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Individuelles Prüfverfahren für wasserbasierte Schmierstoffe
Quaker Houghton, ein Anbieter von industriellen Prozessflüssigkeiten, hat im September 2023 ein Testverfahren für die gängigsten Schmierstoffe auf Wasserbasis eingeführt, die in der Industrie verwendet werden. Franck Belloy, Senior Business Development Manager für Warm- und Halbwarmumformung bei Quaker Houghton, erklärt, wie interne Schmierstofftests, Geld zu sparen und die Effizienz zu verbessern.
Die Schmierungsleistung ist eine Kombination aus Chemie und Schmierstoffanwendung. Trotz der Fortschritte bei den Schmiedeverfahren, Gesenken, Schmiedepressen und der Qualität der Legierungen bleibt die Schmierung ein sehr wichtiger technischer Faktor für die Qualität der Schmiedestücke, die Lebensdauer der Gesenke und die Gesamtproduktivität. Sie alle können in hohem Maße von der Leistung des einzelnen Schmierstoffs abhängen. Quaker Houghton hat spezielle Labortests für die Schmiedeleistung entwickelt, um die Probleme der Kunden zu verstehen und sie zu lösen.
Individuell gestalteter Prüfprozess
Der Anbieter von industriellen Prozessflüssigkeiten bietet ein Prüfverfahren für 80 bis 85 Prozent der in der Industrie verwendeten wasserbasierten Schmierstoffe an. Das Verfahren wird vor Ort in seinem Zentrum für Schmiedekundenlösungen durchgeführt. Nach einer Reihe verschiedener interner Tests können wir die Prüfverfahren je nach Bedarf anpassen und weiterentwickeln. So können beispielsweise Kühltests von einem einzigen Test bis hin zu zehn Tests reichen, um die richtigen Ergebnisse zu erzielen.
Die verschiedenen Labortests sind von entscheidender Bedeutung, denn so können wir sicher sein, dass die verschiedenen Leistungsmerkmale eines Produkts, das wir empfehlen, genau den Erwartungen der Kunden entsprechen. Dann können wir die Rezepturen entsprechend anpassen und Änderungen vornehmen.
Die Labortests ermöglichen es den Kunden, die Leistung jedes Produkts auf der Grundlage der Konzentration und der Anwendung zu definieren, was die Kosten für den Einsatz reduziert:
- Optimierung der Lebensdauer von Werkzeugen durch Temperaturregulierung und ausreichenden Schutz in kalten und heißen Bereichen.
- Steigerung der Produktivität durch bessere Kühlleistung.
- Senkung des Produktverbrauchs durch Anwendung der erforderlichen Verdünnungsrate.
- Verbesserung der Arbeitsumgebung.
Kostenauswirkungen von Tests in der Produktion
Die Erprobung von Schmiedeschmierstoffen in der Produktion erfordert in der Regel Produktivitätseinbußen, Ausrüstung und zusätzliche Ressourcen zur Bewertung eines Schmierstoffs. Häufig verwendet der Kunde den Schmiedeschmierstoff für die Herstellung von Schmiedeteilen unterschiedlicher Form, unterschiedlicher Legierungen und manchmal auch auf unterschiedlichen Schmiedemaschinen. Dies bedeutet, dass es viele und unterschiedliche Einschränkungen gibt, einschließlich Kontaktzeit, Dehnungsrate und Temperatur. Deshalb muss auchein Kompromiss zwischen den einfachsten und den schwierigsten Teilen gefunden werden, die mit demselben Schmierstoff hergestellt werden.
Wir stellen im Schmiedelabor fünf Fragen, um die Leistungsmerkmale zu bestimmen:
- Wie kann man die Gesenke während einer langen Gleitstrecke unter hohem Druck schützen, indem man einen ausreichend dicken und widerstandsfähigen Schmierfilm in heißen und warmen Bereichen aufträgt, ohne dass es zu Verstopfungen kommt?
- Wie können die Temperaturen in den heißen Zonen gesenkt werden, um den Reibungskoeffizienten zu verringern, aber auch um den Beginn der Beschädigung der Gesenke hinauszuzögern und gleichzeitig sicherzustellen, dass die warmen Zonen nicht zu kalt werden?
- Wie verhält sich die Verwendung unseres Produkts in einem bestimmten Kreislaufsystem oder mit einem bestimmten Dosiersystem?
- Wie schwierig ist es, eine Schmiedelinie sauber zu halten?
- Welche Ratschläge können wir den Kunden geben?
Senkung des Reibungskoeffizienten
Eine häufig gestellte Frage ist, ob es möglich ist, die Schmierung zu verbessern und die Lebensdauer des Gesenks zu erhöhen, indem man einfach den Reibungskoeffizienten senkt. Bei einem Materialpaar wie Gesenk und Knüppel steigt der Reibungskoeffizient jedoch in Abhängigkeit von folgenden Faktoren: Temperatur, Anpressdruck, Geschwindigkeit, Gleitstrecke und thermomechanische Wechselwirkungen. Beim Schmieden ist jeder Quadratmillimeter der Gesenkfläche unterschiedlichen Druck- und Temperaturschwankungen ausgesetzt. Dadurch bleibt der Reibungskoeffizient nie konstant, da er immer von der Interaktion vieler Variablen abhängt.
Optimierung der Lebensdauer
Der Kühltest durch Sprühen ermöglicht es uns, die Kühlleistung abzuschätzen. Das heißt, die Fähigkeit eines Produkts, die Formoberfläche in Abhängigkeit vom Wasserverdünnungsverhältnis zu kühlen.
Die Parameter des Kühltests durch Sprühen sind:
- Stahlplatte mit einer Temperatur von 100 bis 450 Grad Celsius
- Druck: 0,2 bis 6 bar
- Zeit: 0,1 bis 30 Sekunden
- Abstand Düsen-Platte: 10 bis 20 Zentimeter
Das optimiert die Lebensdauer der Matrize durch Regulierung der Matrizentemperatur und erhöht die Produktivität durch eine bessere Kühlleistung. Auch der Produktverbrauch verbessert sich durch eine möglichst effektive Anpassung der Verdünnung. Der Kühltest ermöglicht es uns, die Fähigkeit des Produkts, die Oberfläche der Matrize zu berühren und zu kühlen, in Abhängigkeit von der Konzentration, dem Druck und der Sprühzeit abzuschätzen.
Dickenprüfung zur Einschätzung von Deckkraft und Griffigkeit
Der Dickentest ermöglicht es uns, die "Deck- und Haftfähigkeit" unserer Produkte in Abhängigkeit von der Formtemperatur und dem Wasserverdünnungsverhältnis abzuschätzen. Gleichzeitig können zwei verschiedene Schmiedeflüssigkeiten oder ein einziges Produkt mit unterschiedlichen Verdünnungsverhältnissen verglichen werden.
Die Parameter der Dickenprüfung durch Sprühen sind:
- Stahlblech mit einem Temperaturgradienten von etwa 150 bis maximal 450 Grad Celsius
- Druck: 0,2 bis 6 bar
- Geschwindigkeit: 1 bis 50 Millimeter pro Sekunde
- Abstand Düsen-Blech: 10 bis 20 Zentimeter
Mit der Dickenprüfung ist es möglich, die Lebensdauer der Matrize durch ausreichenden Schutz der Matrize in kalten und heißen Bereichen zu optimieren und den Produktverbrauch durch Anpassung der notwendigen Verdünnung so effektiv wie möglich zu gestalten.
