Innovation im Spitzensport beginnt oft mit dem Blick nach oben. Um die Grenzen der Physik weiter zu verschieben, greift der leistungsorientierte Automobilsektor häufig auf Werkstoffe und Technologien zurück, die ursprünglich für die Luft- und Raumfahrt entwickelt wurden, und passt sie an die extremen Anforderungen des Wettbewerbs an. Genau an dieser Schnittstelle zwischen Luftfahrttechnik und Motorsport entsteht der Bedarf an Komponenten, die dort bestehen, wo Standardmaterialien versagen. Im extremen Umfeld des Spitzensports müssen Komponenten dort standhalten, wo herkömmliche Werkstoffe an ihre Grenzen stoßen. Bei Motordrehzahlen von bis zu 18.000 U/min und Verbrennungstemperaturen von über 1.000 °C verlagert sich die ingenieurtechnische Herausforderung von der reinen Formgebung hin zum Überleben auf molekularer Ebene.
Bei Montanstahl ist es uns gelungen, Metallurgiekonzepte aus der Luft- und Raumfahrt erfolgreich auf die Rennstrecke zu übertragen. Das Ergebnis ist ein Durchbruch bei heißextrudierten Profilen auf Titanbasis, die speziell für chemisch aggressive und hochbelastete Anwendungen im Automobilbereich entwickelt wurden.
Formgebung „unformbarer“ Superlegierungen
Ein führender Akteur der Automobilindustrie entwickelte eine neue Generation von Superlegierungen auf Titanbasis. Trotz ihrer überlegenen Beständigkeit gegenüber aggressiven Abgasen und hohen thermischen Belastungen stellte dieses Material eine erhebliche Herausforderung in der Fertigung dar:
- Unformbar: Konventionelle Technologien scheiterten aufgrund der extremen Werkstoffeigenschaften.
- Sehr enges Prozessfenster: Bereits geringste Abweichungen bei Temperatur oder Druck während der Umformung gefährdeten die Materialintegrität.
- Geometrische Anforderungen: Das Projekt verlangte einen präzisen runden Querschnitt – eine Geometrie, die im Heißextrusionsverfahren nur selten realisiert wird, da dieses üblicherweise für komplexe Formen eingesetzt wird.
Mehrstufige Heißextrusion
Warum Heißextrusion für eine scheinbar einfache Rundstange wählen? Die Antwort liegt in der Mikrostruktur. Standard-Umformverfahren konnten die Superlegierung nicht verarbeiten, ohne Defekte zu verursachen. Montanstahl entwickelte daher einen mehrstufigen Heißextrusionsprozess mit streng kontrollierten Parametern.
Dieser Ansatz erreichte zwei entscheidende Ziele:
- Maßgenauigkeit: Die strengen Toleranzen für Motorsportanwendungen wurden zuverlässig eingehalten.
- Mikrostrukturelle Optimierung: Der Umformprozess selbst verfeinerte das Korngefüge der Legierung und verbesserte ihre mechanischen Eigenschaften über das Ausgangsmaterial hinaus.
Zentrale technische Vorteile: Durch die Übertragung von Luft- und Raumfahrttechnologie auf den Automobilsektor lieferten wir:
- Erweiterte Werkstoffkompatibilität: Erfolgreiche Extrusion leichter Titan-Superlegierungen.
- Strukturelle Integrität: Optimierte Leistungsfähigkeit unter extremen thermischen und mechanischen Belastungen.
- Individuelles Engineering: Ein maßgeschneiderter Prozess, der eine rohe Superlegierung in ein rennfertiges Bauteil verwandelte.
Innovation liegt in der Mikrostruktur – echter Fortschritt beginnt oft dort, wo man genauer hinsieht. Selbst ein scheinbar einfacher runder Querschnitt wird durch Montanstahls präzise Heißextrusion zu einem Hochleistungsbauteil, das Rennen gewinnen kann.
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