Auswahl der Hartmetallsorte für Stanzwerkzeuge: Soll man sich an die Zeichnung halten oder Alternativen prüfen?

Die Auswahl der richtigen Hartmetallsorte ist eine der wichtigsten Entscheidungen beim Bau von Präzisionsstanzwerkzeugen.

Eine falsche Werkstoffsorte kann zu vorzeitigem Verschleiß, Kantenausbrüchen, unerwarteten Ausfallzeiten und erhöhten Wartungskosten führen. Die richtige Werkstoffsorte kann die Standzeit, die Produktionsstabilität und die allgemeine Fertigungseffizienz erheblich verbessern.

Die Auswahl der Hartmetallsorte wird jedoch komplizierter, wenn in einer Zeichnung ein hochwertiges Importmaterial vorgeschrieben ist, das in kleinen Mengen nur schwer zu beschaffen ist.

Vor kurzem habe ich eine Angebotsanfrage für mehrere Ersatz-Hartmetalleinsätze wird in einer Stanzform für Hochgeschwindigkeitssteckverbinder verwendet.

Der Kunde gab eine bekannte europäische Hartmetallsorte vor, die für ihr hervorragendes Gleichgewicht zwischen Härte, Verschleißfestigkeit und Schlagzähigkeit bekannt ist. Aus Sicht der Werkzeugleistung war die Materialwahl absolut sinnvoll.

Die Herausforderung lag nicht im Hartmetall selbst.

Die Herausforderung lag in der Menge.

Es wurden zwar nur wenige Einsätze benötigt, jedoch hätten mehrere Rohmaterialstärken beschafft werden müssen. Um die Vorgaben der Zeichnung exakt zu erfüllen, hätten mehrere Hartmetallrohlinge in Originalgröße importiert werden müssen. Der Großteil des Materials wäre nach der Produktion ungenutzt geblieben, was zu erheblichen Lagerverlusten geführt und sowohl die Kosten als auch die Vorlaufzeit deutlich erhöht hätte.

Dies warf eine interessante technische Frage auf:

Sollten Lieferanten sich einfach an die angegebene Hartmetallsorte halten, oder sollten alternative Sorten auf der Grundlage der tatsächlichen Anwendungsanforderungen geprüft werden?

Warum häufig hochwertige Hartmetallsorten vorgeschrieben werden

Bei Präzisionsstanzanwendungen werden Hartmetallsorten in der Regel aus gutem Grund ausgewählt.

Werkzeugkonstrukteure schreiben häufig hochwertige Werkstoffsorten vor, um Herausforderungen wie die folgenden zu bewältigen:

• Hohe Produktionsgeschwindigkeiten
• Abrasive Werkstückwerkstoffe
• Risiken durch Kantenabrieb
• Lange Wartungsintervalle
• Strenge Anforderungen an die Maßhaltigkeit

Bei Stanzwerkzeugen für Hochgeschwindigkeitssteckverbinder wirkt sich die Materialleistung direkt auf die Standzeit der Werkzeuge und die Produktionszuverlässigkeit aus.

Wenn in einer Zeichnung eine bestimmte Hartmetallsorte angegeben ist, spiegelt dies oft jahrelange Produktionserfahrung und bewährte Ergebnisse wider.

Aus diesem Grund sollten Lieferanten niemals davon ausgehen, dass ein Werkstoff ersetzt werden kann, nur weil eine andere Güteklasse ähnlich erscheint.

Die versteckten Kosten von Hartmetallkomponenten in Kleinserien

Zwar bieten hochwertige Hartmetallsorten Leistungsvorteile, doch kann ihre Beschaffung in kleinen Mengen praktische Herausforderungen mit sich bringen.

Für einen Ersatzeinsatz werden zwar möglicherweise nur wenige Gramm Hartmetall benötigt, doch müssen die Lieferanten unter Umständen ganze Rohlinge in verschiedenen Stärken kaufen, um die Spezifikation zu erfüllen.

Dies kann folgende Folgen haben:

• Gestiegene Materialkosten
• Längere Beschaffungsvorlaufzeiten
• Überbestände
• Höhere Gesamtprojektkosten

In manchen Fällen hängen die Kostenauswirkungen kaum mit der Bearbeitung zusammen, sondern ausschließlich mit der Materialbeschaffung.

Für Einkäufer von Werkzeugen und Wartungsteams kann das Verständnis dieser Faktoren dazu beitragen, zu erklären, warum Ersatzteile manchmal unverhältnismäßig teuer erscheinen.

Wie Ingenieure Hartmetallsorten für Stanzwerkzeuge auswählen

Die Auswahl der richtigen Hartmetallsorte erfolgt selten allein anhand von Markennamen.

Stattdessen bewerten erfahrene Werkzeugingenieure die tatsächlichen Betriebsbedingungen der Anwendung.

Zu den typischen Überlegungen gehören:

Auswahlkriterium	Warum das wichtig ist
Härte	Einflüsse auf die Verschleißfestigkeit
Zähigkeit	Verhindert Abplatzungen und Risse
Korngröße	Beeinflusst die Kantenstabilität
Kobaltgehalt	Schafft ein Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit
Querbruchfestigkeit (TRS)	Misst die Bruchfestigkeit
Streifenmaterial	Ermittelt Verschleißmechanismen
Materialstärke	Beeinflusst die Belastungsbedingungen
Druckgeschwindigkeit (SPM)	Beeinflusst die Wärmeentwicklung und den Verschleiß
Erwartete Standzeit	Legt Leistungsziele fest

Wenn man diese Faktoren berücksichtigt, stellt man oft fest, dass verschiedene Hartmetallsorten unter denselben Betriebsbedingungen eine ähnliche Leistung erbringen können.

Sollten Lieferanten die Zeichnung genau befolgen?

Aus Sicht der Qualität und der Einhaltung von Vorschriften lautet die Antwort im Allgemeinen „Ja“.

Die Zeichnung und die Bestellung legen die vertraglichen Anforderungen fest.

Wird eine bestimmte Hartmetallsorte vorgegeben, sollten die Lieferanten die Fertigung gemäß dieser Spezifikation durchführen, es sei denn, der Kunde genehmigt offiziell eine Alternative.

Dies schützt sowohl den Kunden als auch den Lieferanten, da sichergestellt wird, dass alle Beteiligten gemäß dokumentierten Anforderungen handeln.

In regulierten Branchen und Produktionsumgebungen mit hohem Durchsatz ist die Gewährleistung der Rückverfolgbarkeit und der Einhaltung von Spezifikationen besonders wichtig.

Wann kommen alternative Hartmetallsorten in Betracht?

Die eigentliche Frage

In vielen Diskussionen über Werkzeugwerkstoffe geht es darum, ob eine bestimmte Hartmetallsorte ersetzt werden kann.

Die wichtigere Frage lautet jedoch:

Warum wurde diese Note überhaupt festgelegt?

Wenn die Antwort vollständig verstanden wird, können Lieferanten und Kunden fundierte Entscheidungen treffen, die auf technischen Anforderungen und nicht auf Annahmen beruhen.

In manchen Fällen ist die ursprüngliche Note nach wie vor die beste Wahl.

In anderen Fällen kann ein sorgfältig geprüftes Äquivalent die gleiche Leistung bieten und gleichzeitig die Vorlaufzeit, Lagerüberhänge und die Gesamtprojektkosten senken.

Entscheidend ist, dass man die Anwendung versteht, bevor man eine Entscheidung trifft.

Schlussfolgerung

Bei der Auswahl der Hartmetallsorte geht es um weit mehr als nur um die Bezeichnungen der Werkstoffe.

Es geht um ein Gleichgewicht zwischen Leistung, Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Compliance und langfristiger Kosteneffizienz.

Ganz gleich, ob es um die Herstellung neuer Werkzeuge oder um Ersatzteile für Formwerkzeuge geht – die besten Entscheidungen werden getroffen, wenn technische Anforderungen, produktionstechnische Gegebenheiten und die Materialeigenschaften gemeinsam bewertet werden.

Bei HEPHA Precision fertigen wir regelmäßig Hartmetalleinsätze, Stempel, Matrizen-Einsätze und Präzisionsmatrizenkomponenten für Folgeverbundpressen. Wenn sich Herausforderungen bei der Materialauswahl ergeben, arbeiten wir gemeinsam mit unseren Kunden daran, praktikable Lösungen zu finden, wobei wir die Leistungsanforderungen und die Einhaltung der Zeichnungsvorgaben gewährleisten.

Wenn Sie eine Zeichnung oder ein Werkzeugbauprojekt haben, das geprüft werden muss, können Sie gerne Kontaktieren Sie uns um Ihre Bewerbung zu besprechen.