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Induktionshärten Werkzeug-Schnittkanten schnell gehärtet

| Autor: Stéphane Itasse

Die Qualität im Werkzeugbau hat entscheidenden Einfluss auf die Qualität der Blechbearbeitung, zum Beispiel im Automobilbau. Deshalb ist es wichtig, dass Stanz- oder Prägewerkzeuge an den Schnittkanten richtig gehärtet sind. Oft sind zusätzliche Härteprozesse nötig. Mit einer induktiven Schnittkantenhärtung lässt sich jetzt der gesamte Produktionsprozess vereinfachen.

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Beim Induktionshärten wird das Werkzeug nur an der Schnittkante aufgeheizt.
Beim Induktionshärten wird das Werkzeug nur an der Schnittkante aufgeheizt.
(Bild: Eldec)

Beim Schnittkantenhärten werden jene Stellen am Werkzeug gehärtet, die beim Einsatz in der Stanze oder Prägemaschine später die größten Belastungen auszuhalten haben. Die Stabilität der Schnittkante entscheidet also über die Standzeit des Werkzeugs, wie die Emag Eldec Induction GmbH mitteilt. Dabei erfolgt im Werkzeugbau grundsätzlich ein sogenanntes Randschichtenhärten. Während dieses Prozesses wird nur die äußerste Schicht der Schnittkante je nach Werkstoff auf eine Temperatur von circa 800 bis 900 °C erwärmt. Das „Abschrecken“, also der eigentliche Umwandlungsprozess, erfolgt anschließend durch natürliche Abkühlung an der Umgebungsluft. In der Folge ist die Oberfläche der Kante härter und verschleißfester (die typische Härteanforderung im Werkzeugbau liegt zwischen 54 und 56 HRC), das Innere des Werkstoffs behält hingegen seine Zähigkeit.

Induktives Härten wird im Werkzeugbau immer beliebter

Hierfür stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, aber vor allem das Flammhärten, das teure Laserhärten oder alternativ das induktive Härten rücken zumeist in den Fokus der Werkzeugbauer. „Alle diese Verfahren sind zunächst einmal flexibel einsetzbar. Mit ihnen lassen sich auch große und sperrige Bauteile mit komplexen Geometrien manuell oder bei Lasereinsatz automatisiert bearbeiten“, erläutert Stefan Tzschupke, Head of Business Development Generators bei Eldec. „Allerdings bietet das induktive Härten mit Blick auf Bearbeitungsqualität und -dauer sowie Arbeitssicherheit und Kosten herausragende Vorteile.“

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Ein kurzer Blick auf die Eigenschaften des induktiven Härtens bestätigt diese Einschätzung: Durch die Aufheizung an der Schnittkante per Induktion erreicht das Werkzeug schneller die benötigte Temperatur, weil die Wärme direkt in das oberflächennahe Volumen eingebracht wird. Bei einer Erwärmung durch die Flamme oder den Laser erwärmt sich hingegen zunächst nur die Oberfläche. Zudem ist es mit den Eldec-Energiequellen möglich, Leistung, Strom oder Temperatur präzise zu regeln. So können Anwender auf individuelle Anforderungen und die Umgebungseinflüsse des Prozesses reagieren und kommen zu einem gleichbleibenden Härteergebnis.

Werkzeugbauer ist kritischer Kunde

Ein neuer Eldec-Kunde, der auf diese Vorteile setzt, ist der Werkzeugbau Laichingen. Das Unternehmen verfügt an seinen Standorten in Laichingen bei Ulm und Leipzig über ein Know-how, das von der Werkzeugkonstruktion über die Produktion bis zum Service rund um die Press- und Umformwerkzeuge reicht. Zudem stellen die Spezialisten die hauseigenen Pressen für Serienan- und -ausläufe zur Verfügung. „Grundsätzlich bieten wir unseren Kunden kurze Reaktionszeiten, denn ein fehlendes oder noch nicht fertiges Werkzeug erzeugt unter Umständen hohe Kosten. Wir arbeiten deshalb laufend daran, die Produktionsprozesse zu verkürzen“, sagt Gottlieb Schwertfeger, verantwortlich für die Einkaufsleitung und das Qualitätsmanagement bei Werkzeugbau Laichingen. „Vor diesem Hintergrund haben wir aktuell auch die Prozesse rund um das Schnittkantenhärten verändert, weil sie insgesamt zu lange andauerten.“

In der Vergangenheit wurden die Werkzeuge vor Ort per Flammhärten bearbeitet. Alternativ erfolgte ein Laserhärten bei externen Lohnfertigern – ein zusätzlicher logistischer Aufwand, den die Spezialisten jetzt durch Einsatz des Induktionshärtens komplett vermeiden.

Als Energiequelle für das Verfahren kommt dabei ein Mico-Generator von Eldec zum Einsatz. Gerade für Werkzeugbauer bietet sich laut Hersteller dieser besonders flexible Energiecontainer an. Bei ihm befinden sich Generator, Kühlsystem und Schlauchpaket in einem kompakten Gehäuse, das auf Wunsch auch mit Rollen ausgeliefert wird. Anschließend kann der Anwender das Aggregat unproblematisch zu unterschiedlichen Einsatzorten in der Werkshalle fahren. Eine intuitive Bedienerführung mit Touchscreen erleichtert die schnelle Konfiguration. Für die Stabilität und Langlebigkeit der Mico-Generatoren sorgt gleichzeitig die Arbeitsweise bei Eldec, wie es heißt: Die Geräte entstehen in aufwendigen Manufakturprozessen, werden vor ihrer Auslieferung geprüft und müssen hohen Qualitätsanforderungen genügen.

Induktionshärten überzeugt

Schwertfeger ist mit dem Induktionshärten zufrieden: „Bereits jetzt sparen wir damit sehr viel Zeit ein. Gleichzeitig etablieren wir im Unternehmen rund um das Verfahren neues Know-how, das den Kunden später zugute kommt. Aktuell sind wir etwa dabei, die Härteeinbringung und das nachfolgende Anlassen zu optimieren und das Gerät immer passgenauer für das jeweilige Aktivteil am Werkzeug zu konfigurieren. Bearbeitungsqualität und Effizienz des Prozesses werden laufend perfektioniert.“

* Weitere Informationen: Emag Eldec Induction GmbH, 72280 Dornstetten

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