Werkzeugstähle

Werkstoffpaket für den Formenbau

In wachsendem Maß liefern die Deutschen Edelstahlwerke korrosionsbeständige Werkzeugstähle für den Formenbau. Für die Kunststoff-Verarbeitung hat das Unternehmen ein All-Stainless-Paket geschnürt. Seit zwei Jahren gehört dazu ein Werkzeugstahl, der bei Zerspanen hohe Schnittgeschwindigkeiten zulässt. Inzwischen liegen verlässliche Praxiserfahrungen damit vor. Das weckte das Interesse von SCOPE-Redakteur Michael Stöcker.
Entnahme der Stahlblöcke zur Wärmebehandlung (Bild: Deutsche Edelstahlwerke)


Wegen der wachsenden Nachfrage nach Produkten aus Kunststoffen haben die Edelstahl-Lieferanten gut zu tun. Zu ihren Herausforderungen gehört es, den Kunststoffverarbeitern wirtschaftliche und prozesssichere Lösungen für den Werkzeug- und Formenbau anzubieten. Denn nur mit hochwertigem Legierungen können auch einwandfreie Kunststoffprodukte entstehen. Die Deutschen Edelstahlwerke haben sich mit einem All-Stainless-Werkstoffpaket auf die steigenden Anforderungen dieses Industriezweigs eingestellt. Auf der letzten Euromold präsentierte der Stahlhersteller einmal mehr die Möglichkeiten seines Werkstoffpakets. Es besteht aus vier im Markt eingeführten Werkzeugstählen: Formadur 2083 Superclean, Formadur PH X Superclean, Corroplast und Corroplast FM. „Alle vier schaffen den Spagat zwischen unverzichtbarer Korrosionsbeständigkeit, erforderlicher Härte und Zerspanbarkeit“, sagt Jörg Welter, Technischer Kundenberater Deutsche Edelstahlwerke. Welcher der vier wann zum Einsatz kommt, entscheidet der konkrete Anwendungsfall. Wichtige Auswahlfaktoren sind Bearbeitungsgrad, Polierfähigkeit, Einsatzumgebung und Verschleißfestigkeit.

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Der Formadur 2083 Superclean bietet nach dem Härten und Anlassen auf die individuelle Einsatzhärte eine sehr gute Korrosions- und Verschleißfestigkeit. Dagegen muss der hochkorrosionsbeständige Formadur PH X Superclean nicht noch einmal vom Kunden vergütet werden, da er bereits nach der Warmumformung und Wärmehandlung eine Gebrauchshärte von 38 bis 42 HRC hat. Bei Corroplast und Corroplast FM ist die Wärmebehandlung einer der wichtigsten Schritte der Herstellung, weil erst hier alle Eigenschaften endgültig eingestellt werden. Hervorzuheben ist beim Corroplast und Corroplast FM die sehr gute Zerspanbar- und Bearbeitbarkeit des Materials ohne Einbußen bei der Korrosionsbeständigkeit.

Die Stähle des All-Stainless-Pakets sind nicht brandneu, sondern haben bereits Industrieerfahrung. Den Corroplast FM stellten die Deutschen Edelstahlwerke 2010 erstmals vor. Grund genug, sich nach dem Stand der Dinge zu erkundigen. Laut Welter hat sich der Stahl „in den vergangenen zwei Jahren wie gehofft bei den Kunden bewährt“. Hauptabnehmer sind die Kunststoffflaschen-Industrie und ihre Zulieferer, die über mangelnde Nachfrage nicht klagen können. Allein hierzulande wurden 2011 rund 650.000 t Plastikflaschen hergestellt – Tendenz steigend. Dazu kommen die Verschlüsse: 2011 wurden rund 381.000 t produziert. Wie die Flaschen entstehen auch sie in Spritzgieß-Werkzeugen aus Edelstahl.

Der Corroplast FM eignet sich insbesondere für den Formrahmen des Werkzeuges, in denen viele Bohrungen und Kavitäten einzubringen sind für formgebende Einsätze oder Kühlsystem. „Im PET-Flaschenbereich ist es üblich, dass durch die vielen Kavitäten das Vormaterial um bis zu 70 Prozent reduziert wird. So können die europäischen Kunststoffverarbeiter wirtschaftlich arbeiten und im internationalen Wettbewerb mithalten“, erklärt Jörg Welter.

Die gute Zerspanbarkeit ist neben der Korrosionsbeständigkeit das A und O. Daher kommen bei der Herstellung von Corroplast FM die Legierungselemente Chrom, Mangan und Schwefel ins Spiel. Bei der Stahlerzeugung zugegeben, haben sie Einfluss auf Härte, Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Eingestellt werden die Eigenschaften bei der Wärmebehandlung der Deutschen Edelstahlwerke, die durch Erhitzen und Abschrecken bei einer Härtetemperatur von über 800 °C für das homogene Gefüge des Werkzeugstahls verantwortlich ist. „Die Karbidstruktur ist bei Corroplast FM sehr fein und gleichmäßig verteilt. Das gewährleistet, dass auch bei filigranen Tieflochbohrarbeiten mit hoher Schnittgeschwindigkeit gearbeitet werden kann“, sagt Welter. Zudem senkt die Wärmebehandlung die Wahrscheinlichkeit von Materialverzug und Rissbildung.

„Von den Vorteilen überzeugt“

Um die Wärmebehandlung weiter zu optimieren, haben die Deutschen Edelstahlwerke 2011 in einen neuen Wärmebehandlungsofen investiert.Seit diesem Jahr nutzt auch die auf Stahlbearbeitung spezialisierte Thyssen Krupp Materials Schweiz AG den Corroplast FM. Verkaufsleiter Werkzeugstahl Philipp Riedener sagt: „Als langjähriger Werkzeugstahlkunde und Corroplast-Anwender war ich anfangs skeptisch; heute bin ich von den Vorteilen des neuen Werkstoffs überzeugt. Corroplast FM ist exakt auf die Anforderungen unserer Abnehmer aus der PET-Industrie zugeschnitten.“ Die Spritzgießwerkzeuge aus Corroplast FM hätten die Erwartungen der Kunststoffverarbeiter hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit voll erfüllt, heißt es. Das ist keine Selbstverständlichkeit, denn abgesehen von Wärme- und Schwitzwasserentwicklung haben die Formrahmen der Werkzeuge ein kompliziertes Kühlsystem, durch das auch chlorhaltiges Wasser fließt. Ihre Aggressivität kann die Stahloberfläche angreifen. Das gilt auch für Säuren, die sich beim Verspritzen von PVC oder Aminoplasten bilden. Auch die Optik der Werkzeuge spielt in der PET-Branche eine immer größere Rolle. Schließlich symbolisiert eine ebenmäßige Oberfläche der Formrahmen eine hohe Wertigkeit und Reinheit, die gerade für die Verpackungsindustrie im Lebensmittelsektor ein Wettbewerbsvorteil sei. „Mit Corroplast FM erreichen wir diese spezielle Oberflächenbeschaffenheit kompromisslos. Das Auge isst eben auch beim High-End-Werkzeug- und Formenbau mit“, so Riedener. ms

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