Alternative zur Wärmebehandlung von Einsatzstählen spart Zeit und Ressourcen - DEW-STAHL.COM
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Internet-PDF aus „stahl und eisen“ (2018), Heft 6. Nachdruck verboten. ISSN 0340-4803
© jbd Gesellschaft für Medien und Kommunikation mbH, Düsseldorf
6/2018
Juni 2018
Zeitschrift für die
Herstellung und
Verarbeitung von
Eisen und Stahl
Alternative zur Wärmebehandlung
von Einsatzstählen spart Zeit und
Ressourcen
jbd Gesellschaft für Medien und Kommunikation mbH
PVSt, Deutsche Post AG, Entgelt bezahlt, 6447
Graf-Recke-Straße 82, 40239 Düsseldorf
TECHNIK + TRENDS
Anlagentechnik
Alternative zur Wärmebehandlung
von Einsatzstählen spart Zeit und
Ressourcen
Alternative to the heat treatment of case hardened steels saves time
and resources
Die Kaltmassivumformung ist ein bewährtes Verfahren bei der Herstellung Matthias Schwarz
und Daniel Kipp
rotationssymmetrischer Komponenten für die Automobilindustrie. Um eine gute
Umformbarkeit zu ermöglichen, werden Einsatzstähle Ferrit-Perlit (FP)- oder auf kugeligem
Zementit (GKZ) geglüht. Diese Art der Wärmebehandlung ist jedoch sehr energie- und
zeitintensiv. Zudem sind die Nachbehandlungen für eine anforderungsgerechte Geradheit
WPF1DGTƃÀEJGPSWCNKVÀVCWHYGPFKI(ØTFKG9GKVGTXGTCTDGKVWPI\WGKPUCV\IGJÀTVGVGP
Präzisionsteilen sind diese Verfahren wichtige Voraussetzungen. Daher haben die Deutschen
'FGNUVCJNYGTMGIGOGKPUCOOKV-CNVƃKG»RTGUUYGTMGPGKPCNVGTPCVKXGU8GTHCJTGP\WT
klassischen Wärmebehandlung entwickelt. Das Ergebnis: Deutlich schlankere Prozessketten
und verbesserte Materialeigenschaften.
Cold forging is a proven process for the production of rotationally symmetrical components for the
automotive industry. To achieve good formability, case-hardened steels are isothermally annealed
or spheroidizing annealed. In addition, post-treatments are time-consuming in order to assure the
straightness and surface quality requirements. These processes are important prerequisites for the
further processing of case-hardened precision parts. Together with the cold forming industry Deutsche
Edelstahlwerke has developed an alternative to the classic heat treatment processes. The result: leaner
process chains and improved material properties.
Durch einen temperaturgeregelten Walzprozess mit anschließendem Anlassen
ermöglichen die Deutschen Edelstahlwerke Stahleigenschaften, die sich durch
das klassische Glühverfahren allein nicht erzielen lassen
By using rapid cooling and tempering, Deutsche Edelstahlwerke produces steel
properties that cannot be achieved by classic annealing processes alone
Foto: Deutsche Edelstahlwerke
stahl und eisen 138 (2018) Nr. 6
TECHNIK + TRENDS
Anlagentechnik
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arte Schale, weicher Kern: Diese sich aufgrund seiner Mikrostruktur wesentlich
Eigenschaft sollte auf einsatzgehärte- DGUUGTMCNVƃKG»RTGUUGPCNU(2IGINØJVGT5VCJN&KG
te Bauteile, wie z. B. Antriebswellen, GKZ-Glühzeiten sind jedoch mit bis zu 24 Stunden
zutreffen. Der Schlüssel für eine lan- sehr zeit- und energieintensiv. Eine lange Wär-
ge Lebensdauer und Prozesssicher- mebehandlung begünstigt die Randentkohlung,
JGKVKUVGKPG-QODKPCVKQPCWU8GTUEJNGK»HGUVKIMGKV YQFWTEJGKPG$GJCPFNWPIFGT1DGTƃÀEJGDURY
FGT1DGTƃÀEJGWPF&WMVKNKVÀVFGU2TQFWMVMGTPU durch Schälen notwendig werden kann. Mittels
unter dynamischer Belastung. Je homogener -CNVƃKG»RTGUUGPYKTFFGT5VCDUVCJN\WTIGYØPUEJ-
und feinkörniger das Stahlgefüge ist, desto prä- ten Bauteilgeometrie umgeformt. Im Anschluss
ziser gelingt es, die mechanisch-technologischen folgt eine erneute Wärmebehandlung, da die Mi-
Produkteigenschaften einzustellen. Wettbewerbs- krostruktur und die Härte des Stahls für die An-
GPVUEJGKFGPFKUVYGKVGTJKPGKPGOÒINKEJUVGHƂ\K- forderungen des Endprodukts eingestellt werden
ente Wertschöpfungskette. müssen. Der daraus resultierende Verzug der Kom-
ponente wird durch Richten korrigiert. Für eine
Ressourcen schonen dank INGKEJOÀ»KIG1DGTƃÀEJGPDGUEJCHHGPJGKVWPFFKG
Kaltmassivumformung Vervollständigung der Bauteilgeometrie wird das
Bauteil zerspanend bearbeitet. Erst dann erfolgt
Die Kaltumformung spielt als ressourcenschonen- FCU'KPUCV\JÀTVGP#DUEJNKG»GPFYKTFFKGIGJÀTVG-
des Herstellungsverfahren eine wichtige Rolle auf te Komponente gerichtet – ein Moment, der das
der Prozessroute vom Stabstahl zum Risiko von Härterissen und damit von Ausschuss
e
w erk einsatzgehärteten Bauteil. Der birgt. Zuletzt wird die Komponente spannungsarm
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tah
els
e Ed Werkstoffzustand, in dem geglüht und geschliffen.
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t o :D das Vormaterial produziert
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wird, erfüllt jedoch nicht 0GWGU8GTHCJTGPUVGKIGTV'HƂ\KGP\
alle Anforderungen der
Verarbeitungsprozesse Die grundlegende Frage lautete: Wie kann ein
und des Endprodukts Gefüge für die Kaltumformung inklusive nach-
KP INGKEJGO /C»G HQNIGPFGT1DGTƃÀEJGPWPF$CWVGKNDGJCPFNWPI
Daher sind zunächst ohne zeitintensive Glühungen eingestellt werden?
mehrere Wärme- und Die Antwort liefern die Deutschen Edelstahlwerke
Nachbehandlungen in ihrem Walzwerk in Siegen mit dem Verfahren
notwendig. Die Endpro- DEW RC+T.
dukte kommen vor allem Durch die Integration der Wärmebehandlung in
in der Automobilindustrie den Walzprozess erschafft das Unternehmen der
zum Einsatz. Um den steigenden Schmolz + Bickenbach Gruppe Materialeigenschaf-
Die anforderungsgerechte Kombination
CWU8GTUEJNGK»HGUVKIMGKVFGT1DGTƃÀEJG Anforderungen gerecht zu werden, ten, die sich durch das klassische Glühverfahren al-
WPF&WMVKNKVÀVFGU2TQFWMVMGTPUKUVFGT entwickelten die Deutschen Edel- lein nicht erzielen lassen. Die Gefügestruktur wird
Schlüssel für eine lange Lebensdauer stahlwerke (DEW) gemeinsam mit im Vergleich zum FP- und GKZ-geglühten Stahl deut-
und Prozesssicherheit von Kunden eine technologische Alter- NKEJXGTHGKPGTV&KG1DGTƃÀEJGPDGUEJCHHGPJGKVWPF
rotationssymmetrischen Bauteilen
native zur klassischen Wärmebe- /C»VTGWGFGU4% 6/CVGTKCNUMCPPKO8GTINGKEJ\WO
The combination of surface wear resistance JCPFNWPIOKVUKIPKƂMCPVGO/GJT- klassisch geglühten Stabstahl verbessert werden. So
and ductility of the product core to
URGEKƂECVKQPKUVJGMG[VQNQPINKHGCPF
wert über die gesamte Prozesskette. kann das Material nach dem temperaturgeregelten
process reliability in rotationally Mit einem temperaturgeregelten Walzen, Anlassen und Richten ohne ein Schälen der
symmetrical components 9CN\XGTHCJTGP WPF CPUEJNKG»GP- 1DGTƃÀEJGFKTGMVXQO-CNVWOHQTOGTYGKVGTXGTCT-
dem Anlassen ersetzt der Stahlher- beitet werden. Durch die homogene Mikrostruktur
steller die klassische FP- bzw. GKZ-Glühung. Dieses NÀUUVUKEJFGT'KPUCV\UVCJNINGKEJOÀ»KIGTWPFNGKEJVGT
Verfahren nennen die Deutschen Edelstahlwerke umformen. Die Härte von mit DEW RC+T behandel-
„DEW RC+T“ (Rapid Cooling + Tempering). Es spart tem Einsatzstahl liegt mit durchschnittlich 200 HB
Kaltumformern zeitintensive Prozessschritte und über dem Standardwert von 170 HB für Ferrit-Per-
optimiert gleichzeitig die Stahleigenschaften für lit-geglühtes Material. Durch die Feinkörnigkeit des
GKPGGTJÒJVG$CWVGKNSWCNKVÀV Gefüges ergeben sich für Kaltumformer daraus jedoch
keinerlei Nachteile. Laut der Untersuchungen der
Herausforderungen der klassischen Deutschen Edelstahlwerke sind die Werkzeugstand-
Prozessroute zeiten unverändert. Zudem ist das Gefüge homogener
und dadurch verzugsärmer.
Für einen hohen Umformgrad des Einsatzstahls Die feinkörnige Mikrostruktur ist beständig und
GTHQNIVDGTGKVUDGKO5VCDOCVGTKCNUVCPFCTFOÀ»KI bietet damit optimale Voraussetzungen für das Ein-
eine GKZ- oder FP-Glühung. Ziel ist ein weiches, satzhärten – je feiner das Gefüge, desto besser und
spannungsarmes Gefüge. GKZ-geglühter Stahl lässt INGKEJOÀ»KIGTFKHHWPFKGTVFGT-QJNGPUVQHHKPFGP
stahl und eisen 138 (2018) Nr. 6
Foto: Deutsche Edelstahlwerke
Foto: Deutsche Edelstahlwerke
Das Kühlbett der Deutschen Edelstahlwerke im Der mit DEW RC+T behandelte Werkstoff 20CrMo5
Walzwerk Siegen ist auf dem neuesten Stand der zeichnet sich im Vergleich zur FP-geglühten
Technik und für die kontrollierte Abkühlung von ver- 8
CTKCPVGFWTEJGKPFGWVNKEJINGKEJOÀ»KIGTGUWPF
GKP\GNVGP5VCJNUVÀDGPKO#DOGUUWPIUDGTGKEJXQP feineres Gefüge aus. Das Ergebnis ist ein erheblich
bis 90 mm konzipiert verbessertes Fließverhalten
The cooling bed at Deutsche Edelstahlwerke in the The material 20CrMo5 treated using DEW RC+T is
Siegen rolling mill is state-of-the-art and designed for the EJCTCEVGTK\GFD[COWEJOQTGJQOQIGPGQWUCPFƂPGT
controlled cooling of single steel bars in dimensions from microstructure compared to variants annealed to
20 to 90 mm HGTTKVGRGCTNKVG6JGTGUWNVKUCPKORTQXGFƃQYDGJCXKQWT
Randbereich des Stahls. Anwender erhalten im Er- Kaltumform- und Härteprozessen. Ergebnisse sind
gebnis mehr Handlungsspielraum bei der präzisen ein deutlich geringerer Ausschuss und eine höhere
Einstellung der Härtetiefe und einer homogenen Produktivität.
Verteilung der Stahleigenschaften bis in den Kern.Sie können auch lesen
