Spektrum Reduction in Scale Formation with Coatings Within the scope of the project “Use of nanoscale coating systems to reduce high temperature corrosion during the reheating of primary material in open die forging- ZunderMin” – promoted in the BMBF (Federal Ministry of Education and Research) program called SME innovative nanochance – coatings were developed to reduce scale formation. The examinations above all assess the infl uence of nanoscale particles on the characteristics of scale-reducing coatings and show the potential for increasing the effectiveness of the coating by using these particles. Verringerung der Zunderbildung durch Beschichtungen Dr.-Ing. Miriam Sartor, Düsseldorf, Dipl.-Ing. Jürgen Schoppe, Hagen, Prof. Tarek Khalil, Weimar 50 SchmiedeJOURNAL September 2012 Im Rahmen des im BMBF-Programm KMU-innovativ Nanochance geförderten Projekts „Einsatz nanoskaliger Beschichtungs systeme zur Verminderung der Hochtemperaturkorrosion beim Wieder erwärmen von Vor material in Freiform schmieden - ZunderMin“ wurden Beschichtungen zur Verringerung der Zunder bildung entwickelt. Die Unter suchungen bewerten vor allem den Ein fl uss von nanoskaligen Partikeln auf die Eigen schaften von zunder mindernden Beschichtungen und zeigen das Potenzial auf, die Wirksamkeit der Beschichtung durch den Ein satz derartiger Partikel zu erhöhen. Zunderbildung bei der Warmumformung Zunder entsteht beim Erwärmen von Stahl durch die Reaktion des Sauer stoffs mit dem Eisen an der heißen Metall oberfl äche. Die Entstehung der Eisen oxide ist ein komplexer Reaktions ablauf, der vor allem durch zeit- und temperatur abhängige Phasen grenzreaktionen und Diffusions vorgänge geprägt ist. Die Zunder morphologie ist von den Faktoren Zeit, Temperatur, Atmosphäre und Legierungselemente abhängig. Den grundsätzlichen Aufbau einer Zunderschicht zeigt Bild 1. Die Zunderbildung beträgt je nach Stahl sorte und Wieder erwärmungs verfahren zwischen 1 und 3 Prozent des Roh materials und führt damit zu deutlichen Material verlusten. Insbesondere bei anhaftendem Zunder kann ein Einschmieden des Zunders erfolgen und so zu Ober fl ächen defekten und Ausschuss führen. Der beim Erwärmen von Vor material entstehende Primär zunder verursacht außerdem zusammen mit dem beim Erwärmen auf Schmiede temperatur entstehenden Sekundärzunder einen deutlichen Werkzeug verschleiß. So wurden im Jahr 2011 für die deutschen Gesenk schmieden Werkzeuge mit einem Volumen von 340 Mio. Euro beschafft. Bei Annahme eines Anteils der Abrasion am Werk zeug verschleiß von 75 Prozent (die unter anderem zu zirka 40 Prozent durch Zunder verursacht wird), ergibt sich bei einer Verringerung der Zunder bildung um bis zu 50 Prozent ein Einspar potenzial von zirka 51 Mio. Euro für die Werk zeuge 1. Weitere Einsparungen ergeben sich am Schmiedeteil zum Beispiel durch verbesserte Oberfl ächen, Produktionserhöhung oder verringerte Strahlzeiten. Verschiedene Maßnahmen, wie zum Beispiel kürzere Wärmzeiten (Induktiverwärmung), geringere Umformtemperaturen (halbwarm, downforming), Erwärmung unter Schutzgas und der Einsatz von zundermindernden Beschichtungen können die Zunderentstehung verringern. Dabei weisen zundermindernde Bild 1: Aufbau einer Zunderschicht.
2012-09-Schmiede-Journal
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