In the drawing shows

Fig. 1 in mehreren Einzeldarstellungen schematisch eine erfindungsgemäße Abfolge zur Herstellung einer als Verbundbauteil ausgebildeten massiven metallischen Fig. 1 in several individual diagrams schematically a sequence according to the invention for producing a solid metal formed as a composite component

Flanschwelle. Flange shaft.

Fig. 1 a zeigt eine Drehschmiedeumformvornchtung 100, die ein als Matrize ausgebildetes Werkzeugunterteil 1 10 (erste Halteeinrichtung) und ein als Stempel ausgebildetes Fig. 1 a shows a Drehschmiedeumformvornchtung 100, which formed as a die lower tool part 1 10 (first holding device) and designed as a stamp

Werkzeugoberteil 120 (zweite Halteeinrichtung) aufweist. Die Drehschmiedeumformvornchtung 100 ist in einer nicht dargestellten Drehschmiedepresse oder dergleichen eingebaut. Die gezeigte vertikale Anordnung der Werkzeugteile 1 10/120 ist nur beispielhaft. Tool upper part 120 (second holding device) has. The Drehschmiedeumformvornchtung 100 is installed in an unillustrated rotary forging press or the like. The illustrated vertical arrangement of the tool parts 1 10/120 is only an example.

Zur Herstellung der in Fig. 1d dargestellten Getriebe-Flanschwelle 300 werden ein erster aus Stahl gebildeter Rohling 210 und ein zweiter aus Aluminium gebildeter Rohling 220 To produce the transmission flange shaft 300 shown in FIG. 1d, a first blank 210 formed from steel and a second blank 220 formed from aluminum are formed

bereitgestellt und in der Matrize 1 10 sowie am Stempel 120 angeordnet, wie in Fig. 1 a gezeigt. Das Anordnen bzw. Einlegen der Rohlinge 210/220 erfolgt bevorzugt automatisiert. Der Stempel 120 ist mit einem geeigneten Werkstückhalter ausgebildet. Die Rohlinge 210/220 können erwärmt sein. provided and arranged in the die 1 10 and the punch 120, as shown in Fig. 1 a. Arranging or inserting the blanks 210/220 is preferably carried out automatically. The punch 120 is formed with a suitable workpiece holder. The blanks 210/220 may be heated.

Nachfolgend werden der erste Rohling 210 und der zweite Rohling 220 reibverschweißt, wozu das Werkzeugunterteil 1 10 zusammen mit dem ersten Rohling 210 eine von der Subsequently, the first blank 210 and the second blank 220 are friction welded, including the tool lower part 1 10 together with the first blank 210 one of the

Drehschmiedepresse erzeugte Drehbewegung U1 ausführt, wobei bis zu mehreren Hundert Umdrehungen pro Minute vorgesehen sein können. Gleichzeitig wird das nicht angetriebene und frei drehbare Werkzeugoberteil 120 zusammen mit dem zweiten Rohling 220 in Richtung des rotierenden Werkzeugunterteils 1 10 bewegt (gemäß Darstellung nach unten). Die von der Drehschmiedepresse erzeugte Zustellbewegung ist mit dem Pfeil V veranschaulicht. Die Rohlinge 210 und 220 werden unter zunehmendem Druck aneinander gerieben, wodurch das Werkzeugoberteil 120 bis zum Erreichen einer Synchrondrehzahl (U2 = U1 ) drehbeschleunigt wird, wie in Fig. 1 b gezeigt. (Gegebenenfalls kann das Werkzeugoberteil 120 zunächst noch festgehalten oder gebremst werden.) Die Rohlinge 210/220 bilden quasi eine Reibkupplung zwischen den Werkzeugteilen 1 10/120 und werden durch Reibung R an ihren sich berührenden Kontaktflächen erwärmt und plastifiziert und schließlich formschlussfrei durch Drehschmiedepresse generated rotational movement U1 performs, with up to several hundred revolutions per minute can be provided. At the same time the non-driven and freely rotatable tool upper part 120 is moved together with the second blank 220 in the direction of the rotating tool lower part 1 10 (as shown below). The feed movement generated by the rotary forging press is illustrated by the arrow V. The blanks 210 and 220 are rubbed against each other under increasing pressure, whereby the tool upper part 120 is spin-accelerated until reaching a synchronous speed (U2 = U1), as shown in Fig. 1 b. (Optionally, the upper tool part 120 may first be held or braked.) The blanks 210/220 form a kind of friction between the tool parts 1 10/120 and are heated by friction R at their contacting contact surfaces and plasticized and finally form-fitting

Reibschweißverbindung 230 stoffschlüssig gefügt. Durch eine kontinuierlich fortgesetzte Zustellbewegung V des Werkzeugoberteils 120 werden nun die beiden in einer Reibschweißzone 230 mittels Reibschweißverbindung gefügten Rohlinge bzw. der Rohlingverbund 210/220 unter Beibehaltung einer Umdrehung U3 inkrementell durch Drehschmieden umgeformt, wobei sukzessive und gleichzeitig eine durch die Matrizenkontur 1 15 vorgegebene Außenkontur und eine durch die Stempelkontur 125 vorgegebene Innenkontur erzeugt werden. Auch die Reibschweißzone 230 wird hierbei umgeformt. Friction weld 230 joined materially. By means of a continuously continued feed motion V of the tool upper part 120, the two blanks or blanks 210/220 joined in a friction welding zone 230 are then incrementally formed by turning forging while maintaining one revolution U3, wherein successively and simultaneously an outer contour predetermined by the female contour 1 15 and a predetermined by the punch contour 125 inner contour can be generated. The friction welding zone 230 is also formed here.

Um die inkrementelle Drehschmiedeumformung zu bewerkstelligen, ist das Werkzeugoberteil 120 in bekannter Weise gekippt (der Schiefstellungs- bzw. Kippwinkel a beträgt bspw. bis zu 6°, wobei die Kippung starr oder veränderlich sein kann) und wird durch das Werkzeugunterteil 1 10 mitgedreht oder wird durch die Drehschmiedepresse synchron angetrieben. Die synchrone Drehzahl U3 beim Drehschmieden kann der Drehzahl U1 beim Reibschweißen entsprechen, allerdings können für das Reibverschweißen und für das Drehschmieden auch unterschiedliche Drehzahlen vorgesehen sein. To accomplish the incremental rotary forging, the tool top 120 is tilted in a known manner (the skew or tilt angle a is, for example, up to 6 °, where the tilt may be rigid or variable) and is rotated or rotated by the tool base 110 driven synchronously by the rotary forging press. The synchronous rotational speed U3 during turning forging can correspond to the rotational speed U1 during friction welding, although different rotational speeds can also be provided for the friction welding and for the turning forging.

Nachdem die Drehschmiedeumformung beendet ist, kann das Werkzeugoberteil 120 nach oben (-V) gefahren und die hergestellte Flanschwelle 300 entnommen werden, was insbesondere automatisiert erfolgt. Bei der hergestellten Flanschwelle 300 handelt es sich um ein After the Drehschmiedeumformung is completed, the tool upper part 120 can be moved upwards (-V) and the produced flange threshold 300 are removed, which is particularly automated. The produced flange shaft 300 is a

einstückiges Hybridbauteil, das einen aus Stahl gebildeten Wellenabschnitt 310, auf den nachfolgend z. B. eine Außensteckverzahnung 312 aufgebracht wird (wobei bevorzugt die Außensteckverzahnung 312 auch direkt beim vorausgehenden Drehschmieden erzeugt werden könnte), und einen aus Aluminium gebildeten Flansch bzw. Flanschabschnitt 320 aufweist. Gegenüber einer vollständig aus Stahl gebildeten Flanschwelle weist die erfindungsgemäß als Hybridbauteil ausgebildete Flanschwelle 300 bei zumindest gleicher Festigkeit und one-piece hybrid component comprising a shaft portion 310 formed of steel, on the following z. B. a Außensteckverzahnung 312 is applied (preferably the Außensteckverzahnung 312 could also be generated directly at the previous turning forging), and has a flange formed from aluminum or flange 320. Compared with a flange formed entirely of steel, the invention formed as a hybrid component flange shaft 300 at least the same strength and

Belastbarkeit wesentlich weniger Gewicht bzw. Drehmasse auf. Load capacity significantly less weight or rotating mass.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

100 Drehschmiedeumformvorrichtung (Drehschmiedewerkzeug)100 rotary forging machine (rotary forging tool)

1 10 Matrize (Werkzeugunterteil) 1 10 die (tool lower part)

1 15 Matrizenkontur 1 15 Die contour

120 Stempel (Werkzeugoberteil) 120 punch (tool shell)

125 Stempelkontur 125 stamp contour

210 erster Rohling (Rohteil) 210 first blank (blank)

220 zweiter Rohling (Rohteil) 220 second blank (blank)

230 Reibschweißzone, Reibschweißverbindung 230 Friction welding zone, friction welding connection

300 Getriebe-Flanschwelle 300 gear flange shaft

310 Wellenabschnitt 310 shaft section

312 Außensteckverzahnung 312 external toothing

320 Flanschabschnitt 320 flange section

R Reibung R friction

U1 Umdrehung, Rotation U1 turn, rotation

U2 Umdrehung, Rotation U2 turn, rotation

U3 Umdrehung, Rotation U3 turn, rotation

V Zustellbewegung V delivery movement

a Kippwinkel a tilt angle

Claims

claims

A method of manufacturing a solid metal composite component (300), in particular a drive train component or a transmission component, comprising:

- Providing a first metallic blank (210) and a second

metallic blank (220);

Arranging the first blank (210) on a first holding device (110) and arranging the second blank (220) on a second holding device (120) opposite the first holding device (110);

Friction welding of the blanks (210, 220), for which the first holding device (1 10) performs a driven rotary movement (U1) and the second holding device (120) freely rotatable in the direction of the first holding device (1 10) a

Delivering movement (V) performs, whereby the blanks (210, 220) under

Increasing pressure until reaching a synchronous speed (U1 = U2) rubbed against each other (R), thereby plasticized at their contact surfaces and finally by Reibschweißverbindung (230) are joined; and

- Forming the blanks (210, 220) joined by friction-welded connection (230), for which the second holding device (120) carries out a continued feed movement (V) and the first holding device (110) and / or the second holding device (120) with a shaping Contour (1 15, 125) is formed.

2. The method according to claim 1,

characterized in that

the second holding device (120) performs a continuous feed movement (V).

3. The method according to claim 1 or 2,

characterized in that

the forming at least partially comprises both blanks (210, 220) and also includes the friction weld joint (230).

4. The method according to any one of the preceding claims,

characterized in that

the blanks (210, 220) are solid cylindrical and / or annular.

5. Method according to one of the preceding claims,

characterized in that

the blanks (210, 220) are formed of different materials.

6. The method according to any one of the preceding claims,

characterized in that

at least one of the blanks (210, 220) is provided in a heated state.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the forming takes place by means of an incremental forming process.

8. The method according to claim 7,

characterized in that

for forming a Drehschmiedeumformvorrichtung (100) is used, in which also the friction welding of the blanks (210, 220) is performed.

9. A solid metal composite component, which by a method according to one of the preceding claims of two Reibverschweißten together and

formed metallic blanks (210, 220) is made.

10. A solid metal composite component according to claim 9, which is designed as an aluminum-steel hybrid component and designed as a gear wheel or gear flange shaft (300).