PVD-beläggningars motverkan på slitage och påkladdningar vid presshärdning TECHTANK Conference 2017 30 November 1 December i Olofström
Kärnverksamhet: Surface Solutions Oerlikon Group Surface Solutions Segment Manmade Fibers Segment Drive Systems Segment Oms: CHF 2 671m CHF 1 229m CHF 794m CHF 648m EBITDA: CHF 450m * CHF 264m CHF 128m * CHF 49m * >13 500 anställda > 170 lokationer 35 länder ~CHF 103m in R&D Page 2
Nyckelinformation Balzers Tooling Solutions > 3 000 Anställda > 450Miljoner CHF omsättn > 1 100-system > 100 Beläggningscenter 35 Länder 33 % av alla verktyg globalt är belagda av Balzers Page 3
Oerlikon finns där marknaden för presshärdning finns Page 4
Presshärdning History 1977: Svenska företaget Plannja utvecklar och patenterar presshärdning för framställning av sågklingor. 1984: SAAB är det första företaget inom fordonsindustrin som använder presshärdning för framställning av delar i sin SAAB 9000. Antal presshärdade detaljer per år inom fordonsindustrin: 1987: 3 miljoner detaljer 1997: 8 miljoner detaljer 2007: 107 miljoner detaljer 2010: 124 miljoner detaljer 2016: 360 miljoner detaljer 15 June 2016 James Bakewell Automotive Manufacturing Solutions www.autosteel.org & Gestamp Page 5
Indirekt vs direkt process Page 6
Presslinor där Oerlikon varit involverade med PVD-beläggningar Svenskt företag. Tillverkar även verktyg PCH (Pressure Controlled Hardening) Tillverkar även verktygen Köpte upp spansk ägare av SSAB Hardtech 2004. Tillverkar även verktyg Page 7
Påkladdning av AlSi.. på verktyget lämnar märken på den färdiga detaljen. Page 8
Utmaningar vid presshärdning Både påkladdningar med efterföljande adhesivt slitage samt abrasivt slitage har observerats Adhesivit slitage och påkladdningar av kvarvarande Al/Si från USIBOR-plåten är den vanligaste utmaningen som vi stöter på. PVD beläggning AlSi skikt Belagt verktyg Forming process Belagt verktyg Belagt verktyg AlSi påkladdning 22MnB5 plåt 22MnB5 sheet 22MnB5 sheet AlSi-påkladdning på verktygsytan skapar problem i produktionen och medför korta interval mellan underhåll. Blottat substratmaterial på grund av adhesivt slitage. Kraftig påbyggnad av Al/Si -> stor skjuvkraft sliter bort påbyggt material -> beläggningen följer med (slits bort) Page 9
Beläggningar som testats Futura Nano Alcrona Pro (+ C) Alcrona Pro Advanced (+ C) Alcrona Mod Formera Page 10
Tester med nya beläggningar: Balinit Formera vs Alcrona Mod Alcrona Mod Formera Adhesivt slitage Kopparklorid Sprayas på Ytan Inget Adhesivt slitage Page 11
Underhåll av verktyg belagda med Alcrona Mod vs. Formera Alcrona Mod: Påkletning av Al/Si på verktygsytan Formera: Betygligt reducerad påkletning Page 12
Benchmark från USA Alcrona Mod hos Toyotetsu USA Vid obelagda verktyg upplevde man en mycket snabb påkletning på verktygen. Tillsammans med Oerlikon har man arbetat fram olika tester, primärt med Alcrona Mod ACM förhindrar påkletning men inte länge nog Efter 15.000 detaljer upplevde man en massiv påkladdning av AlSi på ACM-beläggningen underhåll påkrävt Efter fler tester överväger kunden nu att belägga sina verktyg med Formera i framtiden ACM-beläggning på verktyg Påkladdning av AlSi från plåten på verktyget Detaljer efter ca 15.000 slag med ACM-belagt verktyg Page 13
Press hardening of USIBOR Förlängda underhållsintervall 4 3 Maintenance-free production [hours] +200% Tool: A pillar reinforcement Material processed: USIBOR-AS 1.6 mm 3 Problem: AlSi build-up 2 2 Benefit: Reduced amount of maintenance 1 1 Source: Tier-1, Europe 0 Uncoated BALINIT FORMERA Page 14 BALINIT FORMERA - Anwendungen beim Presshärten
Press hardening of USIBOR Förlängda underhållsintervall 2017 70 60 Parts produced [1.000], tools still running Tool: Segmented die B pillar Material processed: 50 40 30 20 10 Problem: AlSi build-up Part release difficult Benefit: Build-up of AlSi adhesions delayed, easier cleaning, reduced wear Source: Tier-1, Europe 0 BALINIT ALCRONA PRO BALINIT FORMERA Page 15
Skikt som klarar sig längre än andra Parts produced before recoating 45.000 40.000 35.000 30.000 25.000 Please generate and Copy & Paste the corresponding chart with the Excel Template 20.000 15.000 10.000 5.000 provided in the unknown (no serial application) Templates & Manuals 0 CrWN Library 40.000 BALINIT ALCRONA MOD + WC/C Tool: Tool Steel: Problem: AlSi build-up Benefit: Cleaning time after production intervals of 1.000 parts reduced by more than 50 % Source/Customer: Tier-1, Asia Page 16
Press hardening of USIBOR Ökad produktivitet med PVD Productivity [%] 160 Tool: A pillar reinforcement 140 120 100 +24% Material processed: USIBOR-AS 1.6 mm Problem: AlSi build-up 80 Benefit: 60 40 20 Source: Tier-1, Europe 0 Uncoated BALINIT FORMERA Page 17
Vart är vi på väg? BALINIT FORMERA Andra lösningar Page 18
THANK YOU. Was machen wir? Close to you Anywhere in the world Page 19 Presentation Tools & Equipment (5. September 2016)