Suchen

Leichtbau

Neuartige Stahlsorten erlauben Höchstleistungen

Seite: 3/3

Firmen zum Thema

Verbundwerkstoff aus Polypropylen und Stahl bietet hohe Steifigkeit

„Der leichte Wabenkern spart Transportkosten und sorgt für eine einfache Handhabung. Außerdem weist Coretinium im Vergleich zu anderen Werkstoffen auch beim Eindringen von Feuchtigkeit oder Nässe eine hohe Bindungsintegrität auf“, sagt Edwin Richards, Technical Sales Manager bei Tata Steel. Die hohe Steifigkeit von 36.000 kNcm²/m im Verhältnis zum Gewicht geht nach seinen Angaben auf die Festigkeit des Stahls als Deckmaterial zurück.

Der Werkstoff kann laut Richards gekantet und gewalzt werden. Daneben lässt sich auch ein einzelnes Deckblech biegen, nachdem Rückwand und Kern entfernt wurden. Ungeeignet ist der Werkstoff für das Tiefziehen, Pressen, Scheren oder Stanzen. „Theoretisch ist es möglich, an gewissen Stellen mit erhitzten Werkzeugen eine Tiefziehfähigkeit zu erzielen, dieses wurde aber noch nicht getestet“, sagt er.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 19 Bildern

Auch andere Branchen setzen auf Leichtbau. „Für den Einsatz von hochfestem Spezialstahl sehen wir Potenzial im Spezial-Maschinenbau sowie im allgemeinen Maschinenbau. In diesen Bereichen kann der Werkstoff kann dabei unterstützen, die Feinwerktechnik filigraner zu konstruieren und gegebenenfalls das Anlagengewicht zu reduzieren. Außerdem können hohe Stahlfestigkeiten Vorteile in der Schraubenindustrie ermöglichen, zum Beispiel bei hochfesten Verbindungselementen. Allerdings muss für den prozesssicheren Einsatz der neuen Stahlsorten in diesen Anwendungsbereichen noch Forschungsarbeit geleistet werden, um die Dauerfestigkeit zu sichern“, erläutert Wilke.

Auch Thyssenkrupp wendet sich an Kunden außerhalb der Autobranche. Für sie wurde der Baustahl Xabo 1300 entwickelt, mit dem beispielsweise Mobilkrane leichter werden und doch hohe Traglasten erreichen. „Wir glauben, dass wir mit neuen hochfesten Stahlwerkstoffen in das Optimum kommen, was das Verhältnis Gewicht zu Kosten angeht“, sagt Dr. Axel Grüneklee von Thyssenkrupp Steel Europe. Xabo erreicht nach seiner Aussage eine Streckgrenze von 1300 MPa und eine Zugfestigkeit bis 1700 MPa.

Ausgefeilter Produktionsprozess ergibt Stahl mit sehr feiner Gefügestruktur

Dies liegt an einer sehr feinkörnigen Gefügestruktur, die wiederum einen ausgefeilten Produktionsprozess voraussetzt: Nach der Konverterphase wird der Stahl durch einen beruhigten, schlackenfreien zweiten Abstich und durch die Zugabe von Legierungsmitteln vorbereitet. Darauf folgen eine Spülbehandlung mit Argon und eine erste Temperatureinstellung. Schließlich werden in der Vakuumbehandlung Feinlegierung, Endtemperatureinstellung und Reinheitsgradspülung vorgenommen. Auch bei der Walz- und Wärmebehandlung wird durch das Doppelhärten die Herstellung anspruchsvoller. „Wir kommen schon fast an die Grenzen dessen, was mit den bekannten Produktionsmechanismen möglich ist“, findet Grüneklee. Im Vergleich zu herkömmlichen Stählen kann die Blechdicke um 70 bis 80 % reduziert werden.

Ein ähnliches Ziel erreicht Thyssenkrupp mit einem anderen Ansatz bei Scalur+Z: Dieses feuerverzinkte Blech hat Dickentoleranzen von 0,06 mm, deutlich unter der Norm. „Damit können wir die Bestelldicke reduzieren, ohne die Mindestbauteildicke zu unterschreiten“, erläutert Dr. Andrea Biermann von Thyssenkrupp Steel Europe. „Für eine Mindestbauteildicke von 1,497 mm hat der Kunde bisher ein Blech mit einer Dicke von 1,7 mm und ± 0,21 mm Dickentoleranz bestellt. Mit Scalur+Z reicht eine Blechdicke von 1,55 mm ± 0,06 mm, das spart 8,8 % Gewicht ein", sagt sie. Damit könnten bei einem 25-t-Coil bis zu 110 Bandmeter mehr an den Kunden ausgeliefert werden. Außerdem wird der Produktionsprozess beim Kunden effizienter, denn durch das längere Band verringern sich die Rüstzeiten und es gibt weniger Stillstand in der Fertigung. Hinzu kommt eine Gewichtseinsparung bei Bauteilen, ebenfalls durch die engen Dickentoleranzen.

Manchmal ist nicht einmal ein neuer Werkstoff nötig, um mit Materialeffizienz Geld zu sparen – es reicht eine Idee. So hat Salzgitter bei einem Kunden die Zuschnittverluste gesenkt, indem statt eines 1350 mm breiten ein 1860 mm breites Band eingesetzt wurde. So konnten der Platinenzuschnitt um 90° gedreht und die Ausschnitte besser verschachtelt werden. „Ein ähnlicher Effekt wird durch Tailored Blanks erreicht, wie sie die Salzgitter Europlatinen GmbH anbietet. Durch die Kombination von zwei Blechzuschnitten in den Dicken 0,75 mm und 1,5 mm konnte bei einem Heckklappen-Innenblech für Pkw ein Leichtbauvorteil von 14 % gegenüber einer herkömmlichen Monoplatine erreicht werden“, sagt Heidelberger.

Um für Stahl-Service-Center ähnliche Möglichkeiten zu eröffnen, hat SSAB Lieferprogramm und Maximalgewicht für seine dicken Quartobleche erweitert. Die Bleche sind jetzt bis zu 18 t Gewicht erhältlich statt zuvor 11 t, was eine effizientere Verschachtelung ermöglicht.

(ID:43819622)

Über den Autor

 Stéphane Itasse

Stéphane Itasse

, MM MaschinenMarkt