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Erhöhte thermische und mechanische Verschleißbeständigkeit von Warmprofilwalzen durch Einsatz innovativer Beschichtungssysteme

Status abgeschlossen
Ziele

1. Untersuchung und Weiterentwicklung von innovativen Beschichtungssystemen für den Einsatz beim Warmprofilwalzen zur Verbesserung der Walzenstandmengen

Beim Warmwalzen von Profilen sind Walzen hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Besonders in Kaliberbereichen mit höheren Umformgraden kommt es zu starkem mechanischen Abrieb und Oberflächenzerrüttung und damit zu Qualitätsminderung und Toleranzabweichungen bei den Profilen.  Zusätzlich zu der mechanischen Belastung erhöhen die hohen Temperaturen die Reaktivität der Werkzeugoberflächen, was vermehrt zu Materialanhaftungen in Folge von Adhäsion führt. Daraus resultieren häufigere Walzenwechsel, wodurch Rüstzeiten bzw. Stillstandszeiten und Werkzeugkosten deutlich erhöht werden.
Zur Verbesserung der Walzenstandmengen werden in diesem internationalen Forschungsprojekt innovative Beschichtungssysteme erstmalig für den Einsatz beim Warmprofilwalzen untersucht und weiterentwickelt. Das Ziel sind Oberflächenbeschichtungen, die den abrasiven und adhäsiven Verschleiß verringern. Folgende Beschichtungssysteme werden im Rahmen dieses Forschungsprojektes untersucht:

  • PVD-Schichten (Physical Vapour Deposition),
  • Thermisches oder Laserspritzen,  
  • Hochgeschwindigkeits- und Kaltspritzschichten sowie
  • Galvanische Dispersionsschichten 

Das BFI hat verfügbare Dispersionsbeschichtungen auf deren Eignung für die Bedingungen beim Warmwalzen von Profilen in Labor- und Pilotversuchen getestet und erfolgreich weiterentwickelt. In ersten industriellen Versuchen konnte beim Einsatz von Chemisch Nickel-Dispersionsbeschichtungen auf profilierten Ringen zur Herstellung von Schlagleisten eine Steigerung der durchschnittlichen Standmenge von 80% erreicht werden. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ist für die gegebenen Bauteilgeometrien und den erzielten Leistungssteigerungen bereits nachgewiesen und weiteres Steigerungspotential ist vorhanden.


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