Mehr Leistung beim Massivumformen oder Feinschneiden:
Wie sich Werkzeugmaterial, Beschichtung und Schmieröl gezielt kombinieren lassen
In der Kaltmassivumformung werden Werkzeuge extrem beansprucht. Sie unterliegen starkem abrasivem Verschleiß, eine Schmierung im Fertigungsprozess ist daher unumgänglich. Aufgrund der Vielzahl der umzuformenden Stahllegierungen kommt es jedoch häufig zu einer falschen Kombination von Werkzeugoberfläche, Schmierstoff und Werkstoff. Die Konsequenz: Werkzeuge fallen früher aus und die Bauteilqualität nimmt ab.
In Zusammenarbeit mit dem Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen, dem Schmierstoffhersteller Wisura aus Bremen und der Initiative des Schweizer Werkzeug- und Maschinenherstellers Feintool hat der Beschichtungsspezialist Oerlikon Balzers die Wechselwirkung von Schmierstoffen und PVD-Beschichtungen (Physical Vapor Deposition) erstmals gründlich untersucht. Resultate dieser Analyse sind Empfehlungen für eine optimale Auswahl sowie neu entwickelte umweltschonende Schmierstoffe, deren Leistungsvermögen das der bekannten chlorhaltigen Schmierstoffe übertreffen kann.
„Als ideal haben sich physikalisch wirkende Additive auf PVD-Hartstoffschichten und nicht rostenden Stählen erwiesen“, erläutert Frank Mumme, Produktmanager von Oerlikon Balzers in Bingen. Schicht und Stähle verhalten sich hier inert, die physikalisch wirkenden Schmierstoffe haften gegenüber chemisch wirkenden deutlich besser auf den beschichteten Oberflächen. Dies zeigten auch Reibversuche mit der Hartstoffschicht BALINIT® B im Einsatz gegen austenitische Stahlwerkstoffe (X 5 CrNi 18-10): Verschleiß und Reibwerte sanken beim Umformen im Vergleichstest auf ein Viertel. Die geringeren Umformkräfte schonen Maschine und Werkzeug entsprechend, Leistung und Lebensdauer steigen und die Bauteilgüte verbessert sich.
In diesem Zusammenhang empfiehlt Oerlikon Balzers für das Umformen Titanaluminiumnitridschichten wie BALINIT® LUMENA oder BALINIT® FUTURA NANO. Geeignet für das Feinschneiden seien besonders die Aluminiumchromnitridschicht BALINIT® ALCRONA oder die Titanchromnitridschicht BALINIT® B.
Einsatzbeispiele leistungsstarker PVD-Kohlenstoffschichten
Auch PVD-Kohlenstoffschichten sind Thema für Oerlikon Balzers: Einsatzbeispiele sind schnelllaufende Werkzeugelemente zur Fertigung von Spritzteilen etwa für Verpackungs- und Medizinalanwendungen. Beschichtet mit der diamantartigen, metallfreien amorphen Kohlenstoffschicht (a:C-H) BALINIT DLC, zeigten sich solche Werkzeuge verschleißfrei und korrosionsfest nach monatelangem Dauereinsatz im schmiermittelfreien Betrieb.
Weitere Exponate sind hochbelastete Führungselemente wie Schieber und Schließkonen für Spritzgusswerkzeuge zum Einsatz in der Automobil- und Verpackungsindustrie. Deren Beschichtung mit der metallhaltigen amorphen DLC-Kohlenstoffschicht (Me:C-H) BALINIT C sorgt für höchste Druckfestigkeit bis zur Fließgrenze des Grundmaterials, schmiermittelfreien Betrieb sowie den Wegfall von Maschinenstillständen und höhere Produktqualität.
Fliesstext: Ca. 2.900 Zeichen inkl. Leerzeichen
