Stabilisierung der Prozessführung bei der Herstellung von Weißblech‐Getränkedosen durch Optimierung des tribologischen Gesamtsystems

Bei der Herstellung von Getränkedosen aus Weißblech kommt der Oberflächenstruktur und der Schmierung der Grundmaterialien eine entscheidende Bedeutung zu. Die Beschaffenheit der ca. 0,5‐0,7 μm dicken Zinnschicht und die Mikrostruktur der darunter liegenden Stahl‐Oberfläche bestimmen die tribologische Qualität des Weißbleches. Die Fertigung der Dosenrümpfe geschieht durch die beiden aufeinander folgenden Prozessschritte Tiefzug und Abstreckzug, deren Prozessrandbedingungen extreme Anforderungen an das Grundmaterial stellen. Zur Vermeidung von Rissen müssen die Umformkräfte und die Verteilung von Inhomogenitäten in der Stahlmatrix sehr genau kontrolliert werden. Weiterhin muss die Prozesstemperatur in der Umformzone unter dem Schmelzpunkt von Zinn (ca. 232 °C) gehalten werden, da ein Aufschmelzen das optische Erscheinungsbild und den Korrosionsschutz der Dosenoberfläche zerstören würde. Es wird anhand von Experimenten gezeigt, dass die Zinnschicht des Weißbleches eine entscheidende Bedeutung für die Schmierung des tribologischen Gesamtsystems hat, sowohl im Tiefzug als auch im Abstreckzug. Die Veränderung der Morphologie und der Oberflächenverteilung dieser Zinnschicht während der einzelnen Prozessschritte wird gezeigt und die Einflüsse von Temperaturverlauf und Werkzeugauslegung werden beleuchtet. Der Einfluss von zusätzlich eingesetzten Kühlmitteln auf die Temperaturverteilung und auf die Reibungsverhältnisse in der Umformzone wird unter spezieller Berücksichtigung des Verschleißes der eingesetzten Abstreckwerkzeuge dargestellt.