Fachartikel

Stahlentwicklung für Druckgießformen mit höchsten Oberflächenanforderungen
VON INGOLF SCHRUFF, WIEHL

Aus technischen, aber auch ästhetischen Gründen kommt der Oberflächenqualität von Gussteilen, und somit auch der Druckgießformen, eine immer größere Bedeutung zu. Diese steht im direkten Zusammenhang mit dem Auftreten und dem Ausmaß von Temperaturwechselrissen, die sich im Gießprozess direkt auf das Gussstück abformen. Dieser Bericht stellt den neuen Premium-Warmarbeitsstahl CS1 vor, der infolge seiner besonderen Eigenschaftskombination aus einer außergewöhnlich hohen Arbeitshärte, Anlassbeständigkeit und zugleich hoher Zähigkeit einen besonders hohen Widerstand gegen die Bildung und Ausbreitung von Temperaturwechselrissen aufweist.

Gehäuse für Elektronik- und Telekommunikationsanwendungen stellen höchste Anforderungen an die Oberflächenqualität von Druckgießformen. Foto: Kind & Co.

Der zyklische Wechsel von Erwärmung durch die Schmelze und Abkühlung durch das Trennsprühmittel führt im Laufe eines Formenlebens zu thermischer Ermüdung des Formenstahls und zu den typischerweise netzwerkartig ausgebildeten Temperaturwechselrissen in der formgebenden Oberfläche. Durch ihre Ausbreitung in den Stahl, aber auch durch Abformung auf den Gussteilen, reduzieren Temperaturwechselrisse nicht nur die Lebensdauer der Formen, sondern auch die Gussteilqualität. Temperaturwechselrisse zählen damit zu den häufigsten Ausfallursachen von Druckgießformen. Das Reduzieren der Sprühkühlung auf das notwendige Minimum stellt einen Ansatz dar, die Bildung derartiger Oberflächenschäden zu verzögern. Die Technologie des Minimalmengensprühens greift diesen Ansatz auf, bedarf aber einer kompletten Anpassung des Temperiersystems, beispielsweise durch das Einbringen von Stichkühlungen bis dicht unter die Wirkfläche der Formeinsätze. Diese zahlreichen Bohrungen müssen als Schwächung der Formeinsätze betrachtet werden und können einen Anstieg der allgemeinen Formtemperatur beim Minimalmengensprühen nicht komplett verhindern.

Der Widerstand eines Stahls gegen Temperaturwechselrisse wird im Wesentlichen durch seine Warmfestigkeit und seine Zähigkeit bestimmt. Die Warmfestigkeit wiederum steht in einem direkten Zusammenhang mit der Härte. So bewirkt eine Härtesteigerung einerseits eine Anhebung der Warmfestigkeit aber zugleich auch eine Absenkung der Zähigkeit. Mehr Erfolg verspricht hingegen die Entwicklung eines Stahls, der zugleich eine sehr hohe Warmfestigkeit in Kombination mit einer hohen Zähigkeit anbietet.

Dipl.-Ing. Ingolf Schruff, Experte Anwendungstechnik, Kind & Co., Edelstahlwerk, GmbH & Co. KG, Wiehl



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pdf-Datei aus "GIESSEREI" Heft 5-6/2020 Seiten 49-53
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