Branchenanforderungen & Tribometrie
Wir analysieren die spezifischen tribomechanischen Kontaktsituationen Ihrer Umformprozesse zur gezielten Auslegung des Grenzschichtverhaltens.
Kupferrohr-Presswerke
Die Herstellung nahtloser Kupferrohre erfolgt primär über das Warmstrangpressen von gegossenen Kupferbolzen (DHP-Kupfer) bei Temperaturen zwischen 750°C und 900°C. Der Bolzen wird mittels einer hydraulischen Presse durch eine Matrize und über einen Dorn gepresst. Die Reibung im Pressspalt und an der Dornstange ist extrem hoch. Nach dem Pressen werden die Rohre in Ziehprozessen kalt weiterverarbeitet und abschließend in Schutzgasöfen (Stickstoff-Wasserstoff-Gemische) weichgeglüht.
Größte Herausforderung in diesem Prozess ist die Entstehung von kohlenstoffhaltigen Rückständen (Glühflecken) auf den Rohrinnenflächen bei der anschließenden Wärmebehandlung. Reste herkömmlicher mineralölbasierter Schmiermittel cracken bei hohen Temperaturen und diffundieren in das Kupfergefüge. Dies hebt die normkonforme Lötfähigkeit nach DIN EN 1057 auf. Werkzeugseitig unterliegen Dorn und Matrize starkem thermomechanischen Verschleiß und Materialübertrag (Kupfer-Pick-up).
Prozessanforderungen
Vollständige, pyrolytische Zersetzung (TGA) bei >350°C unter Schutzgas ohne feste Zersetzungsprodukte. Ausbildung dünner, hochfester Schmierfilme unter extremen Flächendrücken (bis zu 700 MPa) zur Kaltverschweißungsvermeidung. Füllstofffreie Formulierungen zur Verhinderung von Feststoffeinlagerungen in der weichen Kupferoberfläche.
Verfahrenslösung
Synthetische PROMET LUPRIT Syn-Wax Schmelzwachse (ExtruTherm-Reihe) mit optimierter Molekülkettenstruktur für eine vollständige, asche- und rückstandsfreie Sublimation im Schutzgasstrom.
Wirtschaftliche OEE-Vorteile
- Erhöhung der Dorn-Grenzstandzeit um bis zu 40% durch materialschonende Trennwirkung
- Ausschussrate bei der Rohrinneninspektion (Glühflecken) geht gegen Null
- Zuverlässige Einhaltung der Oberflächenenergie für Kapillarlötung (DIN EN 1057)
- Homogener Presskraftverlauf durch stabilen Gleitreibungsbeiwert
Kupfer- & NE-Metall-Extrusion
Das Warmstrangpressen von Voll- und Hohlprofilen sowie Bolzen aus Kupfer und Kupferlegierungen (wie Messing, Bronze, Kupfer-Nickel) erfolgt direkt oder indirekt auf hydraulischen Strangpressen bei Blocktemperaturen von 700°C bis 1000°C.
Aufgrund der hohen Reibungswärme und der extremen Neigung von Kupfer zu adhäsivem Verschleiß kommt es im Bereich der Matrizen- und Presswerkzeugkanten rasch zu Kaltverschweißungen (Kupfer-Pick-up) auf dem Warmarbeitsstahl (z.B. 1.2343/1.2344). Dies führt zu Riefenbildungen auf der Profiloberfläche, Geometrieabweichungen und hohem Ausschuss. Starke Temperaturschwankungen verursachen zudem thermische Risse (Brandrisse) im Werkzeug.
Prozessanforderungen
Trennmittel müssen extremen Scherkräften und Pressdrücken >800 MPa im Verformungskanal standhalten. Gefordert ist eine hochtemperaturbeständige, physikalische Barriere zwischen Werkzeug und Legierung, die keine flüchtigen Schadstoffe freisetzt, Oxidschichten (Zunder) bindet und die Werkzeugkanten schont.
Verfahrenslösung
PROMET LUPRIT Extru-Lube / Graph-Lube Suspensionen, PROMET LUPRIT BN-Shield Bornitrid-Dispersionen und PROMET LUPRIT Stick-Lube Schmierstoffstifte für höchste Druck- und Scherfestigkeit.
Wirtschaftliche OEE-Vorteile
- Verlängerung der Matrizenstandzeiten durch Verhinderung von Kupferaufschweißungen
- Reduktion von Presskraftspitzen im Presszyklus um bis zu 15% für schonenden Betrieb
- Optimierung der Profil-Rauheit und deutliche Erhöhung der Pressgeschwindigkeiten
- Vermeidung von Metalleinzug und Rissen am Pressenheck (Heckrisse)
Aluminium-Kokillenguss
Der Dauerformguss (Schwerkraft- und Niederdruck-Kokillenguss) von Aluminiumbauteilen bei Schmelzetemperaturen von 700°C bis 750°C erfordert temperaturstabile Schutzschichten auf den Formwänden (Schlichten), um das flüssige Metall vor direktem Kontakt mit der Stahlform zu schützen.
Die einströmende Metallschmelze übt starke Erosionskräfte auf das Formwerkzeug aus und verursacht bei unzureichender Trennwirkung Randschichtschäden oder Anklebungen. Gleichzeitig führt ein zu schnelles Abkühlen an der Formwand zu Fließlinien und Kaltlaufstellen am Gussstück. Die Schlichte muss eine regulierte Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um das Erstarrungsverhalten gezielt zu steuern, und mechanisch hoch belastbar sein.
Prozessanforderungen
Exzellente Haftung auf Gusseisen- und Stahlkokillen bei hohen Temperaturen, kontrolliertes wärmeisolierendes Verhalten, keine Gasbildung beim Metallkontakt zur Vermeidung von Poren im Guss.
Verfahrenslösung
Thermisch härtende Graphit-Gleitlacke und wässrige Dispersionen wie PROMET LUPRIT GraphCoat / BN-Shield zur dauerhaften Oberflächenkonditionierung und thermischen Isolierung.
Wirtschaftliche OEE-Vorteile
- Steigerung der Kokillenlebensdauer durch Schutz vor Erosion und Thermoschock
- Reibungslose Entformung ohne Klebeverzögerungen und Formschäden
- Vermeidung von Fließlinien und Kaltlauffehlern durch gezielte Isolierung
- Hervorragende Oberflächengüte und Porenfreiheit des Gussteils
Metallumformung
Kalt-, Halbwarm- und Warmumformverfahren wie das Gesenkschmieden, Fließpressen, Tiefziehen und Stanzen von Stahl, Edelstahl und Nichteisenmetallen beanspruchen Werkzeuge durch hohe Zyklenzahlen und extreme Verformungsgrade.
Hohe Reibungskoeffizienten führen zu übermäßigem Werkzeugverschleiß (Matrizenwaschung, Stempelbruch) und Rissen im Werkstück. Ein zentrales B2B-Problem ist die anschließende Bauteilreinigung: Schmierstoffrückstände müssen vor nachfolgenden Bearbeitungsschritten (wie Galvanik, Beschichtung oder Glühen) in herkömmlichen wässrig-alkalischen Entfettungsbädern restlos abreinigbar sein.
Prozessanforderungen
Ausbildung hochfester Grenzflächenfilme im Bereich der Misch- und Grenzreibung zur Vermeidung von Rissen bei hohen Verformungsgraden. Hervorragende Netz- und Haftungseigenschaften auf warmen und kalten Metalloberflächen sowie einfache, chlorfreie Formulierungen.
Verfahrenslösung
Druckstabile PROMET LUPRIT Draw-Lube Esteröle, wachsbasierte Matrizenschmierstoffe und PROMET LUPRIT Extru-Lube Pasten zur dauerhaften Trennung und exzellenten Abreinigbarkeit.
Wirtschaftliche OEE-Vorteile
- Steigerung der Hubzahl bzw. Ziehgeschwindigkeit durch verringerten Reibwiderstand
- Maximierung der Werkzeugstandzeiten von Stempeln und Matrizen
- Restlose, wässrig-alkalische Entfettbarkeit zur Vermeidung von Folgefehlern
- Einhaltung moderner Arbeitsschutz- und REACH-Vorgaben
Gießerei- & Hochtemperaturprozesse
Der Betrieb von Gießereianlagen, Schmelzöfen und die Warmverarbeitung von Metallen bei Temperaturen über 1000°C belasten mechanische Komponenten wie Schieber, Ofenrollen, Dichtungen und Transportketten massiv durch Reibung, Verzunderung und thermochemischen Verschleiß.
Herkömmliche organische Kohlenwasserstoffe zersetzen sich in diesen Temperaturbereichen augenblicklich. Es kommt zu Mangelschmierung, Zunderbildung und dem Festfressen hochbelasteter Gewinde, Passungen und Gleitbahnen. Dies führt zu hohen mechanischen Stillstandszeiten, hohem Reparaturaufwand und teuren Notabschaltungen im B2B-Prozess.
Prozessanforderungen
Trennschichten müssen absolut hitze- und oxidationsstabil sein, als wirksame physikalische Oxidationsbarriere (Zunderschutz) fungieren und ein Festfressen (Gall-Prävention) dauerhaft verhindern.
Verfahrenslösung
Anorganische Barrieresysteme der PROMET LUPRIT PyroShield Reihe, hochdruckstabile Graphitpasten (PROMET LUPRIT Graph-Lube) und zähelastische Bitumenschutzfilme (PROMET LUPRIT BitumGuard).
Wirtschaftliche OEE-Vorteile
- Zuverlässiger Schutz heißer Schrauben, Bolzen und Führungen vor Festfressen
- Minimierung ungeplanter Stillstandszeiten an Gieß- und Ofenanlagen
- Reduzierter Zunderverschleiß und Erhalt mechanischer Toleranzen
- Hohe Haftfestigkeit verhindert das Abtropfen und schont die Umwelt
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.