Ressourcenschonende Herstellung von Halbhohlstanznieten durch Prozesskettenverkürzung

Durch die Verwendung eines hochverfestigenden, korrosionsbeständigen Werkstoffs als Nietwerkstoff, kann die Herstellungsprozesskette von Halbhohlstanznieten um die Prozessschritte Wärmebehandlung und Beschichten gekürzt werden. Dadurch wird die Nachhaltigkeit in der Produktion gesteigert. Der beschriebene Ansatz führt zu einer Änderung der Nieteigenschaften, was sich auf den Fügeprozess und die Verbindungseigenschaften auswirkt. Die Untersuchung der entsprechenden Wirkzusammenhänge ist Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Zunächst wird der Einfluss der einzelnen Geometrieparameter des Nietes ermittelt und eine angepasste Nietgeometrie erarbeitet. Der Einfluss der Nietwerkstoffeigenschaften auf die Nietverformung und die Verbindungsausbildung wird bestimmt und eine anforderungsgerechte Festigkeitsverteilung innerhalb des Nietes abgeleitet. Zur Bewertung des Einflusses der Nietoberfläche werden die Reibeigenschaften von Nieten ermittelt und die Auswirkungen der Reibung im Fügeprozess analysiert. Weiterhin werden die Phosphatierbarkeit und die Lackierbarkeit von korrosionsbeständigen Werkstoffen sowie das Korrosionsverhalten von gefügten Verbindungen bewertet. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen, wird ein Halbhohlstanzniet aus druckaufgesticktem Stahl für das Fügen von Werkstoffkombinationen aus Aluminium und hochfestem Stahl erarbeitet. Dabei werden die Verbindungstragfähigkeit und der Einsatzbereich des neuen Nietes charakterisiert und bewertet.