14.10.2013 | Special IV/2013

Moderne Warmarbeitsstähle für Druckgussformen

Autor: Ingolf Schruff

Im Druckguss erzeugte Komponenten aus Leichtmetall finden heute immer stärkere Verbreitung in nahezu allen Bereichen des täglichen Lebens. Die Palette der täglich genutzten, im Druckguss erzeugten Komponenten beginnt bei kleinen Möbelbeschlägen aus Zink, beinhaltet moderne Bratpfannen und Kochtöpfe sowie Gehäuse für Telekommunikationseinrichtungen. Die gießtechnisch sicher größte Herausforderung ist in der Fertigung von Strukturbauteilen aus der Automobilindustrie gegeben. Die Gussteile reichen von Stückgewichten von wenigen Gramm bis zu über 50 kg. Entsprechend unterschiedlich sind auch die an die Formen bzw. die eingesetzten Warmarbeitsstähle gestellten Anforderungen. Die qualitativen Anforderungen sind jedoch generell in den letzten Jahren massiv angestiegen. Feinste Gussteile, die in modernen Mobiltelefonen zum Einsatz kommen, erfordern bei  ligranen Strukturen eine höchste Oberflächengüte. Zahlreiche Strukturbauteile wie Autotüren haben sichtbare, lackierte Flächen, so dass auch hier an die Oberflächenrauheit der Gussteile und damit an die Thermoschockbeständigkeit der Warmarbeitsstähle die höchsten Anforderungen gestellt werden. Die kostengünstige Produktion derartiger Druckgussteile erfordert heute mehr denn je leistungsfähige Druckgussformen, die die Erzeugung hoher Stückzahlen mit hoher Teilequalität bei gleichzeitig kurzen Taktzeiten ermöglichen. Als Werkstoff für Druckgussformen stehen drei international genormte Warmarbeitsstähle zur Verfügung. Sie verfügen über Eigenschaftsprofile, die eine wirtschaftliche Erzeugung zahlreicher Standardteile im Druckguss ermöglichen. Mit zunehmender Komplexität, aber auch mitzunehmender Größe der Gussteile reichen die Eigenschaftsprofile der etablierten, genormten Warmarbeitsstähle für eine wirtschaftliche Fertigung nicht mehr aus. Vor dem Hintergrund der ständig steigenden Anforderungen an die Qualität der Gussteile und damit an die Eigenschaften der für die Formen eingesetzten Warmarbeitsstähle hat Kind & Co. drei Sonder-Warmarbeitsstähle mit optimierten Eigenschaften entwickelt, die nachfolgend beschrieben werden.

Modern Hot-work Tool Steels for Die Casting Dies
The increasing versatility of die cast products, from furniture fixtures to structural components of cars, motivated Kind & Co. as leading system supplier of material solutions to develop additional sophisticated special hot-work tool steels.The two special grades TQ 1 and HP 1 are based on the principle of highest cleanliness and are characterized by a unique combination of high-temperature strength, toughness, and thermal fatigue resistance. The use of these grades provides great advantage especially in dies for products with highest surface requirements. These grades have also proved their suitability for products characterized by smallest radii or sharp corners. The use of TQ 1 and HP 1 drastically delays the appearance of heat checking cracks on the die surfaces. The high thermal conductivity compensates thermal stresses in the dies. Dies made of TQ 1 or HP 1 are not only less sensitive to unscheduled maintenance but in average they also achieve higher production figures. This way they highly contribute to an economically optimized die casting production. The special grade HTR offers an enormous tempering resistance and high-temperature strength. As it also offers a clearly improved thermal conductivity HTR is recommended as a die material for partial inserts which are exposed to extreme thermal influence.