Warmarbeitsstahl
Thermoschockrisse in Formeinsätzen vermeiden
Bei der schnell taktenden Herstellung von Bauteilen aus Aluminiumdruckguss stehen vor allem die Formeinsätze, die dem späteren Gussteil die gewünschte Form und Komplexität verleihen, unter Stress. Sie müssen hohe Drücke und Temperaturen aushalten. Die Bildung von Thermoschockrissen lassen sich dabei nicht verhindern, nur verzögern – wenn der für die Einsätze verwendete Stahl mitspielt. Der neuen Warmarbeitsstahl Thermodur E 40 K Super- clean der deutschen Edelstahlwerke tut dies offenbar recht erfolgreich.
Auf der Euromold 2014 feierte er sozusagen Premiere und auf der Moulding Expo in Stuttgart konnte der interessierte Messebesucher erfahren, dass die Deutschen Edelstahlwerke ihren neuen Druckgusss-Warmarbeitsstahl namens Thermodur E 40 K Superclean nun in allen Abmessungen von 800 x 100 mm bis 800 x 400 mm liefern – auf Wunsch auch in bearbeiteter Form. „Der neue Werkstoff ist auf großes Interesse gestoßen, weil er die Entstehung von Warmrissen verzögert und damit im Vergleich zu bewährten Warmarbeitsstählen die Lebensdauer des Werkzeugs noch einmal signifikant erhöht“, erläutert Hans-Georg Ma- schetzke, Vertriebsleiter Werkzeugstahl EU-Enduser im Unternehmen.
Die im Statement von Maschetzke angedeuteten verbesserten Eigenschaften des neuen Warmarbeitsstahls steht beispielsweise für das Unternehmen Nemak, einen international operierenden Hersteller von Aluminiumdruckgussteilen, im Fokus. Derzeit testet dessen polnische Niederlassung den Stahl als Werkstoff für die Einsätze von Druckgussformen, in denen später Vier-Zylinder-Motorblöcke entstehen sollen. Etwa 300 Kilo wiegt ein einzelner quader- oder würfelförmiger Einsatz des Stahls. „Die Zähigkeit und die Thermoschockbeständigkeit des Werkstoffs sind für uns am wichtigsten, weil die beiden Eigenschaften entscheidenden Einfluss auf die Geschwindigkeit der Warmrissbildung haben“, hört man vom Management von Nemak Polen.
Jährlich produzieren die Betriebe im polnischen Bielsko-Biala rund zwei Millionen Gussteile für die Automobilindustrie. Zukünftig will das Unternehmen auch die im Automobilbau wichtige Alu-Strukturteilefertigung am Standort Polen weiter ausbauen. Die Wirtschaftlichkeit der Produktion und die Qualität der späteren Druckgusskomponenten hängen dabei wesentlich vom Werkzeugvormaterial ab. „Unsere Automobilkunden stellen an unsere Gussteile höchste Anforderungen. Sie erwarten insbesondere einwandfreie Oberflächen und absolut präzise Geometrien. Die Basis dafür bildet ein Werkzeug aus Warmarbeitsstahl, der für diesen Einsatzzweck zugeschnitten ist“, sagt der Leiter des Werkzeugbau-Bereichs bei Nemak Polen.
Gerade die Formeinsätze, die dem späteren Gussteil die gewünschte charakteristische Form und Komplexität geben, sind bei der Herstellung von Aluminiumdruckguss einer extremen Umgebung ausgesetzt. Nur zwei Minuten dauert die Produktion eines Teils. Die Formeinsätze müssen dabei hohen Drücken und Temperaturen über 700 Grad Celsius standhalten. „Die früher oder später eintretenden Thermoschockrisse lassen sich nicht verhindern, nur verzögern, wie es der Thermodur E 40 K Superclean sehr effektiv tut. Früher oder später führen sie zum Ausfall der Form, denn spätestens wenn die Risse zusammenwachsen und Ausbrüche entstehen, würden sich diese auf die Oberfläche des erzeugten Druckgussteils übertragen“, sagt Vertriebsleiter Maschetzke.
Das bestätigt man auch bei Nemak, wo die Formeinsätze aus Thermodur E 40 K Superclean derzeit unter realen Betriebsbedingungen getestet werden. Die ganze Testphase dauert gut ein Jahr. Die danach ermittelten Parameter werden mit den bisherigen Werten verglichen. Dabei schauen sich die Nemak-Fachleute die Oberflächenbeschaffenheit an, die unmittelbaren und entscheidenden Einfluss auf die Lebensdauer des Werkzeugs insgesamt hat.
Von höheren Werkzeugstandzeiten über geringere Wartungskosten und mehr Flexibilität in der Druckguss-Produktion bis hin zu qualitativ zuverlässiger Lieferperformance für Druckgusshersteller und Automobilkunde – so hoch die Erwartungen sind, so groß ist auch der Optimismus, dass die Zusammenarbeit auch dieses Mal wieder von Erfolg gekrönt sein wird. Der Start der Testphase verlief jedenfalls ganz nach Plan. „Die im Vergleich zum Thermodur E 38 K Superclean verbesserte Temperaturbeständigkeit ohne eine wesentliche Reduzierung der Zähigkeit macht den Thermodur E 40 K Superclean für alle Druckgussproduzenten interessant“, schließt Maschetzke. ms









