1Einführung: Wenn sich der Verschleiß um den Boden eines Bauteils konzentriert

Verschleißbeständige Bauteile versagen nicht immer gleichmäßig.

In vielen mechanischen Anwendungen bleibt der größte Teil des Bauteils strukturell solide, während ein relativ kleiner Arbeitsbereich wiederholt abrasiert und berührt wird.Der Ersatz des gesamten Bauteils durch ein Material mit einer höheren Legierung kann die Herstellungskosten erhöhen, ohne das tatsächliche Verschleißmuster unbedingt effizient anzugehen.

Dies war die Herausforderung, die für einen Kunden in Vietnam hinter einer Vorlage mit Wolframkarbidplattierung stand.

Der Kunde benötigte ein Bauteil, das eine starke Stahlkonstruktion beibehalten und gleichzeitig zusätzlichen Schutz um den unteren Abschnitt herum bietet, wo sich der Verschleiß konzentriert.

2Anwendungsszenario: Mehrwinkelverschleiß auf kritischen Arbeitsflächen

Die Oberplatte arbeitet, wenn ihr unterer Teil wiederholtem mechanischem Kontakt ausgesetzt ist.Wenn man nur die Unterseite schützt, bleiben die umliegenden Oberflächen freigelegt..

Der Entwurf mußte daher mehrere praktische Fragen gleichzeitig angehen:

• Der Hauptkörper benötigte ausreichend Kraft und Zähigkeit.
• Kritische Abmessungen mussten durch Bearbeitung erhalten werden
• Der untere Arbeitsbereich erforderte eine wesentlich höhere Verschleißfestigkeit
• Schutzanwendungen, die mehrere Oberflächen abdecken müssen, anstatt nur ein Gesicht
• Die Karbidprofile müssen fest an dem Stahlsubstrat befestigt bleiben

Die einfache Erhöhung der Härte des gesamten Stahlbauteils galt nicht als geeigneter Ansatz, da der Aufbaukörper und die Verschleißflächen unterschiedliche Funktionen erfüllen.

3. Kingrail-Lösung: geschmiedetem 16Mn-Körper mit Fünf-Oberflächen-Karbid-Bräsen

Basierend auf den Anforderungen an die Bauteile entwickelte Kingrail die Fertigungslösung um einen 16Mn geschmiedeten Stahlkörper herum.

Die Stahlblöcke wurde zunächst geschmiedet, um die Hauptstruktur zu erstellen, und dann bearbeitet, um die erforderlichen Abmessungen und Schnittstellen zu erreichen.

Der wichtigste Teil der Lösung war der Verschleißschutz.

Statt Wolframkarbid auf nur eine Arbeitsfläche aufzutragen, wurden Wolframkarbidblöcke auf fünf Oberflächen des unteren Abschnitts gelöst.Dies erzeugt eine geschützte Verschleißzone um den Teil der Komponente am meisten während des Betriebs ausgesetzt.

Die vollständige Fertigungssequenz umfasste:

• Herstellung von 16Mn-Rohstoff
• Schmiede der Hauptkomponente
• Roh- und Präzisionsbearbeitung
• Vorbereitung der fünf Karbidlageroberflächen
• Auswahl und Positionierung von Wolframkarbidblöcken
• Geräte für die Herstellung von Spinnstoffen
• Endveredelung und Abmessungsprüfung

Dieser Ansatz ermöglichte es, die strukturellen und verschleißbeständigen Funktionen in einem einzigen fertigen Bauteil getrennt zu behandeln.

4. Anwendungswert: Schutz des Bereichs, der sich tatsächlich verschleiert

Der Hauptvorteil der Lösung liegt in der Materialverteilung.

Der 16Mn-Stahlkörper bietet weiterhin die für die Komponente erforderliche Festigkeit, Zähigkeit und Bearbeitbarkeit, während die Wolframkarbidblöcke die Bereichen schützen, die einem konzentrierten Abrieb ausgesetzt sind.

Die Fünfflächenkonfiguration bietet auch einen praktischen Vorteil gegenüber einem Einflächenschutz, da sich der Verschleiß während des Betriebs entlang der Unterseite und der benachbarten Oberflächen entwickeln kann.

Für das Projekt in Vietnam bietet die Lösung mehrere erwartete Betriebsvorteile:

• Verringerte direkte Abriebsfähigkeit des Stahlsubstrats
• Besserer Schutz um kritische Unterflächen
• Beibehaltung der ursprünglichen Strukturmerkmale der Stahlkarosserie
• Reduziertes Risiko eines lokalisierten Verschleißes, der die Komponentengeometrie rasch verändert
• Möglichkeiten für längere Austauschintervalle unter Schleifbetriebsbedingungen

Die tatsächliche Verbesserung der Lebensdauer hängt von Betriebslast, Kontaktbedingungen, Schleifmittel, Wartungsverfahren und anderen Faktoren ab.Kingrail bewertet Verschleißbeständige Bauteile anhand der tatsächlichen Anwendung des Kunden, anstatt eine feste Lebensdauer zu bewerten.

5Schlussfolgerung: Ein zielgerichteter Ansatz für verschleißbeständige Komponenten

Diese Anwendung in Vietnam verdeutlicht, daß ein starker Verschleiß nicht immer ein völlig anderes Bauteilmaterial erfordert.eine praktischere Lösung besteht darin, einen robusten Stahlkörper zu erhalten und nur die Bereiche zu verstärken, die am stärksten abrasionieren.

Durch die Kombination eines geschmiedeten und bearbeiteten 16Mn-Körpers mit auf fünf untere Oberflächen gelöteten Wolframkarbidblöcken wird eine klare Trennung zwischen Strukturunterstützung und Verschleißschutz erreicht.

Kingrails Schmiede-, Gieß-, Bearbeitungs- und kundenspezifische Fertigungsfähigkeiten ermöglichen es, ähnliche Komponenten nach Kundenzeichnungen und tatsächlichen Verschleißmustern zu entwickeln.Für Kunden, die mit vorzeitiger Abnutzung von Stahlteilen zu tun haben, ist der erste Schritt daher nicht einfach die Auswahl eines härteren Materials, sondern die Feststellung, wo der Verschleiß auftritt, wie das Bauteil belastet wird und welche Oberflächen zusätzlichen Schutz benötigen.