Kochformen aus Edelstahl, Küchenspülen, Edelstahlringe

In Umgebungen mit niedrigen{0}}Temperaturen nimmt die Zähigkeit von Stanzwerkzeugmaterialien ab, während ihre Sprödigkeit zunimmt, wodurch sie anfällig für Brüche werden. Hierbei handelt es sich um einen makroskopischen Fehler, der durch Veränderungen in der Mikrostruktur des Materials bei niedrigen Temperaturen verursacht wird. Prägematrizen verwenden üblicherweise Kohlenstoffstahl und legierten Werkzeugstahl, deren Zähigkeit erheblich von der Temperatur beeinflusst wird.

Wenn die Temperatur unter der duktilen spröden Übergangstemperatur des Materials liegt, schrumpft das Matrixgitter, die Korngrenzenbindungskraft nimmt ab, die Wechselwirkung der duktilen Phase wird schwächer und die spröde Phase dominiert. Wenn die Matrize wechselnden Prägebelastungen ausgesetzt ist, kann die Aufprallenergie nicht effektiv absorbiert werden und es entstehen Mikrorisse an Spannungskonzentrationspunkten. Mit jedem Prägezyklus breiten sich die Risse aus und führen schließlich zum Bruch der Matrize.

Niedrige Temperaturen verstärken bestehende Defekte im Werkzeug. Während der Wärmebehandlung erzeugte Restspannungen beschleunigen in Kombination mit Stanzbelastungen bei niedrigen Temperaturen die Rissentstehung und -ausbreitung. Gleichzeitig verringern niedrige Temperaturen die Schmierung, erhöhen die Prägereibung, verstärken den Matrizenverschleiß und die Spannungskonzentration, was das Risiko eines Sprödbruchs der Matrize weiter erhöht.

Der Sprödbruch der Matrize bei niedriger-Temperatur ist nicht nur ein Versagen der Matrize selbst; es hat kaskadierende Auswirkungen auf die Produktion. An der Produktionsfront führen Formenbrüche direkt zu Ausfallzeiten der Produktionslinie, zeitaufwändigen Reparaturen, Störungen von Produktionsplänen und verlängerten Lieferzyklen. Auf der Kostenseite erhöhen Schäden an hochwertigen Formen die Kosten für den Ersatz, Produktabfall erhöht die Rohstoffverschwendung und Formfragmente können die Ausrüstung beschädigen, wodurch die Wartungskosten für die Ausrüstung steigen und ein Kreislauf aus Produktionsstagnation und Kostensteigerungen entsteht. Gleichzeitig erhöht die Notfallabwicklung den Arbeitsaufwand und treibt die Produktionskosten des Unternehmens in die Höhe.