Wie lässt sich der Verschleiß von Hartmetallkomponenten in Formen in der Massenproduktion verringern?

Hartmetall FormbestandteileFormen aus Wolframkarbid, insbesondere solche aus Wolframkarbid, werden aufgrund ihrer hohen Härte, Verschleißfestigkeit und Langlebigkeit in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt. Trotz ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften unterliegen jedoch auch diese Werkstoffe in der Großserienproduktion, wo die Formen ständigen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt sind, einem Verschleiß. Um die Lebensdauer dieser Bauteile zu verlängern, sind eine Reihe von Maßnahmen erforderlich, darunter die Optimierung der Konstruktion, die richtige Materialauswahl, eine sorgfältige Wartung und der Einsatz moderner Technologien. In diesem Artikel befassen wir uns mit Methoden, die dazu beitragen können, den Verschleiß von Hartmetallkomponenten in Großserienwerkzeugen zu verringern.

1. Verständnis der Verschleißmechanismen von Wolframkarbid

Bevor Lösungen angeboten werden, ist es wichtig, die Ursachen und Mechanismen des Verschleißes von Hartmetallformteilen zu verstehen. Zu den wichtigsten Arten von Verschleiß gehören:

• Abrasiver VerschleißReiben von Feststoffen an der Oberfläche der Form, was zu einem Materialabtrag führt.
• Abnutzung des KlebstoffsReibung: Entsteht durch Reibung zwischen Oberflächen, wenn Material von einer Oberfläche auf eine andere übertragen wird.
• Thermische DegradierungHohe Temperaturen können zu thermischer Ermüdung und Rissbildung an der Formoberfläche führen.
• KorrosionKontakt mit aggressiven Chemikalien, insbesondere bei der Verarbeitung bestimmter Polymere, kann zu chemischem Verschleiß der Form führen.

2. Optimierung der Formgestaltung

Eine richtig konstruierte Form kann den Verschleiß erheblich reduzieren. Besonders wichtig ist die Einbeziehung von Elementen in die Formkonstruktion, die Spannungskonzentrationspunkte reduzieren und eine gleichmäßige Lastverteilung gewährleisten.

• Optimierung von EmissionssystemenFalsche Platzierung der Auswerferstifte kann zu ungleichmäßiger Belastung und erhöhtem Verschleiß der Formoberfläche führen.
• Abschwächen von scharfen EckenScharfe Ecken in den Formhohlräumen erzeugen Bereiche mit hoher Belastung, die den Verschleiß beschleunigen. Abgerundete Ecken ermöglichen eine gleichmäßige Verteilung der Spannungen.
• Modulare KonstruktionenDer Austausch einzelner Werkzeugkomponenten in Bereichen mit hohem Verschleiß minimiert die Ausfallzeiten und reduziert die Wartungskosten.

3. Richtige Auswahl der Materialien

Die Auswahl der richtigen Hartmetallsorte und die Kombination mit anderen Werkstoffen in kritischen Bereichen der Form sind wichtige Faktoren zur Verbesserung der Haltbarkeit.

• Bindemittel auf Kobalt- oder NickelbasisAbhängig von den Betriebsbedingungen können Bindemittel auf Nickelbasis besser korrosionsbeständig sein, was die Lebensdauer der Formteile erhöht.
• Größe der KörnerFeinkörniges Wolframkarbid hat aufgrund seiner Härte die besten Verschleißfestigkeitseigenschaften.
• Schützende BeschichtungenDer Auftrag von Beschichtungen wie diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) oder Titannitrid (TiN) kann die Verschleißfestigkeit der Formoberfläche verbessern.

4. Einsatz von effizienten Kühlsystemen

Die hohen Temperaturen, die beim Einspritzen von Polymeren auftreten, können eine thermische Ermüdung der Form verursachen, die zu Rissen und Verschleiß führt.

• Konforme KühlungDie Verwendung von Kühlkanälen, die der Form des Hohlraums folgen, kann heiße Stellen wirksam verhindern und den thermischen Verschleiß reduzieren.
• Aktive KühlsystemeKühlsysteme mit Flüssigstickstoff oder thermoelektrischer Kühlung können den Verschleiß weiter verringern.

5. Anwendung von Schmiermitteln und Trennmitteln

Die Verwendung hochwertiger Schmiermittel und Hilfsmittel zur Erleichterung der Entnahme von Teilen aus der Form kann die Reibung und damit den Verschleiß erheblich verringern.

• Reibungsarme PolymereIn einigen Fällen kann die Verwendung von Polymeren mit Schmiermittelzusätzen die Reibung verringern und die Kontaktwirkung auf die Form reduzieren.
• TrennmittelSie verringern die Adhäsion zwischen der Form und dem Produkt und reduzieren so die mechanischen Einwirkungen beim Entfernen.

6. Kontrolle der Prozessparameter

Die Optimierung von Prozessparametern wie Einspritzdruck und Werkzeugtemperatur trägt dazu bei, den Verschleiß zu verringern.

• Verringerung des EinspritzdrucksÜbermäßiger Druck kann die Form übermäßig belasten und zu beschleunigtem Verschleiß führen.
• TemperaturkontrolleKonstante Temperatur verhindert thermische Ermüdung und verlängert die Lebensdauer Formelemente.

7. Regelmäßige Wartung und Inspektion

Durch planmäßige Wartung und regelmäßige Inspektionen können Verschleißerscheinungen rechtzeitig erkannt und Ausfälle vermieden werden.

• WartungsplanRegelmäßige Inspektionen helfen, Verschleiß, Risse oder andere Schäden zu erkennen.
• Vorläufiger DienstDie Festlegung von Wartungszyklen in Abhängigkeit von der Nutzungsintensität hilft, plötzliche Ausfälle zu vermeiden und die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern.

Die Minimierung des Verschleißes von Vollhartmetallformteilen in der Massenproduktion erfordert einen ganzheitlichen Ansatz. Die Optimierung der Formkonstruktion, die Auswahl der richtigen Werkstoffe, der Einsatz fortschrittlicher Bearbeitungstechniken und eine regelmäßige Wartung können die Lebensdauer der Formen erheblich verlängern, die Kosten senken und die Produktionseffizienz verbessern.