TY - THES

T1 - Einfluss des Einspritzvolumenstroms auf die Verschleißfestigkeit eines hochchromhaltigen martensitischen pulvermetallurgischen Stahls

AU - Schmidt, Tobias

N1 - gesperrt bis 01-08-2023

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - Im Bereich der Spritzgießtechnik ist man mit steigenden Massedurchsätzen und somit zunehmend mit Verschleiß konfrontiert. In Kombination mit immer öfter und höherem Anteil an verwendeten Füllstoffen (z.B. Glasfasern) führt dies zu häufigeren Ausfällen bei schmelzeführenden Maschinenteilen, besonders betroffen ist hierbei die Plastifiziereinheit. Abhängig von Geometrie, Materialpaarung, Umgebung und Verschleißmechanismen stellt der Verschleiß eine komplexe Systemgröße dar. Für die Versuche zur Bestimmung des abrasiven Verschleißes wurde eine Verschleißapparatur mit integrierter Messtechnik verwendet, welche nach Vorlage der DKI-Plättchenmethode (DIN 50322) am Institut für Kunststoffverarbeitung an der Montanuniversität Leoben weiterentwickelt wurde. Hauptziel war es, wiederhol- und vergleichbare Prüfparameter zu finden. Dabei wurde der verschleißbedingte Masseabtrag in (mg) in Abhängigkeit des Einspritzvolumenstroms und der verspritzten Kunststoff-Formmasse in kg bestimmt. Als Materialpaarung wurde ein mit 50 Gew.% Kurzglasfasern verstärktes Polyamid 6.6 in Kombination mit einem martensitischen pulvermetallurgischen Stahl (PM) verwendet. Zwei Versuchsreihen wurden durchgeführt. Bei Versuchsreihe 1 wurde bei konstantem Einspritzvolumenstrom die zu überspritzende Masse variiert, während bei Versuchsreihe 2 bei konstanter zu überspritzender Masse der Einspritzvolumenstrom variiert wurde. Mit steigender überspritzter Masse und höheren Einspritzvolumenströmen konnten zunehmende Verschleißabtragswerte festgestellt werden, wobei sich kein linearer Zusammenhang ergab. Weiters nimmt mit zunehmendem Einspritzvolumenstrom die Schmelzetemperatur infolge von Dissipation stark zu. Das führt dann auch zu einer Härte-Abnahme an der Oberfläche der verschlissenen Stahlproben. Um die Ergebnisse besser interpretieren zu können, wurden Oberflächenbilder der Prüfkörper sowie Härtemessungen an der Oberfläche durchgeführt. Proben für die Bestimmung von Glasfaserlängenverteilungen an verschiedenen Positionen (Granulat, nach Dosierung, nach dem Durchspritzen durch den verschleißspalt) wurden ebenfalls hergestellt. Weiters wurden die Abweichungen der Spritzgießmaschine bei der Einspritzgeschwindigkeit aufgezeichnet.

AB - Im Bereich der Spritzgießtechnik ist man mit steigenden Massedurchsätzen und somit zunehmend mit Verschleiß konfrontiert. In Kombination mit immer öfter und höherem Anteil an verwendeten Füllstoffen (z.B. Glasfasern) führt dies zu häufigeren Ausfällen bei schmelzeführenden Maschinenteilen, besonders betroffen ist hierbei die Plastifiziereinheit. Abhängig von Geometrie, Materialpaarung, Umgebung und Verschleißmechanismen stellt der Verschleiß eine komplexe Systemgröße dar. Für die Versuche zur Bestimmung des abrasiven Verschleißes wurde eine Verschleißapparatur mit integrierter Messtechnik verwendet, welche nach Vorlage der DKI-Plättchenmethode (DIN 50322) am Institut für Kunststoffverarbeitung an der Montanuniversität Leoben weiterentwickelt wurde. Hauptziel war es, wiederhol- und vergleichbare Prüfparameter zu finden. Dabei wurde der verschleißbedingte Masseabtrag in (mg) in Abhängigkeit des Einspritzvolumenstroms und der verspritzten Kunststoff-Formmasse in kg bestimmt. Als Materialpaarung wurde ein mit 50 Gew.% Kurzglasfasern verstärktes Polyamid 6.6 in Kombination mit einem martensitischen pulvermetallurgischen Stahl (PM) verwendet. Zwei Versuchsreihen wurden durchgeführt. Bei Versuchsreihe 1 wurde bei konstantem Einspritzvolumenstrom die zu überspritzende Masse variiert, während bei Versuchsreihe 2 bei konstanter zu überspritzender Masse der Einspritzvolumenstrom variiert wurde. Mit steigender überspritzter Masse und höheren Einspritzvolumenströmen konnten zunehmende Verschleißabtragswerte festgestellt werden, wobei sich kein linearer Zusammenhang ergab. Weiters nimmt mit zunehmendem Einspritzvolumenstrom die Schmelzetemperatur infolge von Dissipation stark zu. Das führt dann auch zu einer Härte-Abnahme an der Oberfläche der verschlissenen Stahlproben. Um die Ergebnisse besser interpretieren zu können, wurden Oberflächenbilder der Prüfkörper sowie Härtemessungen an der Oberfläche durchgeführt. Proben für die Bestimmung von Glasfaserlängenverteilungen an verschiedenen Positionen (Granulat, nach Dosierung, nach dem Durchspritzen durch den verschleißspalt) wurden ebenfalls hergestellt. Weiters wurden die Abweichungen der Spritzgießmaschine bei der Einspritzgeschwindigkeit aufgezeichnet.

KW - Tribologie

KW - Spritzgießen

KW - Verschleißprüfungen

KW - tribology

KW - injection moulding

KW - wear

M3 - Masterarbeit

ER -