Wie lange halten Abgratmatrizen beim Kaltschmieden?

Die Lebensdauer von Abgratgesenken bei Kaltschmiedeprozessen hängt von mehreren miteinander verbundenen Faktoren ab, darunter dem Material des Gesenks, der Komplexität des Schmiedeteils, der Art der hergestellten Befestigungselemente (Bolzen, Bolzen, Schrauben oder Muttern) und den angewandten Wartungspraktiken. Im Allgemeinen kann ein gut konstruiertes und ordnungsgemäß gewartetes Abgratgesenk zwischen 50.000 und über 500.000 Hüben halten. Dieser Bereich wird jedoch stark von den Betriebs- und Materialbedingungen in der Fertigungsumgebung beeinflusst.

1. Rolle und Belastungsfaktoren von Abgratwerkzeugen

Abgratwerkzeuge werden in der letzten Phase des Kaltschmiedeprozesses verwendet, um überschüssige Grate zu entfernen und ein präzises Außenprofil des Schmiedeteils zu gewährleisten. Diese Gesenke halten wiederholten Stoßbelastungen, hohem Kontaktdruck und Reibungskräften stand, insbesondere bei der Verarbeitung von hochfesten Stählen oder Edelstahlbefestigungen.

Die mechanischen und thermischen Belastungen beim Beschneiden sind erheblich. Da die Matrize an der Trennlinie gehärtetes oder kaltverfestigtes Material abscheren muss, unterliegt die Matrizenkante einem hohen Verschleiß und kann bei unzureichendem Material oder unzureichender Wärmebehandlung zu Absplitterungen oder Rissen führen.

2. Einfluss von Material und Wärmebehandlung

Die Wahl des Matrizenstahls hat großen Einfluss auf die Lebensdauer der Schneide. Gängige Materialien sind:

• SKD11 (D2-Werkzeugstahl): Hervorragende Verschleißfestigkeit, wird häufig für die Massenproduktion verwendet.
• DC53: Eine verbesserte Version von SKD11 mit höherer Zähigkeit, besser geeignet für komplexe Profile oder Hochgeschwindigkeitstrimmen.
• Pulvermetallurgische Stähle (z. B. ASP23, CPM10V): Bieten überlegene Verschleiß- und Absplitterungsbeständigkeit für extrem hochvolumige Operationen.

Eine ordnungsgemäße Wärmebehandlung – üblicherweise durch Vakuumhärten, gefolgt von mehreren Anlasszyklen – gewährleistet ein optimales Gleichgewicht zwischen Härte (üblicherweise HRC 58–62) und Zähigkeit, wodurch die Lebensdauer der Matrize verlängert und frühzeitige Ausfälle reduziert werden.

3. Teilegeometrie und Schmiedekomplexität

Verbindungselemente mit einfachen Kopfprofilen (z. B. Standard-Sechskantschrauben) belasten die Schneidmatrize weniger als solche mit komplexen, mehrlappigen Köpfen oder Sonderkonturen. Teile mit größerem Gratvolumen erfordern mehr Energie zum Schneiden, was den Verschleiß erhöht. Wenn beim Schneiden zusätzlich entgratet oder abgeschrägt werden muss, verringert sich in der Regel die Lebensdauer der Matrize.

4. Wartung und Schmierung der Matrize

Regelmäßiges Polieren, Inspektionen und vorbeugende Wartung sind für eine längere Lebensdauer der Matrizen unerlässlich. Selbst hochwertige Matrizen können vorzeitig ausfallen, wenn sie vernachlässigt werden. Zu den Wartungsmaßnahmen gehören:

• Kontrolle auf Mikrorisse und Kantenverrundung.
• Nachschleifen und Nachschärfen der Beschnittkanten.
• Auftragen geeigneter Schmiermittel oder Anti-Festfressen-Beschichtungen, um Haftung und Verschleiß zu minimieren.

Einige Werke setzen auch Strategien zur Matrizenrotation ein, bei denen Matrizen ausgetauscht werden, bevor sie völlig abgenutzt sind. So können sie aufgearbeitet und wieder in die Produktionslinie eingeführt werden, was ihre Gesamtlebensdauer weiter verlängert.

5. Typische Lebensdauerbereiche

Nachfolgend finden Sie grobe Richtwerte für die Lebensdauer von Trimmwerkzeugen basierend auf Material- und Prozessqualität:

Hinweis: Diese Werte setzen eine ordnungsgemäße Matrizenkonstruktion, Passung und Schmierung voraus.

Abschluss

Die Lebensdauer von Abgratgesenken beim Kaltschmieden ist nicht festgelegt, sondern ein variabler Wert, der vom Gesenkmaterial, der Teilekomplexität, der Schmiedelast und den Produktionsabläufen beeinflusst wird. Mit der richtigen Kombination aus Materialauswahl, Wärmebehandlung, Präzisionsbearbeitung und vorbeugender Wartung können Abgratgesenke eine hohe Produktivität und lange Lebensdauer erzielen und sind damit ein entscheidender Kosten- und Qualitätsfaktor in der Befestigungsindustrie.