Messung der Dicke von Schmierstoffen auf Metallen in der spanlosen Blechverarbeitung

Ob Walzen, Pressen, Ziehen oder Umformen, die spanlose Blechbearbeitung kommt ohne Schmierung nicht aus. Insbesondere in der Automobilindustrie werden die Ansprüche an die Umformung immer größer, um den Luftwiederstand der Fahrzeuge zu reduzieren und gestiegenen Design-Ansprüchen gerecht zu werden. Dabei hängt das Ergebnis des Umformungsprozesses maßgeblich von der richtigen Beölung ab. Dieser Schmiermittelfilm dient z. B. zur Reduzierung der Reibung zwischen Umformwerkzeug und Werkstück und verhindert das Verkleben dieser beiden Teile. Die Dicke des Schmierfilms muss dabei innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches liegen.

Neben der Reduzierung von Reibung ist auch zur Vermeidung typischer Prozessfehler wie Risse, Riefenbildung oder Druckstellen der Einsatz von Schmierstoffen unvermeidlich. Die eingesetzten Öle werden über Walzen auf die zu bearbeitenden Bleche aufgebracht und über die gesamte Blechoberfläche verteilt. Bei der Blechumformung liegt die Beölung etwa bei 0,5 bis 2 g/m2. Die jeweils vorgegebenen Toleranzen müssen messtechnisch genau überwacht werden. Dazu geeignet ist die zerstörungsfreie Betarückstreu-Methode, bei der Betateilchen (Elektronen) von einem Radionuklid (Strah­ler) emittiert und vom Schichtmaterial und dem Metalluntergrund zurückgestreut werden. Der Messeffekt besteht in der Anzahl zurückgestreuter Elektronen, welche von der Flächenmasse der Beschichtung und den Ordnungszahlen von Beschichtung und Grundwerkstoff abhängt.

Abb. 1: FISCHERSCOPE® MMS® PC2 mit der Sonde Z15NG zur berührungslosen Messung von Öl- und Schmierfilmen auf Metallen

Umgesetzt wurde diese Methode im modularen Schichtdickenmessgerät
FISCHERSCOPE® MMS® PC2 in Verbindung mit der Handmesssonde Z15NG und dem Betastrahler C14. Eine 3-Punkt-Auflage außerhalb der erfassten Messfläche sorgt dabei für ein stabiles und reproduzierbares Aufsetzen der Sonde und für einen optimalen, konstanten Arbeitsabstand zwischen Sonde und Messoberfläche von ca. 4 mm. Dadurch wird ein bei diesen Beschichtungen unbedingt notwendiges berüh­rungsloses Messen ermöglicht.

Abb. 2: Prinzipielle Darstellung einer Ölfilmmessung mit der Sonde Z15NG nach dem Betarückstreu-Verfahren

Tab. 1 zeigt Beispiele für die Ölfilmmessung auf zwei unterschiedlichen Grundwerkstoffen. Bei Probe Öl/Al/Fe wird durch Dickenschwankungen des Aluminiums eine vergrößerte Standardabweichung hervorgerufen.

 

Öl/Fe

Öl/Al/Fe

Ölfilm

3,8 g/m²

1,9 g/m²

Standardabweichung

0,07 g/m²

0,3 g/m2

Anzahl der Messungen

10

5

Messzeit

5 s

20 s

Tab. 1: Messungen mit Sonde Z15NG nach dem Betarückstreu-Verfahren

Mit dem FISCHERSCOPE® MMS® PC2 und der Sonde Z15NG kann die Dicke von Schmierstoffen auf Metallen gemessen werden, um in der spanlosen Blechbearbeitung für optimale Arbeitsabläufe zu sorgen. Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Ihren lokalen Ansprechpartner von Fischer.

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