Initial situation: End-point control of the Oxygen Steelmaking Converter (BOF) process is mainly based on results of a static charge […]

OptProKomp
OptProKomp – Optimierte Prozesskette zur Erzeugung bedarfsgerechter Werkstoffeigenschaften für extrem beanspruchte Maschinen- und Anlagenkomponenten
Situation:
- In nahezu allen industriellen Bereichen führen wirtschaftliche Zielstellungen wie Steigerung der Produktivität bei gleichzeitiger Erhöhung der Energie- und Ressourceneffizienz, verbunden mit Leichtbau oder Bauteilminiaturisierung, zu stetig wachsenden Leistungsdichten und damit zu immer höheren statischen und dynamischen Bauteilbeanspruchungen.
- Neben einer beanspruchungsgerechten konstruktiven Gestaltung der Bauteile kommt dem für solche Beanspruchungen optimal geeigneten Werkstoff Stahl eine wachsende Bedeutung zu.
- Die herkömmliche Fertigungskette von den hier betrachteten Federrollenlagern besteht aus dem:
- Warmumformen und anschließenden Kaltumformen (Lieferant),
- Wickeln der Federbüchsen und Federrollen (Kaltumformung),
- Härten,
- Anlassen und der
- Endbearbeitung – Schleifen.
- Das 3-malige Erwärmen führt zu:
- hohem Energieverbrauch,
- Materialverlust durch Zunder / Entkohlung (Schleifarbeiten),
- Hoher Fertigungsaufwand durch Nacharbeiten (0,5 mm jeweils innen und außen).
- Die Kosten für:
- das Vergüten und die Nacharbeiten betragen ca. 40 % und
- den Werkstoff betragen ca. 18 %.
- → Es besteht enormes Optimierungspotential!
Lösung:
- Verkürzung der Produktionskette um das:
- Vergüten und
- aller folgenden Prozessschritte (Nacharbeiten etc.).
- Die alternativen Wärmebehandlungsvarianten sind:
- das Patentieren (Isotherme Umwandlung vor der Umformung) und ggf.
- die Unterstützung durch das AFP-Konzept (Teilchenhärtung nach der Umformung).
- Durch die zu erforschende und optimierende Prozesskette ist die Erzeugung eines Materials mit Eigenschaftsgradienten möglich. Das Wickeln der Lager erzeugt einen Gradienten in der Umformung und dadurch auch einen:
- Gradient in der Festigkeit → außen hart,
- Gradient in der Zähigkeit → innen zäh.
- → Es ist keine anschließende Wärmebehandlung mehr erforderlich!
Betrieblicher Nutzen:
- Der Projektpartner Steeltec GmbH erweitert sein Produktspektrum um patentierte Blankstähle mit optimierten, an den weiteren Fertigungsprozess angepassten Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften.
- Der Projektpartner Eich Rollenlager GmbH verkürzt seine Prozesskette zur Herstellung von Federrollenlagern um das Vergüten und aller damit folgenden Prozessschritte (Nacharbeiten durch Schleifen etc.).