WENIGER FRESSNEIGUNG, BESSERE OBERFLÄCHENTechnische Keramik für die Umformtechnik

In der Umformtechnik entsteht Verschleiß weniger durch Abrieb als durch Adhäsion: Werkzeug und metallisches Werkstück neigen unter hoher Flächenpressung zum Kaltverschweißen. Keramische Werkzeuge reduzieren diese Fressneigung deutlich und liefern dadurch ruhigere Oberflächen und höhere Prozesssicherheit.

BCE Special Ceramics klärt vor dem Angebot, ob Keramik für Ihren Umformprozess sinnvoll ist – und wo Hartmetall die bessere Wahl bleibt.

Geringe Fressneigung gegenüber metallischen Werkstücken
Ruhige Oberflächen am umgeformten Teil
Reduzierter Schmierstoffbedarf
Formtreue unter hoher Flächenpressung
ZrO₂ und ATZ, abgestimmt auf das Umformverfahren

Umformwerkzeug besprechen

Werkstoff für den Umformprozess klären

SCHNELLEINSTIEGWie möchten Sie einsteigen?

Fressneigung und Verschleiß im Griff

Kaltverschweißen, adhäsiver Verschleiß, unruhige Oberflächen: die häufigsten Probleme in der Umformtechnik.

Fressneigung verstehen

Den passenden Werkstoff finden

ZrO₂, ATZ oder Hartmetall: Entscheidungshilfe nach Umformverfahren und Belastungsart.

Jetzt Werkstoffe finden

Machbarkeit klären

Dorn, Ziehring, Kalibrierkörper? Wir klären die Machbarkeit in einem direkten Gespräch.

Umformwerkzeug prüfen lassen

TYPISCHE PROBLEMEHerausforderungen in der Umformtechnik

Fressneigung und Kaltverschweißen

Werkzeug und Werkstück können unter hoher Flächenpressung punktuell verschweißen.

Adhäsiver Verschleiß am Werkzeug

Materialübertragungen stören die Oberfläche und verschlechtern die Prozesssicherheit.

Hohe Flächenpressung

Dorne, Ziehringe und Kalibrierkörper müssen hohe Drucklasten formtreu aufnehmen.

Unruhige Oberfläche am Werkstück

Riefen, Aufschweißungen und Materialausrisse beeinträchtigen das umgeformte Teil.

Hoher Schmierstoffeinsatz

Metallische Werkzeuge benötigen häufig mehr Schmierung, um Fressen zu kontrollieren.

Sie formen Rohre, Hülsen oder Bleche und suchen ein Werkzeug, das nicht mit dem Werkstück verschweißt?

Nennen Sie uns Werkstückwerkstoff, Umformverfahren und Stückzahl. Wir prüfen Werkstoff, Geometrie und Fertigung.

Umformwerkzeug besprechen

LÖSUNGSLOGIKWarum wird technische Keramik in der Umformtechnik eingesetzt?

Umformtechnik und der Einsatz technischer Keramik, Werkzeug zum Verschließen von Kunstdärmen bei der Wurstherstellung — Werkzeug zum Verschließen von Kunstdärmen bei der Wurstherstellung

Vorteile technischer Keramik:

Geringe Adhäsion zu Stahl und NE-Metallen
Niedrige Reibkräfte, schwächere Neigung zum Kaltverschweißen
Gleichmäßiger, riefenfreier Verschleiß
Keine Erweichung durch Reibungswärme wie bei Stahlwerkzeugen
Gute Oberflächen auch bei reduziertem Schmierstoff

Keramische Bauteile für den Einsatz in der Umformtechnik, Verschleißteile bei der Blechumformung — Verschleißteile bei der Blechumformung

BCE Kompetenz für Ihr Projekt:

Werkstoffwahl nach Umformverfahren, nicht nach Katalog
Bewährte ZrO₂- und ATZ-Sorten
Keramikgerechte Geometrie statt 1:1-Kopie des Metallwerkzeugs
Abstimmung von Schmierung und Prozessparametern
Fertigung ab Stückzahl 1

Typische Fehlentscheidungen in der Umformtechnik:

Keramik nur als Härteersatz für Hartmetall sehen, statt die tribologischen Vorteile zu nutzen
Hartmetallwerkzeug 1:1 in Keramik übertragen, ohne sprödharte Geometrie-Grenzen zu beachten
Zug- und Schlagbelastung unterschätzen: Keramik ist druckfest, aber empfindlich gegen Zugspannung
Schmierung und Prozessparameter unverändert vom Metallwerkzeug übernehmen

Wer Umformverfahren, Belastungsart und Werkstückwerkstoff früh klärt, vermeidet den Werkzeugbruch im ersten Hub.

WERKSTOFFEPassende Werkstoffe für die Umformtechnik

Zirkonoxid (ZrO₂)

Wann sinnvoll:
Hohe Festigkeit und Zähigkeit, mechanisch hochbelastete Werkzeuge wie Dorne und Rollen.

Weniger geeignet:
Dauereinsatz über 900 °C. Phasenumwandlung bei Temperaturwechsel beachten.

Aluminiumoxid (Al₂O₃)

Wann sinnvoll:
Einfache Führungs- und Verschleißteile bei moderater Last.

Weniger geeignet:
Schlag- und biegebelastete Umformwerkzeuge, zu spröde.

Mischoxide (ATZ / ZTA)

Wann sinnvoll:
Standardwahl für Umformwerkzeuge, wenn Al₂O₃ zu spröde und reines ZrO₂ nicht nötig ist. BCE setzt hier unter anderem Z-700E ein.

Sonderwerkstoffe (SiC, Si₃N₄, AlN, B₄C)

Wann sinnvoll:
Höchste Verschleißhärte und Temperaturbeständigkeit.

Weniger geeignet:
Teurer und aufwändiger zu fertigen als Oxidkeramiken.

Alle Werkstoffe im Überblick

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KEY FACTSTechnische Kennwerte im Überblick

bis 1.100 MPa

Biegefestigkeit Z-700E – Reserve für hochbelastete Umformwerkzeuge wie Biegebuchsen.

ca. 1.300 HV

Härte Z-700E – gehärteter Stahl liegt bei 700–800 HV.

HIP

Z-700E heißisostatisch nachverdichtet – höhere Dichte und Festigkeit, etwa für Biegebuchsen.

µm-Bereich

Maß- und Formtoleranzen – entscheidend für Kalibrierkörper und Dorne.

Geringe Adhäsion

Zu Metallen – unterbricht das Kaltverschweißen zwischen Werkzeug und Werkstück.

Noch unsicher, ob sich Keramik gegenüber Ihrem Hartmetallwerkzeug lohnt?

Das hängt vom Umformverfahren ab. Schicken Sie uns Ihre Zeichnung oder beschreiben Sie den Prozess. Wir melden uns mit einer klaren Einschätzung.

Jetzt Projekt besprechen

FAQHäufige Fragen aus der Umformtechnik

Antworten auf typische Fragen zu Fressneigung, Hartmetall, Werkstoffwahl und Machbarkeit keramischer Umformwerkzeuge.

Ihre Frage direkt an uns

Lohnt sich Keramik gegenüber Hartmetall in der Umformtechnik?

Nicht immer über die Standzeit. Keramik erreicht nicht zwingend eine längere Standzeit als Hartmetall, punktet aber bei Fressneigung, Oberflächengüte und Prozesssicherheit und senkt den Schmierstoffbedarf. Bei schlag- und zugbelasteten Werkzeugen bleibt Hartmetall oft überlegen. Entscheidend ist das konkrete Umformverfahren.

Verschweißt ein Keramikwerkzeug mit dem metallischen Werkstück?

Nein. Keramik hat durch ihre nichtmetallische Bindungsart eine geringe Adhäsion zu Stahl und NE-Metallen. Anders als bei Werkzeugen aus Stahl oder Hartmetall kommt es deutlich seltener zum Kaltverschweißen zwischen Werkzeug und Werkstück. Genau dieser Effekt sorgt für ruhigere Oberflächen am umgeformten Teil und einen geringeren Schmierstoffbedarf.

Wie lässt sich Kaltverschweißen (Galling) beim Umformen vermeiden?

Kaltverschweißen entsteht, wenn Werkzeug und metallisches Werkstück unter hoher Flächenpressung punktuell verschweißen und beim Trennen Material aus der Oberfläche reißen. Ein keramisches Werkzeug unterbricht diesen Mechanismus, weil Keramik nicht mit dem Metall verschweißt. Ergänzend lassen sich Schmierung und Prozessparameter auf die veränderten Reibungsverhältnisse abstimmen.

Welcher Keramikwerkstoff eignet sich für Umformwerkzeuge?

Meist ZrO₂ oder ATZ, ein Mischoxid auf ZrO₂-Basis wie Z-700E, wegen der Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit. Al₂O₃ eignet sich nur für moderat belastete Führungs- und Verschleißteile. Die endgültige Wahl hängt von Verfahren, Werkstückwerkstoff und Belastungsart ab.

Muss ich Schmierung oder Prozessparameter anpassen?

Häufig ja. Die Reibungsverhältnisse zwischen Keramik und Metall unterscheiden sich von Stahl- oder Hartmetallwerkzeugen. Schmierstoff und Prozessparameter müssen oft angepasst werden, um das Potenzial der Keramik auszuschöpfen.

Wie läuft eine Anfrage für ein Umformwerkzeug bei BCE Special Ceramics ab?

Sie nennen uns Umformverfahren, Werkstückwerkstoff, Belastungsart und Stückzahl, idealerweise mit Zeichnung. Im Rahmen der Machbarkeitsanalyse prüfen wir, ob die Geometrie keramikgerecht ausgelegt ist, empfehlen den Werkstoff und benennen die kritischen Stellen im Prozess. Das Angebot folgt erst, wenn diese Punkte geklärt sind.

Sie haben ein Umformwerkzeug, eine Zeichnung oder eine offene Werkstoffentscheidung?

Wir sagen Ihnen, ob Keramik die richtige Wahl ist – und wenn ja, ob ZrO₂, ATZ oder ein anderer Werkstoff sinnvoll ist.

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