Werkzeugbau Gehärtet hält es länger

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Werz Vakuum-Wärmebehandlung GmbH & Co. KG

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Damit Sie länger können – ist nicht immer anzüglich gemeint. Wenn der Werkzeugbauer sein Stanzwerkzeug von fünf auf mehrere Zehntausend Hübe bringen will, kommt er nicht am Prozessschritt des Härtens vorbei. Führend auf diesem Gebiet ist die Spezialhärterei Werz auf der schwäbischen Alb.

E-Autos, Solarpanels auf dem Dach, Anlagenabwärme zur Gebäudeheizung und die ganze Anlagen-Peripherie, die seine Anlagen am Laufen hält, in einem Kellergeschoss installiert – Bernhard Werz liegen Umwelt und Wohlergehen seiner Mitarbeiter am Herzen. Beeindruckend dabei ist, dass diese Gedanken bereits seit Mitte der 90iger Jahre Antrieb seines Handelns sind. Und besonders beeindruckend, wenn man bedenkt, in welchem Bereich Werz zu Hause ist. Er ist Geschäftsführer und Gründer der Spezialhärterei Werz in Gammertingen, südlich von Reutlingen. Denn beim Härten gibt es die älteren, für Mitarbeiter gefährlichen und für die Umwelt schädlichen Verfahren und das etwas neuere Verfahren der Vakuum-Wärembehandlung, das diese Nachteile nahezu aufhebt.

Ende der 70iger Jahre, Bernhard Werz war in einer Härterei einer großen Werkzeug- und Maschinenfabrik beschäftigt, hatte er dort die Möglichkeit Versuche rund ums Vakuumhärten durchzuführen und erkannte die Vorteile sofort: eine saubere Technologie in Kombination mit reproduzierbaren sowie dokumentierbaren Abläufen ohne die erhöhten Unfallgefahren für Mitarbeiter durch zum Beispiel die bisher nötigen Salzbäder und ohne die Umweltbelastung, die sich zum Beispiel aus dem giftigen Waschwasser ergeben, das hier nötig ist.

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Verzugsempfindlich ist kein Problem

Die Möglichkeiten des Vakuumhärtens haben ihn so fasziniert, dass er sich 1991 selbstständig macht. Ein nagelneuer Ofen in einem gemieteten Keller – tagsüber in ganz BaWü Klinkenputzen und Aufträge an Land ziehen, nachts neben dem Ofen schlafen, in dem die ersten Teile liegen. So etwas gelingt nur, wenn die ganze Familie mitzieht. Kein Wunder also, dass die Nachfolgegeneration Henry und Frank Werz von Kindesbeinen an mit im Unternehmen sind und mehr und mehr Aufgaben übernehmen und seit einigen Jahren bereits eigene Gesellschafteranteile besitzen.

„Ein großer Auftrag zu Beginn waren Flugzeugteile, die ZF für Airbus gefertigt hat. ZF hatte zwar eine eigene Härterei, aber die Teile, die in Landeklappen verbaut werden, sind aus einem hochfesten Nickelstahl, den ZF nicht händeln konnte“, erinnert sich Bernhard Werz.

Das Vakuumhärten ist ein Verfahren der Wärmebehandlung. In diesen Anlagen können Werkzeugstähle und martensitische Edelstähle bis zu einer maximalen Temperatur von 1300 Grad gehärtet und angelassen werden. Das Härten im Vakuumofen ist prädestiniert für stark verzugsempfindliche Präzisionsbauteile sowie Formteile und Werkzeuge, die eine blanke und saubere Oberfläche benötigen. Das Abschrecken erfolgt im Gasstrom unter hohem Druck. Als Abschreckgas wird Stickstoff oder Argon verwendet. Das Gas wird kurz vor dem Abschreckvorgang in die Glühkammer des Vakuumofen komprimiert eingeleitet und kühlt im regelbaren Gasstrom das Härtegut definiert ab. Der Druck kann stark variiert werden, dementsprechend ist eine sehr milde Abschreckung möglich, was den Vorteil von nur sehr geringen Form- und Maßänderungen an den Werkstücken mit sich bringt. Außerdem bleiben die Werkstücke metallisch blank, da im Vakuum keine Oxidation stattfindet. Die Härteprozesse dauern in der Regel zwischen 12 und 15 Stunden.

„Das Härten ist ein unglaublich wertschöpfender Arbeitsschritt im Werkzeug- und Formenbau“, erläutert Werz. „Ein Stanz- oder auch Stanz-Biege-Werkzeug, das ohne gehärtet worden zu sein, auf die Anlage gerüstet wird, kann pauschal gesagt fünf Teile stanzen, danach ist es hinüber“, ergänzt Axel Pross, Fachexperte Stanzwerkzeugbau bei Normteilespezialist Meusburger. „Werden die Stempel und Matritzen der Werkzeuge aber vakuumgehärtet, erhöhen sich die Standzeiten auf mehrere Zehntausend Hübe“, führt Werz aus.

Der Dienstleister Werz ist dabei besonders auf Einzelwerkzeuge und Kleinserien spezialisiert. Außerdem ist Flexibilität das höchste Gut. „Heute anrufen und in drei Tagen das gehärtete Teil zurückerhalten ist der Leitgedanke, den wir verfolgen“, erläutert Juniorchef Henry Werz. Umgesetzt wird das durch einen Hol-und Bring-Service mit dem eigenen Fuhrpark, einer Theke für Selbstabholer sowie natürlich klassisch mit Spedition und Paketdienst. „Unsere Mitarbeiter in der Härterei sind eine Woche an an den Anlagen und eine Woche mit den Autos draußen bei den Kunden unterwegs. Das schafft Sinnhaftigkeit und Verstehen“, erläutert Bernhard Werz. „Die Kollegen bekommen so direkten Kontakt zu unseren Kunden, deren Tun und deren Bedürfnisse. Dieses Wissen bringen sie jeden Tag um die Mittagszeit, wenn die Autos zurückkommen, direkt mit zu den Anlagen.“ Gearbeitet wird in drei Schichten an sieben Tagen in der Woche. Neben elf Vakuumhärteöfen und drei Vakuumanlassöfen stehen außerdem noch fünf Plamanitrieranlagen und zwei Beschichtungsanlangen in der sternförmig angelegten Halle in Gammertingen. Die übrigens, wie eingangs schon erwähnt, unterkellert ist. „Die Vakuumpumpen sind unglaublich laut. Deshalb haben wir bei der Planung der Hallen hier im Jahr 2008 alles unterkellern lassen. Ich wollte die Peripherie der Anlagen außerhalb der Ohren der Mitarbeiter haben“, schildert Werz.

Voher glühen und hinterher härten

Für den Stanzwerkzeugbau ist die Kombination aus vorher glühen und hinterher härten ein absolutes Muss. „Wir legen unseren Kunden das Härten ihrer Werkzeuge immer deutlich ans Herz“, so Pross und erklärt weiter: „Meusburger führt seine Platten für den Stanzwerkzeugbau in der Fertigung dem spannungsarmen Glühen zu.“ Der Grund dafür: Bereits bei der Herstellung von Grobblechen entstehen zum Beispiel beim Walzen und Abkühlen der Bleche Spannungen im Material. Um diese auf ein Minimum zu reduzieren, ist neben dem kontrollierten Erwärmen der Grobbleche und der angemessenen Haltezeit bei rund 580 Grad vor allem die gleichmäßige Abkühlung entscheidend.

„Bei Meusburger läuft der gesamte Glühprozess, der rund 24 Stunden dauert, im geschlossenen Glühofen ab“, so Pross. Die langsame und kontinuierliche Abkühlung von 35 Grad je Stunde sorge dafür, dass Kern und Randzonen gleichmäßig abkühlen und keine neuen Spannungen aufgebaut werden. „Außerdem werden das Gefüge sowie die mechanische Festigkeit nicht verändert und das garantiert eine verzugsarme Weiterverarbeitung.“

Henry Werz bringt es abschließend auf den Punkt: „Das Glühen vorher bei Meusburger und das Härten der Stempel und Schnittplatten hinterher hier bei uns machen das Werkzeug langlebig und verzugsarm. Das spart dem Stanzteilehersteller bares Geld und sichert die Qualität seiner Produkte.“  n

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