Neue Prelube-Generation erhöht Produktivität

| Autor / Redakteur: Katrin Hommel, Bernd Aha und Rolf Zimmermann / Stéphane Itasse

Reibungsloser Prozessablauf beim Umformen durch den Einsatz eines Prelubes der zweiten Generation: Im Bild ein Tür-Innenblech Fabia II aus einer Versuchsreihe bei Skoda.
Reibungsloser Prozessablauf beim Umformen durch den Einsatz eines Prelubes der zweiten Generation: Im Bild ein Tür-Innenblech Fabia II aus einer Versuchsreihe bei Skoda. (Bild: Zeller+Gmelin)

Aufgrund ihres Leichtbaupotenzials und um Material einzusparen, werden in der umformtechnischen Industrie immer mehr höher- und höchstfeste Stahlgüten eingesetzt. Um den dadurch gestiegenen Anforderungen an das Presswerk gerecht zu werden, haben die Schmierstoffexperten ein Prelube der zweiten Generation entwickelt.

Durch den zunehmenden Einsatz an höher- und höchstfesten Stahlgüten in der Automobilkarosse steht das Presswerk neuen Herausforderungen gegenüber. Die geringe Umformbarkeit und die damit einhergehende höhere Belastung der Werkzeuge infolge des Einsatzes von höherfestem Material sowie die Reduktion an Zusatzschmierung stellten die Entwickler bei Zeller+Gmelin vor besondere Herausforderungen. Die konkrete Anforderung kam dabei aus der Automobilindustrie. Deren VDA-Arbeitskreis, zuständig für Umformschmierstoffe, forderte ein verbessertes Prelube für die Aufgabenstellung der Presswerke, immer komplexere Bauteile umformen zu müssen.

PTU untersucht Verschleiß der Umformwerkzeuge

Prelubes sind Korrosionsschutzöle mit zusätzlicher Additivierung, sodass sie im Presswerk gleichzeitig als Umformöl fungieren können. Die Anforderungen an eine zweite Generation der Prelubes waren zum einen die weiterhin gute Verträglichkeit mit den nachfolgenden Prozessen der lackierten Karosse und zum anderen die verbesserten tribologischen Eigenschaften, insbesondere auf feuerverzinkten Oberflächen. Das daraufhin neu entwickelte Multidraw PL 61 SE ist auf diese Anforderungen zugeschnitten.

Die Vorteile eines solchen Prelubes liegen dabei auf der Hand. Es wird bereits im Walzwerk aufgebracht und im Presswerk kann somit oft auf eine zusätzliche Schmierung verzichtet werden. Jede Schmierung muss später vor der Lackierung schließlich in einem Reinigungsprozess auch wieder entfernt werden. Insofern ist es die Kunst, mit möglichst geringen Schmierstoffmengen größtmögliche Effizienz und Prozesssicherheit bei der Umformung zu erreichen.

Aufgrund des erhöhten Verschleißes an Werkzeugen bei Einsatz von höherfesten Blechwerkstoffen und der damit reduzierten Werkzeugstandzeiten, wurde am Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PTU) der technischen Universität Darmstadt eine Untersuchungsmethode entwickelt, die den Werkzeugverschleiß und die damit verbundenen Werkzeugstandzeiten für bestimmte Belastungen berücksichtigt. Gleichzeitig implementierte man ein Monitoringsystem mit dem Ziel, den Aufwand bei der Analyse von Verschleißentwicklungen zu reduzieren.

Umformschmierstoffe bei Streifenziehversuch mit Ziehsickengeometrie getestet

Diese Untersuchungen fanden im Rahmen des EFB-Projektes „Verschleißfestigkeitskurven zur Beurteilung von Tribosystemen“ statt. Hierfür wurde ein Streifenziehversuch mit Ziehsickengeometrie bei abgestuften Belastungsniveaus mit dem Blechwerkstoff DP 980 sowie zwei unterschiedlichen Schmierstoffen durchgeführt.

VersuchsbedingungenBeschreibung
WerkzeugmaterialCP4M
Härte62 HRC
OberflächenzustandPoliert, Rz < 1,0 µm, Ra < 0,1 µm
BlechwerkstoffDP980
Blechstärke [mm]1,14
SchmierstoffMultidraw PL 61 (1,5 - 1,8 g/m2)
 Multidraw PL 61 SE

Am PTU wurde der Werkzeugverschleiß und dessen mögliche Reduzierung getestet. Während der Versuchsreihen mit dem Prelube der ersten Generation Multidraw PL 61 haben wir einen zusätzlichen Testversuch mit dem neuen Prelube PL 61 SE durchführen können.

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