Fließfiguren (Lüders-Linien) bei Stanzteilen: Ein Werkstoffalterungsproblem
Fließfiguren – auch Lüders-Linien genannt – sind sichtbare Streifen oder Bänder auf der Oberfläche eines gestanzten oder umgeformten Teils, typischerweise bei kohlenstoffarmem Stahl, die zu Beginn der plastischen Verformung auftreten. In den meisten Anwendungen sind sie ein kosmetisches Problem, bei Teilen mit sichtbarer Oberfläche jedoch ein echter Ausschlussfehler.
Die Ursache ist ein metallurgisches Phänomen, kein Stanzprozessfehler
Fließfiguren entstehen durch diskontinuierliches Fließen – ein Verhalten, bei dem sich bestimmte kohlenstoffarme Stähle, insbesondere nach der Alterung im Anschluss an das Glühen, zu Beginn des Fließens ungleichmäßig verformen: Bänder lokalisierter Verformung bilden sich und wandern über die Oberfläche, statt dass der gesamte Bereich gleichmäßig fließt. Dies ist eine Werkstoffeigenschaft und nicht durch Schneidspalt, Schmierung oder Pressengeschwindigkeit verursacht.
Dressieren (Nachwalzen) ist die Standardmethode zur Vorbeugung
Walzwerke verhindern dieses Verhalten durch Dressieren (auch Skin-Pass genannt) des Coils nach dem Glühen – ein leichter abschließender Walzstich, der genügend Oberflächenversetzungen einbringt, um den diskontinuierlichen Fließpunkt zu beseitigen, bevor das Material die Stanzpresse erreicht. Als dressiert oder nicht alterungsempfindlich spezifiziertes und zertifiziertes Material ist der wichtigste Schutz dagegen, dass dieser Fehler später auftritt.
Der Fehler hat eine Lagerzeit-Dimension, die manche Einkäufer überrascht
Da der zugrunde liegende Mechanismus mit Reckalterung über die Zeit zusammenhängt, kann auch korrekt im Walzwerk dressierter Stahl eine erhöhte Anfälligkeit für Fließfiguren entwickeln, wenn er vor der Verwendung lange gelagert wird, insbesondere bei erhöhter Temperatur oder Feuchtigkeit. Dies ist ein Grund, bei kosmetischen Sichtteilen aus anfälligen Güten übermäßig lange Lagerzeiten des Eingangsmaterials zu vermeiden.
Häufig gestellte Fragen
Lassen sich Fließfiguren durch Anpassung von Stanzwerkzeug oder Presse beheben?
Nein – da die Ursache ein Fließverhalten des Werkstoffs und keine Frage von Werkzeug oder Pressenaufbau ist, liegt die Abhilfe auf Werkstoffebene (Vorgabe von ordnungsgemäß dressiertem, nicht alterungsempfindlichem Stahl), nicht auf Werkzeugebene.
Erhöht eine lange Lagerung von Coilmaterial das Risiko von Fließfiguren?
Sie kann es, insbesondere bei anfälligen kohlenstoffarmen Stahlgüten, da Reckalterungseffekte sich mit der Zeit selbst in ordnungsgemäß dressiertem Material entwickeln können – ein Grund, bei Teilen mit kosmetischer Sichtflächenanforderung ein übermäßiges Alter des Eingangsmaterialbestands zu vermeiden.