Korrosionsschutz von Temperierungen

Oberflächen 07. 08. 2019
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NovoPlan ist seit fast 15 Jahren der Pionier in Sachen Schutz von Temperierung. Durch stetige Forschungs- und Entwicklungsarbeit können Temperierungsdurchmesser ab 1,5 mm durch Beschichten mit PlanoTek®KSCN zuverlässig vor Korrosion geschützt werden. Durch das Beschichten ist eine wirtschaftliche Produktion gewährleistet, konstante Zykluszeiten garantieren eine gleichbleibende Artikelqualität

Oberstes Ziel in der Spritzgießverarbeitung ist die gleichmäßige Abkühlung in möglichst kurzer Zykluszeit über einen langen Produktionszeitraum hinweg. Wasser hat sich als Kühlmedium bestens bewährt, allerdings ist es Ursache für Korrosion der metallischen Werkzeuge. Die Gesamtzykluszeit eines hochwertigen Spritzgussteils wird vor allem durch die Kühlzeit bestimmt (60 %-80 %) Untersuchungen haben gezeigt, dass eine 1 mm starke Korrosionsschicht den Energieübertrag um etwa 35 % reduziert (Tab. 1).

 

Der Korrosionsschutz von komplexen Werkzeugen kann unter anderem als wirtschaftliche Innenbeschichtung von Halbzeugen vorgenommen werden. In die Halbzeuge werden im zweiten Schritt die erforderlichen Kühlkanäle eingebracht und im Bedarfsfall eine Härtung des gesamten Werkstücks vorgenommen. Schließlich wird das Werkzeug ­einer kompletten Beschichtung unterzogen und abschließend eine Endbearbeitung der Außenkontur beziehungsweise Kavitäten vorgenommen.

Im Rahmen eines Projekts der Novoplan GmbH mit dem in Ludwigsburg ansässigen Unternehmen Mann und Hummer konnte die Qualität des Korrosionsschutzes mit dem Salzsprühtest, dem am weitesten verbreiteten Verfahren zur Prüfung der Korrosionsbeständigkeit, nachgewiesen werden. Dazu wurden lasergenerierte Bauteile aus dem Werkstoff 1.2709 mit Kühlkanälen mit ­einem Durchmesser von 3 mm und in acht getrennten Kreisläufen mit einer 30 µm PlanoTek KSCN-Schutzschicht versehen: Das Ergebnis zeigte überzeugend die außerordentlich hohe Beständigkeit gegen korrosive Angriffe.

Korrosionsschutz konturnaher Kühlung

Ziele der konturnahen Kühlung ist die Reduzierung der Zykluszeit und die Verbesserung der Teilequalität. Bei der konventionellen Temperierung ist die Werkzeugtemperatur annähernd konstant, bei der variothermen Anwendung wechseln sich Aufheizen und Abkühlen ab. Der Vorteil der Variothermie liegt in der Verbesserung der Oberflächenqualität der Artikel. Nachteilig ist die hohe Wassertemperatur von mehr als 140 °C, die eine Korrosion beschleunigen kann. Hinzu unterliegen solche Kühlungen der Gefahr des Verstopfens mit den daraus resultierenden Nachteilen beim Einsatz der Werkzeuge und dem Umstand, dass diese auch nicht mehr repariert werden können.

Komplex gestaltete Kühlkanäle (links oben, schematisch) lassen sich so beschichten, dass diese sicher gegen Korrosion geschützt sind, wie die Segmentierung des Werkzeugs zeigt

 

Ohne Beschichtung verstopfen ­Kühlkanäle im Einsatz und können nicht mehr repariert werden (oben); Werkzeuge aus dem Werkstoff 1.2709 mit 50 µm PlanoTek KSCN zeigen diese Schädigung nicht

 

Abhilfe schafft eine Beschichtung aus 50 µm PlanoTek®KSCN, die auf das Werkzeug aus dem Werkstoff 1.2709 aufgebracht wird. Die damit erzielbaren Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • Salzsprühnebeltest: Korrosionsschutz > 1000 h
  • Temperaturbeständigkeit: circa 900 °C
  • Prozesstemperatur beim Beschichten: maximal 90 °C
  • keine Beeinflussung der Bauteilhärte
  • geeignet für alle Temperierungen, auch für variotherme Anwendungen

Text zum Titelbild: Lasergeneriertes Werkzeug nach der Beschichtung mit PlanoTek®KSCN

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