Formenbau

Hochleistungswerkstoff für anspruchsvolle Aufgaben

Weniger Ausfallzeiten durch längere Standzeiten im Formenbau, weniger Verschleiß von Bauteilen im hochbelasteten Anlagenbau – das verspricht der Einsatz einer speziellen nickelbasierten Legierung. Insgesamt soll der Werkstoff, richtig eingesetzt, die Betriebskosten, vor allem durch verringerte Wartungskosten, senken.

Eine spezielle Nickelbasislegierung kann die Standzeiten im Formenbau deutlich verlängern.

Ein sehr anschauliches Beispiel für einen solchen anspruchsvollen Werkstoff, der sich zum Beispiel in der kunststoffproduzierenden und -verarbeitenden Industrie hervorragend einsetzen lässt, ist der aushärtbare Nickelbasiswerkstoff Haynes 242 Alloy, der von der Zapp-Gruppe vertrieben wird. Der hochlegierte Werkstoff enthält unter anderem 25 Prozent Molybdän und 8 Prozent Chrom. Damit bietet er laut Vertreiber gute Beständigkeit gegen Fluor und fluoridhaltige Medien bei hoher Temperatur. Mit einer Festigkeit, die doppelt so hoch ist wie die herkömmlicher Hastelloy-Legierungen im Bereich bis zu 650 °C und hoher Beständigkeit in fluoridhaltigen Prozess-Umgebungen, werde eine Eigenschaftskombination geboten, die kein anderes Material aufweist. Erreicht werden diese Eigenschaften mit der sogenannten Fernordnung der Ni2(Mo,Cr)-Ausscheidungen beim Aushärten des Halbzeugs oder des Werkstückes im Ofen.

Dank der guten Korrosionsbeständigkeit vor allem gegenüber fluorhaltigen Kunststoffen wie PTFE, FEP, PFA oder PVDF zielt der Werkstoff vor allem auf Werkzeuge und Anlagen zur Verarbeitung von Fluorkunststoffen. Daneben eigne sich das Material generell zum Einsatz in Prozessen, bei denen es gasförmigen Fluoriden und HF oder flüssigen Fluoridsalzen ausgesetzt ist, und zwar insbesondere dort, wo eine Hitzebeständigkeit bis 705 °C gefordert ist. Mögliche Anwendungsfelder umfassen unter anderem Wiederaufbereitungsanlagen, die Metall- und Mineralverarbeitung und die Herstellung und Verarbeitung von flusssäurehaltigen Dämpfen.

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Die prompte Lieferung soll ein umfangreiches Lager sicherstellen.

Doch nicht nur die hohe Beständigkeit gegenüber fluorhaltigen Medien zeichne den Werkstoff Haynes 242 Alloy aus. Die Kombination mechanischer und physikalischen Eigenschaften komme vor allem dann bei hohen Temperaturen zum Tragen, wenn eine Kombination von Duktilität, Belastbarkeit, Festigkeit und einem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wichtig ist. Das sind Anwendungen wie sie die Hersteller von Extrusionsschnecken und -zylindern, Extrusionsdüsen, Screen Housings, Spritzgießformen und Sensor-Komponenten fordern.

Einer für alles
Als ebenso so interessant wird die Kombination der drei Eigenschaften Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Verschleißbeständigkeit beschrieben: Bei einem auf 136 Stunden angelegten Test der Korrosionsbeständigkeit in einer 70prozentigen HF-Gasatmosphäre bei einer 910 °C Umgebungstemperatur seien lediglich etwa 0,25 Millimeter Abtrag gemessen worden. Das entspreche weniger als einem Fünftel des Werts von Inconel 625 (2.4856) mit etwa 1,2 Millimeter (Inconel 600 über 3,5 Millimeter). Bei einem Vergleich von Zugfestigkeit und Streckgrenze bei Raumtemperatur halte Haynes 242 Alloy der Legierung 718 stand. Neben den günstigen Ermüdungseigenschaften und guter Duktilität trotz der hohen Festigkeit in ausgehärtetem Zustand werden als weitere positive Eigenschaften die gute Zerspanbarkeit, thermische Stabilität und Oxidationsbeständgkeit bei Umgebungstemperaturen bis 815 °C genannt. Aus diesem Werkstoff gefertigte Bauteile seien also belastbar, zuverlässig und eignen sich dank der Verlässlichkeit für eine Vielzahl von Anwendungen. Außer für diverse Anwendungen in der Verarbeitung fluoridhaltiger Kunststoffe sind das beispielsweise Ringdichtungen, Kanalsegmente und Gehäuse, aber auch für Verbindungselemente oder Raketendüsen.

Kundenspezifisch zugeschnittene Formate und angearbeitete Halbzeuge senken den Aufwand beim Verarbeiter. (Quelle aller Bilder: Zapp-Gruppe)

Einsatzgebiet grüne Technologien
Ein weiteres wichtiges Anwendungsfeld ist das umweltfreundliche Recycling schwieriger Abfallstoffe. Der Werkstoff wird, außer beim Kunststoffrecycling bei der Beseitigung von Abfallstoffen eingesetzt, die deutlich problematischer sind, beispielsweise Asbest. Grundlage sind die aktuelle Gefahrstoffverordnung und entsprechende EU-Regelungen. Noch ist kein befriedigendes Verfahren für die sichere, umweltfreundliche Entsorgung gefunden – unter anderem werden chemische Verfahren zur Beseitigung von Asbestabfällen, die auf der Anwendung von fluoridhaltigen Säuren aufbauen, getestet – und hier kann der 242 eine Rolle als Problemlöser bei der Konzeption von Anlagenteilen spielen.

Geliefert werden vom Unternehmen Zapp verschiedene Halbzeuge und Abmessungen. Mit verschiedenen Leistungen zum Anarbeiten der Halbzeuge ist der Bearbeitungsaufwand beim Verarbeiter, beispielsweise dem Formenbauer, reduzierbar.

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