Tribomechanische Umformprozesse
Wir quantifizieren Ihre thermo-mechanischen Belastungen und stimmen Scherviskositäten, Trennaktivitäten und Schmelzphasen auf Ihre Prozesskinetik ab.
Warmextrusion & Strangpressen
Beim Warmstrangpressen (Warmextrusion) von Kupfer, Messing und Aluminiumlegierungen wird ein vorgewärmter Bolzen durch eine Matrize gedrückt. Die Kontakttemperaturen erreichen im Werkzeugspalt 700°C bis 1000°C bei hohen hydrostatischen Drücken. Der Prozess erfordert eine hochwirksame Trennung an der Matrizenoberfläche und der Dornstange.
Extreme Kontakttemperaturen und hohe Umformgeschwindigkeiten führen bei unzureichender Schmierung zu Kaltverschweißungen (Materialübertrag / Pick-up) am Presswerkzeug. Dies erhöht den Werkzeugverschleiß drastisch. Gleichzeitig müssen die Trägermedien der Schmierstoffe asche- und rußfrei sublimieren, um Kohlenstoffablagerungen auf den Rohrinnenflächen zu verhindern, da diese die nachfolgende Lötfähigkeit blockieren. Die Reibung muss kontrolliert werden, um einen homogenen Werkstofffluss zu sichern und Risse am Profilende (Heckrisse) zu unterbinden. Matrizen aus Warmarbeitsstahl müssen zudem vor thermischem Schock geschützt werden.
Herausforderungen
Matrizenkanten-Erosion durch extreme Fließgeschwindigkeiten, zunderinduzierter Verschleiß, Stick-Slip-Verhalten und thermomechanischer Werkzeugschock im Dauerbetrieb.
Lubricant-Anforderung
Thermochemische Adhäsion auf Warmarbeitsstahl bei T > 800°C, Scherstabilität unter Grenzschmierungsbedingungen, vollständige Zersetzung (TGA) ohne kohlenstoffhaltige Crack-Produkte.
Empfohlene verfahrenstechnische Lösung
Die PROMET LUPRIT Extru-Lube / Syn-Wax Serie zur Kupferrohr-Extrusion kombiniert aschefreie Trägerwachse mit anorganischen Barrieresubstanzen, um unter extremen Flächendrücken einen tragfähigen molekularen Schutzfilm auszubilden.
Wirtschaftliche OEE-Vorteile
- Erhöhung der Dorn- und Matrizenstandzeit um bis zu 30% durch verringerten abrasiven Verschleiß
- Minimierung der Rissbildung und Oberflächenfehler am Profilheck
- Rückstandsfreie, aschefreie Sublimation sichert die Lötfähigkeit nach DIN EN 1057
- Homogener Kraftverlauf im Aufnehmer steigert die Extrusionsgeschwindigkeit um bis zu 15%
Halbwarmextrusion & Fließpressen
Die Halbwarmextrusion kombiniert die Maßgenauigkeit der Kaltumformung mit dem verringerten Fließwiderstand der Warmumformung. Sie findet meist bei Temperaturen von 350°C bis 650°C statt.
Durch die verringerte Presstemperatur ist die Werkstofffestigkeit höher als beim Warmpressen, was extreme Kontaktdrücke im Werkzeugspalt zur Folge hat. Die Scherviskosität des Schmierstoffs muss über das gesamte thermische Prozessfenster hinweg stabil bleiben, um Werkzeugfresser zu verhindern. Lokale Temperaturgradienten im Werkzeug führen zudem zu instabilem Werkstofffluss, Geometrieabweichungen und Oberflächenfehlern. Daher sind leistungsfähige Extreme-Pressure (EP) Schmierstoffe erforderlich, die nach dem Umformen problemlos entfettbar sein müssen.
Herausforderungen
Lokale Temperaturgradienten im Werkzeug, adhäsiver Materialübertrag (Kaltverschweißung) bei hohen Verformungsgraden, Gewährleistung eines stabilen Werkstoffflusses.
Lubricant-Anforderung
Ausgeprägte Extreme-Pressure-Charakteristik zur Verschleißminderung, Schutz der Matrize vor thermischer Ermüdung, restlose wässrig-alkalische Abreinigbarkeit vor nachfolgenden Bearbeitungsschritten.
Empfohlene verfahrenstechnische Lösung
PROMET LUPRIT FormFlow / Draw-Lube Formulierungen weisen eine hohe Adhäsion auf erwärmten Bolzenoberflächen auf, homogenisieren die Reibwerte und reduzieren die erforderlichen Umformkräfte im Bereich der Mischreibung.
Wirtschaftliche OEE-Vorteile
- Verhinderung von Kaltverschweißungen und festsitzenden Bauteilen
- Verlängerung der Standzeiten hochbelasteter Matrizen im Mischreibungsgebiet um bis zu 25%
- Minimierung der Rissneigung an kritischen Geometriekanten
- Hervorragende, rückstandsfreie Abreinigbarkeit in Standard-Entfettungsbädern
Warm- & Kaltpressen (Massivumformung)
Bei Gesenkschmiede- und Pressprozessen im B2B-Bereich entscheidet die Reibungsminimierung über das Formfüllungsvermögen. Die Prozessleistung wird direkt durch das Entformungsverhalten und die Vermeidung von Metalleinzügen bestimmt.
Die Entformung aus den Gesenken stellt die größte Herausforderung dar. Klebt das Bauteil im Werkzeug, kommt es zu teuren Prozessunterbrechungen und Werkzeugschäden. In hochbelasteten Radien des Pressgesenks treten zudem extreme Spannungsspitzen auf, die ohne ausreichende Trennwirkung zu Ermüdungsrissen führen. Der Schmierstoff muss physiologisch unbedenklich sein und darf keine verharzenden Rückstände auf den Werkzeugoberflächen hinterlassen.
Herausforderungen
Ungenügende Entformung (Kleben im Gesenk), Entstehung von thermomechanischen Ermüdungsrissen in hochbelasteten Werkzeugradien bei unzureichender Schmierung.
Lubricant-Anforderung
Ausbildung stabiler Trennfilme bei hohen Zyklenzahlen zur Kühlung und Schmierung, physiologische Unbedenklichkeit der Trägermedien, rückstandsfreie Werkzeugoberflächen.
Empfohlene verfahrenstechnische Lösung
PROMET LUPRIT PressRelease Emulsionen basieren auf wasserdispergierten, chlor- und schwermetallfreien Additivsystemen zur prozesssicheren Entformung und Kühlung hochbeanspruchter Gesenke und Stempel.
Wirtschaftliche OEE-Vorteile
- Sicheres Auswerferverhalten und vollständige Beseitigung von Klebeverzögerungen
- Reduktion von thermomechanischen Rissbildungen im Gesenk
- Höhere Zyklenzahlen und optimierter Durchsatz bei komplexen Geometrien
- Saubere Werkzeuge ohne klebrige oder verharzende Additrückstände
Zieh- & Kalibriervorgänge
Das Kaltziehen von Präzisions- und Kupferrohren auf Bull-Block-Anlagen oder Linearziehbänken operiert im Bereich der hydrodynamischen Mischreibung. Um engste Toleranzen und geringe Oberflächenrauheit (Ra/Rz) zu sichern, ist eine kontinuierliche Reibwertminimierung erforderlich.
Extreme Scherraten im engen Spalt zwischen Ziehstein und Rohr verursachen hohe thermische Belastungen. Instabile Gleitreibungskoeffizienten führen zu Rattermarken (Stick-Slip-Effekt) und Rohrreißern. Ziehsteine aus Hartmetall oder PKD unterliegen starkem abrasiven Verschleiß. Reste von Ziehmedien müssen sich beim anschließenden Glühen rückstandsfrei verflüchtigen.
Herausforderungen
Grenzschicht-Überhitzung, instabile Gleitreibungskoeffizienten, Verschleiß der Ziehmatrizen (HM/PKD), Kohlenstoffrückstände beim Glühen.
Lubricant-Anforderung
Viskositätsscherstabilität bei hohen Umformgeschwindigkeiten, aschefreie Verdampfung unter inerten/reduzierenden Glühatmosphären zur Verhinderung von Fleckenbildung.
Empfohlene verfahrenstechnische Lösung
Die PROMET LUPRIT Draw-Lube / Syn-Wax Produktreihe basiert auf hochreinen synthetischen Estern und aschefreien EP-Additiven, die ein optimales Lasttragevermögen mit rückstandsfreier Pyrolyse vereinen.
Wirtschaftliche OEE-Vorteile
- Ermöglichung von Ziehgeschwindigkeiten über 20 m/s bei stabilen Reibbeiwerten
- Minimierter abrasiver Verschleiß an Diamant- und Hartmetall-Ziehsteinen
- Deutliche Reduktion der Rohrabreißerquote im Kalibrierbereich
- Optimale Oberflächenqualität (Ra < 0.2 µm) und blanke Optik nach dem Glühen
Hochtemperaturanwendungen & Spezialprozesse
Warmumformung und Strangpressen schwer verformbarer Speziallegierungen (Titan, Nickelbasis) und Ofenkomponenten.
Es kommt zu schwerem Werkzeugverschleiß, Kaltverschweißungen und hohen Reibwerten, die den Pressprozess stoppen können. Gleichzeitig muss das erhitzte Metall vor Oxidation und Verzunderung geschützt werden. Das Trennmedium muss zusätzlich als physikalische Sauerstoffbarriere wirken, um Verzunderungsverluste und Randentkohlung zu minimieren.
Herausforderungen
Oxidation und thermischer Zerfall organischer Additive, verstärkte Werkstoffverzunderung im Presskanal, abrasive Werkzeugerosion bei hohen Drücken.
Lubricant-Anforderung
Sauerstoffbarriere-Wirkung zur Zundervermeidung, Erhalt der Gleitaktivität bei T > 1000°C, physiologisch unbedenkliche Feststoffträger mit thermochemisch inerter Struktur.
Empfohlene verfahrenstechnische Lösung
PROMET LUPRIT BN-Shield Bornitrid-Dispersionen und PROMET LUPRIT Graph-Lube Graphitsysteme bilden bei Extremtemperaturen eine thermochemisch inerte, hochdruckstabile Schutzbarriere. Zur automatischen Applikation an Dorn und Matrize kommen unsere PROMET Stick-Lube Schmierstoffstifte zum Einsatz.
Wirtschaftliche OEE-Vorteile
- Maximaler Schutz vor Heißkorrosion, Oxid- und Zunderbildung an Profilen
- Verhinderung von Werkstoffverschweißungen bei Extremtemperaturen
- Verlängerung der Wartungsintervalle für Ofenkomponenten und Transportsysteme
- Prozesssicherheit bei kritischen Bauteilgeometrien durch anorganische Barrieren
In 3 Schritten zur tribologischen Freigabe
Wir analysieren die tribomechanischen Lastkollektive Ihrer Strangpress- und Ziehanlagen zur gezielten Auslegung hochtemperaturbeständiger Trenn- und Gleitmedien.
Tribometrische Parameteraufnahme
Erfassung der Werkzeugeometrien, Umformgeschwindigkeiten, Scherraten und thermomechanischen Peak-Belastungen.
Praktische Formulierung
Optimierung von Schmelzpunkt, Viskosität und thermischem Verhalten für eine rückstandsfreie Verdampfung.
Validierung vor Ort
Messtechnisch begleiteter Probelauf zur Erfassung der Oberflächengüte und Matrizen-Grenzstandzeiten.