Hochtemperaturbeständige Trenn- und Schmiermittel

Heiße Metallschmelzen sind extrem aggressiv. Sie können kleben, Formwände, Schmelztiegel, Schutzrohre von Thermoelementen oder Pressenstempel angreifen und mit ihnen reagieren. Nur durch Einsatz der richtigen Trenn- und Schmiermittel können eine optimale Prozessführung, eine störungsfreie Produktion und höchste Qualität gewährleistet werden.

Hexagonales Bornitrid (α-BN) stellt aufgrund seiner Nichtbrennbarkeit eine Alternative zu herkömmlichen ölhaltigen Trenn- und Schmiermitteln dar, die durch leichtes Entflammen unerwünschte Rußpartikel auf den fertigen Oberflächen hinterlassen. Das weiße, hochfeine BN-Pulver, auch als weißer Graphit bezeichnet, hingegen oxidiert nicht. Wässrige Bornitrid-Suspensionen dienen als Schutzanstrich für Anlagen in der Hochvakuum-Metallisierung mit Aluminium sowie als Trennmittel und Schutzanstrich in Verzinkereien. BN-Beschichtungen sind bis ca. 900 °C an Luft, ca. 1.400 °C unter Vakuum und ca. 2.000 °C unter Schutzgas beständig und wirken elektrisch isolierend.

Die hervorragenden Trenneigenschaften von BN bewähren sich beispielsweise in Aluminiumschmelzen. So fördert Bornitrid das Gleiten des flüssigen Leichtmetalls, schützt Gießformen und -rinnen vor Korrosion und verlängert die Standzeit sämtlicher, mit der Metallschmelze in Berührung kommender Komponenten. Hexagonales Bornitrid wird von flüssigem Aluminium nicht benetzt und haftet nicht auf Untergründen aller Art. Um als Trennmittel zu fungieren, muss BN mit einem feuerfesten Binder versetzt werden. Diese Schlichten sind bis zu 800 °C flexibel einsetzbar, platzen nicht ab und sind hoch kratzfest. Die Suspensionen können je nach Anwendung durch Pinseln, Rollen, Tauchen, Spritzen oder Sprühen verarbeitet werden. Das Ergebnis sind verbesserte Standzeiten, geringere Stillstandzeiten im Prozess, mehr Abgüsse pro Beschichtung und reduzierter Personalaufwand für das Beschichten, was sich als insgesamt höhere Wirtschaftlichkeit der Gießerei auszahlt.

Vorteile BN-haltiger Schmier- und Trennmittel bei Aluminiumschmelzen:

• hervorragende Trenneigenschaften
• ausgeprägt gute Haftfähigkeit
• beachtliche Härte und chemische Beständigkeit
• geringerer Verschleiß durch die Schmelze, kein Eiseneintrag in die Schmelze
• Schichtdicken bis 1,5 mm, auch ungleichmäßig
• keine Rissbildung in der Schicht
• umweltfreundlich, gesundheitlich unbedenklich

Beim Aluminium-Strangpressen bewährt sich pulverförmiges Bornitrid als Trennmittel für die Laufflächen von Presswerkzeugen. Es verhindert, dass der zylindrische Aluminiumblock am Pressstempel anklebt und im Extremfall beim Zurückfahren der Presse wieder herausgezogen wird. Bisher wurden Öle, Fette oder Ruß als Schmier- und Trennmittel verwendet, die aber bei Prozesstemperaturen von ca. 450 °C leicht entflammbar sind. Hier besteht die Gefahr, dass Rußpartikel in die Strangpresse gezogen werden und Oberflächenverunreinigungen hinterlassen. Die Bornitrid Plättchen sind jedoch größer als die Rußpartikel und können nicht von der Aluminiumprofiloberfläche aufgenommen werden. Damit verbessert sich die Oberflächenqualität auch bei hohen Temperaturen entscheidend. BN-Pulver wird elektrostatisch in Form von Suspensionen oder als Spray aufgetragen und schützt die Strangpresswerkzeuge auch im Werkzeuglager sicher vor Korrosion und Verschmutzung. Ein Auftrag hält je nach Schichtdicke fünf bis sechs Presszyklen.

Vorteile BN-haltiger Schmier- und Trennmittel bei der Aluminium-Extrusion:

• hervorragende Schmier- und Trennwirkung
• hohe Produktqualität durch Sauberkeit im Pressbereich
• sparsamer Verbrauch
• geringe Beschichtungshäufigkeit
• höhere Standzeit, verbesserter Korrosionsschutz der Presswerkzeuge
• umweltfreundlich, gesundheitlich unbedenklich

Quellen:

PI_boron_nitride_alu_extrusion_d
PI_boron_nitride_suspension_wp_d
PI_boron_nitride_suspension_ws_d
PI_suspension_cast_m_d
Reprint_0810_ALUMINIUM_10-2008_Intelligent-ceramics_d+e_final
Bornitrid_text_ml
http://www.keramverband.de/keramik/pdf/07/sem07-13.pdf