ACR Kooperationspreis 2016: Nitrierverfahren macht Werkzeuge langlebiger

Damit mechanische Bauteile aus Stahl, wie Werkzeuge oder Zahnräder, länger halten, werden sie an der Oberfläche behandelt, zum Beispiel durch Nitrieren. Dadurch verbessert sich die Qualität der Oberfläche und somit die Lebensdauer dieser Bauteile. Das Vorarlberger Forschungsinstitut V-Research hat zusammen mit der Firma Lingenhöle Technologie GmbH ein Nitrierverfahren entwickelt, das die Verschleißbeständigkeit und Lebensdauer von Abkantwerkzeugen um 80 Prozent erhöht. Zusätzlich wurde ein Nitrierprozesskatalog entwickelt, der es der Firma Lingenhöle ermöglicht, kundenspezifische Nitrierschichten anzubieten. Dafür wurden Lingenhöle und V-Research jetzt mit dem ACR Kooperationspreis ausgezeichnet.

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Das thermochemische Verfahren Nitrieren ist seit über 100 Jahren Stand der Technik. Durch Nitrieren wird auf dem Grundwerkstoff eine harte Oberflächenschicht erzeugt. Diese Oberflächenbehandlung erhöht die Verschleißbeständigkeit von mechanischen Bauteilen, wie zum Beispiel Umformwerkzeugen, Wälzlagern oder Zahnrädern, und dadurch ihre Lebensdauer. Welches Nitrierverfahren gewählt wird und wie die einzelnen Nitrierparameter eingestellt werden, entschied der Wärmebehandlungsanbieter bisher anhand von Standarddaten und nach eigenem Ermessen. Bei Kleinserien oder großen Werksstücken mit der Stückzahl 1 ist die Bestimmung dieser Parameter besonders schwierig, da hier selten Daten verfügbar sind und auch keine Probeläufe durchgeführt werden können.

Für den Maschinenbau ist die Lebensdauer der Werkzeuge und Maschinenbauteile aber ein wichtiger Kostenfaktor und das Interesse daher groß, hier das Optimum herauszuholen. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt haben V-Research und Lingenhöle Technologie GmbH am Beispiel eines Kantbiegewerkzeugs die Wechselwirkungen zwischen Nitrierverfahren,  Nitrierprozessparametern, Werkstoffwahl und Tribologie untersucht. "Durch die Anpassung der Nitrierprozessparameter konnten wir die Verschleißbeständigkeit und Lebensdauer des Abkantwerkzeugs um 80 Prozent erhöhen", ist Klaus Lingenhöle, Geschäftsführer der Lingenhöle Technologie GmbH, stolz auf das Ergebnis, in dessen Firma alle Nitrierprozessversuche durchgeführt wurden. "V-Research hat in diesem Projekt die experimentellen Versuche durchgeführt", ergänzt Alexander Diem, Geschäftsfeldleiter Tribo Design bei V-Research. "Man kann sich das wie eine Detektivarbeit vorstellen – anhand der Verschleißspuren an den Bauteilen versucht man zu erkennen, welcher Mechanismus genau für den Verschleiß verantwortlich ist und weiß dann, welche Parameter man ändern muss – so tastet man sich langsam an das Optimum heran", so Diem weiter.

Das Spannende an diesem Projekt war, dass ein größeres Konsortium, entlang der gesamten Produktionskette beteiligt war. Die Salvagnini Maschinenbau GmbH wollte deren Abkantwerkzeuge noch langlebiger machen. So kam es dazu, dass die Firma Lingenhöle, die Firma Salvagnini Maschinenbau und die Firma Glück, der Hersteller der Bauteile, gemeinsam mit  AC²T research und dem ACR-Institut V-Research ein Forschungsprojekt starteten. Das Projekt „Nitrierschichten und deren tribologische Eigenschaften“ läuft im Programm COMET K2 XTribologie.  

Mit dem Ergebnis sind alle zufrieden. Salvagnini konnte die Lebensdauer des besagten Abkantwerkzeugs um 80 Prozent erhöhen und Lingenhöle sehr viel zusätzliches Know-how generieren. "Bisher konnten wir uns bei der Auswahl des Nitrierverfahrens  und der Prozessparameter nur auf das Kundenfeedback und unser Know-how verlassen", erläutert Klaus Lingenhöle, "nun haben wir einen fundierten Nitrierkatalog in der Hand, der es uns erlaubt, unsere Kunden viel spezifischer und effektiver zu beraten und noch bessere Ergebnisse zu erzielen, auch bei niedrigen Stückzahlen", so Lingenhöle.

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www.v-research.at 
www.lingenhoele.at 

Fotos

  • Gasnitrierofen
    Klaus Lingenhöle und Alexander Diem am Gasnitrierofen. Fotocredit: V-Research
  • Abkantpresse
    Abkantpresse mit Abkantwerkzeug. Fotocredit: Salvagnini