Fest und gut umformbar Neu entwickelter Stahl

Autor / Redakteur: Stephan Hasler / Luca Meister

>> Die Kaltumformindustrie steht vor der stetigen Herausforderung, Bauteile kosteneffizient zu produzieren. Konventionell eingesetzte Vergütungsstähle müssen in der Regel geglüht und vergütet werden, um den Anforderungen «gute Verarbeitbarkeit» und «hohe Festigkeit» gerecht zu werden. Den Spagat zwischen hohen Festigkeiten bei gleichzeitig guter Umformbarkeit und niedrigeren Herstellungskosten meistert jetzt der neue bainitische Stahl «Swissbain-7MnB8» der Swiss Steel AG.

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Beim Kaltfliesspressen wird der Werkstoff in der Kaltpresse unter hohem Druck zum Fliessen und mithilfe von Matrizen in eine massgenaue Bauteilform gebracht.
Beim Kaltfliesspressen wird der Werkstoff in der Kaltpresse unter hohem Druck zum Fliessen und mithilfe von Matrizen in eine massgenaue Bauteilform gebracht.
(Bild: Hatebur)

Die Kaltmassivumformung bietet viel Potenzial: Anders als bei den spanabhebenden Verfahren gelingt die Bauteilfertigung mit sehr geringem Materialverlust. Das Volumen des Einsatzmaterials wird fast vollständig zum fertigen Produkt umgeformt. Zudem ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit deutlich höher. Gegenüber der Warmmassivumformung (Schmieden) kommen die Energieersparnis, eine hohe Oberflächengüte und Formgenauigkeit als Vorteile hinzu. Nachfolgende Bearbeitungsgänge können reduziert werden oder in geeigneten Fällen ganz entfallen.

Steigende Anforderungen

Aufgrund der wirtschaftlichen Vorteile ist der Anteil der Kaltmassivumformung am Gesamtvolumen der Fertigungsverfahren wachsend. Der Bedarf an höheren Umformgraden, höheren Festigkeiten, endkonturnah geformten Teilen und einer hohen Qualität geht in der Kaltmassivumformung einher mit steigenden Anforderungen an eine wirtschaftliche und energieeffiziente Produktion.

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Das neue Produkt «Swissbain-7MnB8» der zur Schmolz + Bickenbach-Gruppe gehörenden Swiss Steel AG macht die Kaltmassivumformung dank kürzerer Durchlaufzeiten im Vergleich zu konventionellen Vergütungsstählen jetzt noch effizienter.

Zusätzliche Eigenschaften

Konventionelle Vergütungsstähle wie z. B. 23MnB4, 41Cr4 oder auch 42CrMo4 haben den Nachteil, dass sie vor der Kaltumformung geglüht und im Anschluss durch Vergütung gehärtet werden müssen. Insbesondere lange Bauteile können sich dabei verziehen. Der Verzug muss durch zusätzliches Richten behoben werden. Der Swissbain-7MnB8 hingegen bringt bereits im Walzzustand eine höhere Festigkeit mit, die während der Kaltumformung auf 800 bis 1000 Megapascal am fertigen Bauteil gesteigert werden kann, je nach Wahl des Drahtabzuges und Auslegung der Umformstufen. Kostenintensive separate Wärmebehandlungen und Richtprozesse entfallen.

Durch die höheren Ausgangsfestigkeiten kann es nötig sein, die Bauteile auf einer stärkeren Presse mit höherer Presskraft und stabilerem Abschersystem zu fertigen. Dieser Mehraufwand kann durch weitere Einsparungen im Herstellungsprozess kompensiert werden und bauteilspezifisch zu Kosteneinsparungen führen. Die Neuentwicklung ist sehr gut umformbar und bringt zusätzliche Eigenschaften wie eine gute Schweissbarkeit und Zerspanbarkeit mit.

Anwendung

Dadurch eignet sich der Swissbain-7MnB8 für eine kosteneffiziente Fertigung einer Vielzahl von Artikeln unter anderem für die Automobil- und Bauindustrie, bei denen kein Vergütungsgefüge vorgeschrieben ist: Kurz- und Langschaftskugelzapfen, diverse Schrauben, Muttern, Hohlteile, Stufenbolzen, Gewinde- und Dübelbolzen. Kunden können den Swissbain-7MnB8 standardmässig als Walzdraht in Abmessungen von 7 bis 40 Millimeter bei der Swiss Steel AG beziehen. Anwender, die nicht mit der Bearbeitung hochfester Produkte wie dem Swissbain-7MnB8 vertraut sind, berät Swiss Steel ausführlich zur Handhabung.

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