Schuld war der Magnetismus – Entmagnetisieren, aber richtig

Werkstoffe 08. 08. 2017
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Die Umstellung eines Automobilherstellers auf automatische Drehmomentüberwachung bei der Montage führte recht bald zu einem Produktionsstopp. Der Grund: Die Anzugsmomente für die Befestigungsschrauben von Querlenkern waren zu hoch. Die Bauteile waren bei einem Zulieferer mittels kathodischer Tauchlackierung, KTL, gegen Korrosion behandelt worden. Bei der Suche nach den eigenartig erhöhten Drehmomentwerten fiel den Produktionsverantwortlichen die raue Oberfläche der Querlenker auf. Es handelte sich um Späne und andere metallische Partikel, die sich offenbar im Tauchbad befanden und nun die Materialoberfläche störten.

Verwirrend war der Umstand, dass die Querlenker aus der eigenen Produktion keine nennenswerten Rauheiten aufwiesen. Der Zulieferer untersuchte die Füllung des Tauchbades, wurde aber bezüglich der Verunreinigungen nicht fündig. Die Tatsache, dass es sich um metallische Partikel handelt, brachte schließlich jemand auf die richtige Spur: Messungen am Querlenker zeigten Magnetismus mit Feldstärken bis zu 30 A/cm. Die Bauteile wurden durch die vorangegangenen Bearbeitungsschritte magnetisiert und trugen auf diese Weise die Partikel in das Tauchbad ein. Im deutlich größeren KTL-Behälter des OEMs gab es die gleichen Verunreinigungen, allerdings stark verdünnt. Seit Hersteller und Zulieferer die Teile vor dem Tauchvorgang entmagnetisieren, ist das Problem behoben.

Ähnlich erging es einem Unternehmen, das angelieferte Kolbenstangen mit Hybrid­schichten galvanisch beschichtet. Die Unterlage bilden chemisch abgeschiedenes Nickel mit Schichtstärken von 20 µm und 50 µm und darauf aufgebrachte Chromschichten. Nach dem Beschichten mit Nickel wurde eine deutliche Pickelbildung an den Kolbenstangen festgestellt. Eine Messung brachte Licht ins Dunkel, denn die Teile waren mit bis zu 40 A/cm magnetisiert und hatten metallischen Schleifstaub auf der Oberfläche angezogen. Gründliches Entmagnetisieren konnte dieses Qualitätsproblem lösen.

Viele Auftraggeber verlangen, dass die bestellten beziehungsweise verarbeiteten Teile zu entmagnetisieren sind. Der Zulieferer bemüht sich, qualitativ einwandfreie Ware zu liefern, und dennoch bekommt der Abnehmer trotz seiner Vorgaben nicht das Gewünschte: Der magnetische Zustand der Ware entspricht nicht den Vorgaben. Vorgaben gibt es bereits in vielen Bereichen der Industrie in der Gestalt von Grenzwerten für den Restmagnetismus. Beim Lichtbogenschweißen werden 10 A/cm bis 20 A/cm, beim Elektronenstrahlschweißen nur maximal 1,5 A/cm toleriert. Damit kleine Stanzteile nicht am Werkzeug haften, akzeptieren die Hersteller von Stanz- und Abkantpressen höchstens 20 A/cm an den Werkzeugen. Bei der Teilereinigung oder bei der galvanischen Beschichtung liegt der Anspruch generell höher. Hier dürfen die Teile maximal 2 A/cm bis 8 A/cm aufweisen.

Albert Maurer, Geschäftsführer und Inhaber der Maurer Magnetic AG, hat jedoch die Erfahrung gemacht, dass beim Thema Entmagnetisieren von Zulieferteilen entlang der Lieferkette die Partner oftmals aneinander vorbei reden. Die Angaben der Auftraggeber zum Restmagnetismus lassen bei den Zulieferern zu viel Raum für Interpretationen. Es fängt damit an, dass keine Angaben zu Art und Qualität des Entmagnetisierverfahrens gemacht werden. Hinzu kommt, dass weder die Eigenschaften des Messaufnehmers definiert, noch der Abstand der Sonde zur Materialoberfläche vorgeschrieben wird.

Entmagnetisiermaschinen gibt es am Markt und Messgeräte ebenfalls. Warum aber stolpern immer wieder Betriebe über unerwartet auftretenden Magnetismus, obwohl man doch vermeintlich alles richtig gemacht hat? Das Problem liegt offenbar tiefer. Bei der Entmagnetisierung ist das Verfahren entscheidend. Was viele nicht wissen ist, dass herkömmliche Verfahren oft im Material feinpolige Magnetfelder hinterlassen. Weil aber Messungen mit Hallsonden mit so genannten Flusssammlern den Streufluss bei feinpoligem Restmagnetismus glätten, melden sie niedrige oder gar keine Werte. Der Anwender ist zufrieden und nichtsahnend, dass sich diese Stellen während des Transports oder bei der Weiterbearbeitung als magnetische Zombies entpuppen und zum Ausgangspunkt einer Remagnetisierung werden können.

Maurer empfiehlt das flächige Abscannen der Materialoberfläche. Dazu sollte ein geeignetes Messgerät mit Höchstwertspeicherung und einem Sensor, welcher möglichst oberflächennah in der Sonde verbaut wurde, verwendet werden.

Entscheidend jedoch ist, wie es im Inneren der Bauteile aussieht. Ist ein Zerlegen nicht möglich, müssen die Teile aufgeschnitten werden. Steht ein reproduzierbares, prozesssicheres Entmagnetisierverfahren zur Verfügung, können anschließend diese Messungen als Referenz sicher verwendet werden.

Die schwammigen Vorgaben von Grenzwerten ohne Definition des Sondenabstands zur Bauteiloberfläche auf den Teilezeichnungen sind keine Basis für eine verlässliche Qualitätssicherung. Der Fachmann Maurer hat eine Menge praxiserprobter Tipps parat, die mit Vertrauen verwendet werden können.

  • www.maurermagnetic.ch

 

Nur gründlich entmagnetisierte Teile bereiten bei der anschließenden Oberflächenbehandlung keine Probleme

 

Nur geeignete Messverfahren können kleine Domänen von Restmagnetismus aufspüren

Text zum Titelbild: Restmagnetismus in lokalen Stellen kann zur Remagnetisierung des ganzen Bauteils führen

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