Spektrum Energieeffizienz in der Massivumformung III Vergüten aus der Schmiedehitze Die Ziele Kostenreduzierung, Wettbewerbsfähigkeit, Ressourcenschonung und Klimaschutz müssen zukünftig im Zusammenhang gesehen werden. Hierbei gilt es, jeden Bereich, der Ressour-cen verbraucht, zu betrachten und nach Reduzierungspotenzialen zu suchen. Hoher Materialeinsatz und großer Energieverbrauch kennzeichnen die Branche Einleitung Der klassische Prozess des Vergütens von massivumgeformten Schmiedeteilen trennt die Formgebung durch Umformung von der Wärmebehandlung für die Einstellung der Bauteileigenschaften: Im ersten Schritt erfolgt die Umformung bei Temperaturen von 1.250 °C, gefolgt von einer unkontrollierten Abkühlung. Die kalten Bauteile werden anschließend der Wärmebehandlung übergeben, bei der die Teile erneut auf 840 bis 900 °C aufgeheizt und anschließend in Wasser oder Öl auf Temperaturen unter 100 °C abschreckt werden. Abschließend wird zum Anlassen ein zweites Mal auf zirka 600 °C aufgeheizt. 64 SchmiedeJOURNAL März 2013 der Massivumformung. Der Industrieverband Massivumformung e. V., das Labor für Massivumformung und mehrere Unternehmen der Branche haben das Thema Energieeffizienz aufgegriffen, um mögliche Potenziale für die Warmmassivumformung zu erarbeiten. In diesem Beitrag wird ein Konzept zur Einsparung von Prozessenergie vorgestellt, das zeigt, wie und in welchem Umfang die Prozessenergie durch ein Vergüten aus der Schmiedehitze reduziert werden kann. Dr.-Ing. Johannes Arndt und Dipl.-Ing. Olaf Wehming, Ennepetal In Konkurrenz zum klassischen Vergüten wurde das kontrollierte Abkühlen von ausscheidungshärtenden eingeführt. In dieser Prozessfolge kann auf die Wärmebehandlung komplett verzichtet werden. Sowohl diese Werkstoffe als auch solche Prozesse sind bereits weit verbreitet, dabei müssen aber etwas schlechtere Festigkeitskennwerte und besonders deutlich geringere Zähigkeitskennwerte schlechteren Kennwerte nicht akzeptabel sind, kann eine Vergütung mit Kopplung der Prozessschritte als Lösung in Betracht gezogen werden, langsame Ab-kühlung an Luft ferritisch- perlitischen Stählen akzeptiert werden. Falls die Umformung und Wärmebehandlung Erwärmen auf Härte-temperatur AFP-Stahl (ausscheidungs-härtender, ferritisch-perlitischer Stahl) Vergüten (klassisches Vergüten gleich Härten + Anlassen) Vergüten aus der Schmiedehitze Umformung bei ca. 1250 °C Umformung bei ca. 1250 °C Umformung bei ca. 1250 °C Abschrecken in Öl Abschrecken in Öl Erwärmen auf Anlass-temperatur Erwärmen auf Anlass-temperatur langsame Ab-kühlung an Luft langsame Ab-kühlung an Luft langsame Ab-kühlung an Luft Bild 1: Prozessvarianten: AFP-Stahl – klassisches Vergüten – Vergüten aus der Schmiedehitze. das heißt die umgeformten, heißen Bauteile werden direkt abgeschreckt und die erneute Erwärmung auf Austenitisierungstemperatur (840 bis 900 °C) wird eingespart. Lediglich das Anlassen bei zirka 600 °C ist noch erforderlich. Da mit dieser Prozesskombination einerseits zwei kornfeinende Umwandlungen fehlen und andererseits die Bauteiltemperatur vor dem Abschrecken wesentlich höher ist, muss durch Versuche überprüft werden, ob die Kundenanforderungen Maßhaltigkeit, Rissfreiheit, Festigkeitskennwerte, Zähigkeitskennwert und die sich bildende Mikrostruktur im Materialinneren, erfüllt werden können. The goals of cost reduction, competitive capacity, resource conservation and climate protection must be considered together in the future. Thus it is necessary to examine all sectors in which resources are consumed and to look for reduction potential. High material input and energy consumption characterise the forging industry. The Industrieverband Massivumformung e. V. (German Forging Association), Labor für Massivumformung (LFM – Laboratory for Forging) and several companies have taken up the topic of energy efficiency to develop possible potential for hot forging. This article presents a concept for saving process energy that shows how and to what extent process energy can be reduced by annealing with forging heat. Hardening and Tempering with Forging Heat
2013-03-Schmiede-Journal
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