Was sind Prelubes?

Umformschmierstoffe verringern die Reibung, schützen vor Verschleiß und haben eine kühlende Wirkung. Mittel für den Korrosionsschutz hindern Sauerstoff und Feuchtigkeit daran, Werkstoffe anzugreifen. Mit Prelubes hat die Oberflächentechnik Gemische aus Ölen und Zusatzstoffen entwickelt, die beide Aufgaben erfüllen können. Einmal aufgetragen sind diese Schmierstoffe in der Lage, Bauteile aus Blech eine weite Strecke auf dem Weg ins Leben zu begleiten. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie das gelingt.

Der Werdegang der Bleche vom Walzwerk zur Endmontage

Die Blechumformung ist eine Gruppe von Fertigungsverfahren, die sehr häufig im Fahrzeug- und Gerätebau eingesetzt werden. Teile von Karosserien und Gehäusen lassen sich auf diese Weise kostengünstig und materialsparend herstellen. Das Blech durchläuft vom Walzwerk bis zur Endmontage eine Reihe von Prozessen, bei denen Schmiermittel und Korrosionsschutzöl zum Einsatz kommen. Weil die in einem Bearbeitungsschritt verwendeten Öle in den meisten Fällen die Weiterverarbeitung der Werkstücke stören, sind häufige Zwischenreinigungen erforderlich. Beim Gebrauch von Prelubes verringert sich der gesamte Aufwand deutlich. Schauen wir uns kurz an, wie ein Blech seine endgültige Form und Beschaffenheit erhält.

Die Formung des Blechs im Überblick

Walzen

Beim Kaltwalzen erhält das Blech die vorgesehene Dicke. Dabei verfestigt sich der Werkstoff. Es wird eine Wärmebehandlung erforderlich. Sie versetzt ihn in den Zustand, in dem er sich qualitätsgerecht Umformen lässt.

Wärmebehandlung

Die Wärmebehandlung erfolgt durch Weichglühen. Bei genau vorbestimmten Temperaturen verschwinden die mechanischen Spannungen im Werkstoff. Das Gefüge nimmt wieder seine ursprüngliche Form ein. Im Blech bilden sich allerdings Unebenheiten, die durch das nachfolgende Dressieren beseitigt werden müssen.

Dressieren

Beim Dressieren wird das Blech nachgewalzt. Mit der Beseitigung der Unebenheiten geht die Einstellung der benötigten Oberflächenstruktur einher. Die Walzen sind so beschaffen, dass sich die geforderte Oberflächenrauheit ergibt. Sie sorgt dafür, dass die bei der späteren Umformung im Presswerk verwendeten Öle einen stabilen Film auf der Oberfläche bilden können.

Korrosionsschutz

Bevor das Blech das Walzwerk verlässt, bekommt es einen Korrosionsschutz. Konventionelles Korrosionsschutzöl muss vor der Weiterverarbeitung entfernt und durch Umformöl ersetzt werden. Nach dem Umformen sind dann wieder Reinigung und erneuter Korrosionsschutz erforderlich. Hier kommen die von der Oberflächentechnik entwickelten Prelubes ins Spiel. Sie können bis zur Vorbehandlung für die Lackierung auf den Werkstücken bleiben.

Pressen

Im Presswerk bekommen die Blechteile nach dem Zuschnitt ihre endgültige Form. Die schon auf den Oberflächen vorhandenen Prelubes übernehmen jetzt die Aufgaben der Umformschmierstoffe. Sie sorgen dafür, dass sich die Kontur des Bleches unter Druck sauber an die des Werkzeuges angleicht. Lediglich an kritischen Stellen, die kompliziert gestaltet sind, ist eine Zusatzbeölung erforderlich. Ist alles erledigt, kommt wieder der Korrosionsschutz zum Tragen.

Zusammenfügen der Teile

Beim Zusammenfügen der Einzelteile zur Karosserie bzw. zum Gehäuse kommen Schweiß- oder Klebeverfahren zum Einsatz. Letztere gewinnen im Automobilbau immer mehr an Bedeutung. Die Entwicklung von Prelubes hat einen Stand erreicht, bei dem das Verkleben ungestört stattfinden kann.

Vorbehandlung

Mit der Vorbehandlung für die Lackierung übernimmt die Oberflächentechnik das weitere Geschehen. Die Prelubes haben ihre Aufgaben erfüllt und werden abgewaschen. Anschließend erfolgt, zum Beispiel durch Phosphatieren, die Vorbereitung der Oberflächen für die Farbgebung.

Lackierung

Bei der Farbgebung kommen im großtechnischen Maßstab vor allem die Kathodische Tauchlackierung, die Pulverbeschichtung oder beides zum Einsatz. Damit sind die Oberflächen beim späteren Gebrauch vor Korrosion und Verschleiß geschützt. Die Bauteile können den Weg in die Endmontage antreten.

Eigenschaften der Prelubes

Thixotropie

Der Schutz vor Korrosion während der Lagerung und des Transportes funktioniert, wenn das Öl eine zusammenhängende, fest haftende Schicht auf der Oberfläche bildet. Zum Umformen müssen die Öle in den engen Spalt zwischen Werkstück und Werkzeug eindringen und die Relativbewegung ermöglichen. Ein konventionelles Mittel für den temporären Korrosionsschutz unterscheidet sich deshalb hauptsächlich durch die Fließfähigkeit von einem Schmiermittel. Das Maß für die Fließfähigkeit ist die Viskosität.

Bei Prelubes ist die Viskosität von der Bewegung der Flüssigkeit abhängig. Im Ruhezustand sind sie pastös. Bei der Bewegung werden sie flüssig. Dieses Verhalten wird als Thixotropie bezeichnet. Die Oberflächentechnik nutzt thixotrope Flüssigkeiten schon länger für nichttropfende Wand- und Fassadenfarben. Beim Eintauchen eines Pinsels oder einer Rolle, bleiben sie haften. Erst die Bewegung beim Auftragen bewirkt, dass die Farbe flüssig wird und sich gut verteilen lässt.

Ein ruhendes Prelube bildet auf der der Oberfläche eine Barriere gegen den Angriff von Sauerstoff und Feuchtigkeit. Setzen die Umformkräfte ein, wird es zu Öl.

Sonstige Eigenschaften

Moderne Prelubes sind auf folgende Einsatzbedingungen optimiert:

• sparsamer Verbrauch
• konstante Schmierwirkung bei veränderlichen Temperaturen
• Schutz der Umformwerkzeuge vor Verschleiß
• alterungsbeständiger Korrosionsschutzfilm
• keine Beeinträchtigung von Klebverfahren
• leicht durch mildalkalische Reiniger bei niedrigen Temperaturen zu entfernen

Verbesserung der Nachhaltigkeit der Fertigungsprozesse

Es ist offensichtlich, dass mit dem Einsatz von Prelubes eine deutliche Einsparung von Mineralölen, Wasser, Abfall, Energie und Arbeitszeit verbunden ist. Weil Zwischenkonservierung sowie Zwischenreinigung komplett entfallen, für den Umformprozess weniger Öl benötigt wird und die Endreinigung unter optimalen Bedingungen erfolgt, steigt die Wirtschaftlichkeit der Prozesse. Da die Blechbearbeitung der Erzeugung von Massengütern dient, macht sich die Verringerung des Ressourcenverbrauchs in volkswirtschaftlichen Größenordnungen bemerkbar. Gleichzeitig bedeutet die Schonung der Ressourcen eine enorme Steigerung der Nachhaltigkeit. Hier gehen Umwelt- und Klimaschutz mit wirtschaftlichen Interessen Hand in Hand.