Schutzgaseinsatz für längere Gesenk-Standzeiten
Werkzeugverschleiß beim Gesenkschmieden senken
Der Werkzeugverschleiß beim Gesenkschmieden erhöht sich u. a. durch harte Partikel zwischen Werkstück und Werkzeug. Durch die Bildung einer Zunderschicht auf den erwärmten Rohlingen werden harte Partikel (Oxide) in den Prozess eingebracht. Air Liquide bietet hier mit dem Erwärmen unter Schutzgas eine individuell anpassbare Alternative an, die Standzeitenverlängerungen um den Faktor vier ermöglicht. Positive Nebeneffekte: Gesünderes Arbeitsumfeld und geringere Entsorgungskosten für die sonst anfallenden Oxide (Zunder).
Beim Gesenkschmieden wird der erwärmte Rohling zwischen den beiden Gesenkhälften in mehreren Arbeitsschritten plastisch verformt. Dies erzeugt einen günstigen Faserverlauf im Werkstück, der die Rissempfindlichkeit senkt und so die Bauteilsicherheit erhöht. Dabei verschleißt aber auch das eingesetzte Gesenk, so dass es nach einer bestimmten Anzahl von Schmiedehüben nachgearbeitet oder ersetzt werden muss. Da die Werkzeugkosten je nach produzierter Stückzahl bis zu 20 Prozent der Herstellkosten des Schmiedeteils betragen können, sind Standzeitverlängerungen der Werkzeuge ein effektives Mittel, die Stückkosten eines Bauteils erheblich zu senken.
Ein Einflussfaktor auf die Standzeiten ist der Verschleiß durch die beim Erwärmen des Rohlings auf über 1.100 °C entstehenden Oxide. Ein Teil dieser Partikel platzt während des Umformvorgangs ab und verteilt sich im Anlagenumfeld, ein Teil verbleibt auf dem Werkstück und erhöht durch seine Härte den Abrieb (Verschleiß) am Werkzeug.
Erwärmen unter Schutzgas gegen Verschleiß
Um das Entstehen einer Oxidschicht zu behindern, empfiehlt Air Liquide das Erwärmen unter Stickstoff als Schutzgas. Dazu werden der betreffende Anlagenbereich eingehaust sowie Ein- und Auslass abgedichtet. Die Einhausung lässt sich individuell an die unterschiedlichen Anlagensysteme anpassen. Durch das Inertisieren sinkt der Sauerstoffgehalt auf unkritische Werte, die Bildung von Oxidpartikeln wird stark vermindert.
Versuche unter Praxisbedingungen bei Kunden mit unterschiedlichen Produkten und Anlagen zeigen, dass sich durch das Inertisieren die Standzeiten der Gesenke um den Faktor vier verlängerten. Die Fachleute von Air Liquide aus dem Bereich Wärmebehandlung arbeiten an weiteren Optimierungen, um diesen Wert noch zu verbessern.
Zusätzlich zu den Einsparungen durch weniger Nacharbeit und längere Haltbarkeit des Werkzeugs reduziert sich auch der Materialverlust durch die geringere Oxidbildung. Dadurch sinkt die Staubbelastung am Arbeitsplatz und es entstehen geringere Kosten für die Entsorgung des anfallenden Zunders.
