Trockenes Scherschneiden beschichteter Bleche
Bandbeschichtete Bleche bieten auf Grund unterschiedlichster Beschichtungsmöglichkeiten eine ausgeprägte Variantenvielfalt. Insbesondere organische Beschichtungen verbessern den Korrosionsschutz und haben weitere vorteilhafte funktionelle Eigenschaften. Scherschneiden ist wegen seiner ökonomischen Vorteile ein vielfältig eingesetztes Verfahren in der blechverarbeitenden Industrie. Auch organisch beschichtete Bleche werden durch Scherschneiden bearbeitet. Dabei wird auf eine Beölung des Blechs wegen schädlichen Wechselwirkungen mit der Beschichtung und um aufwändige Reinigungsprozesse zu vermeiden weitgehend verzichtet.
Zielsetzung
Bisher gibt es keine detaillierten Vorgaben für das trockene Scherschneiden organisch beschichteter Bleche. Das Ziel der im Rahmen dieses Projekts durchgeführten Versuche ist es, Ansätze für die Erarbeitung solcher Vorgaben im Hinblick auf eine Minimierung der Schnittkantenkorrosion und eine objektive Bewertung der Schnittfläche zu liefern. Im Projekt sollen daher für verschiedene Schneidverfahren Zusammenhänge zwischen den einzelnen Schneidparametern und der Ausprägung der Schnittfläche sowie deren Korrosionsbeständigkeit untersucht werden.
Vorgehensweise
Für die Untersuchungen standen insgesamt sieben verschiedene Blechwerkstoffe mit jeweils unterschiedlichen Schichtaufbauten zur Verfügung. An diesen Werkstoffen wurden die Auswirkungen der Schneidparameter (Kantenverrundungen der Aktivelemente, Schneidspalt, etc.) auf die Ausprägung der Schnittfläche und die Korrosionsbeständigkeit untersucht. Es wurde sowohl der geschlossene als auch der offene Schnitt untersucht. Die Auswertung erfolgte vorwiegend über Schliffbilder, welche durch ein im Rahmen des Projekts entwickeltes Präparationsverfahren hergestellt wurden. Aus Analysen dieser Schliffbilder wurden allgemein auftretende Phänomene an der Schnittfläche beim Scherschneiden von beschichteten Blechen abgeleitet. Ebenfalls wurden Salzsprühnebelprüfungen, VDA-Wechseltests und die kathodische Delamination durchgeführt um das Korrosionsverhalten zu ermitteln.
Ergebnisse
Die Zusammenhänge zwischen Schneidparametern und Schnittflächenausprägung sind stark abhängig vom Aufbau und der Zusammensetzung der Beschichtung. Das entwickelte Präparationsverfahren ermöglicht es Schliffbilder ohne Zerstörung der Beschichtung zu erstellen. Mit Hilfe dieser Schliffbilder ist eine Bewertung der optischen und funktionalen Eigenschaften der Schnittfläche möglich. Es wurden Phänomene wie Delamination, Einrisse der Beschichtung und Überzug über die Schnittfläche festgestellt und in Anlehnung an die VDI-Richtlinie 2906-2 charakterisiert.
Eine Bewertung im Hinblick auf Korrosionseigenschaften ist mit Schliffbildern nicht möglich, da eine optische Bewertung der Schnittfläche für eine Aussage über die Korrosionsbeständigkeit nicht hinreichend ist. Grund dafür ist die Dicke der Konversionsschicht zwischen Blech und Beschichtung, die nur im Nanometerbereich liegt. Deswegen kann im Lichtmikroskop eine Zerstörung dieser Schicht (Delamination) nicht aufgelöst werden. Daher wurden die Korrosionstestverfahren VDA-Wechseltest (Testdauer: 6 Wochen) Salzsprühnebelprüfung (Testdauer: 144 Stunden) und kathodische Delamination (Testdauer: 20 Minuten) durchgeführt. Dabei war der Einfluss des geschnittenen Werkstoffs auf das Korrosionsverhalten durchwegs größer als der Einfluss des Schneidverfahrens. Je nach Werkstoff erzielten scharfkantige Schneidstempel mit kleinen Schneidspalten oder verrundete Stempel bei größeren Schneidspalten eine bessere Korrosionsbeständigkeit an der Schnittfläche.
Förderhinweis
Das IGF-Vorhaben (IGF-Nr. 17792N) der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA) und der Europäischen Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
