Hochdruckgasabschrecken (HPGQ) mit N2/He)

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Hochdruckgasabschrecken (HPGQ) mit N2/He)

Seit vielen Jahren ist das Gasabschrecken das bevorzugte Verfahren bei der Wärmebehandlung von Stählen.

Während des Hochdruck-Gasabschreckens (HPGQ) werden zuvor austenitisierte beziehungsweise thermochemisch behandelte Bauteile in einem Inertgasstrom in einem Druckbereich zwischen 1 bar und 20 bar bei Gasgeschwindigkeiten zwischen 0,5 m/s und 20 m/s abgeschreckt.

Je nach Geometrie und Stahlgüte des gehärteten Bauteils wird entweder Helium oder Stickstoff verwendet. Helium bietet eine stärkere Abschreckintensität und wird daher für Bauteile mit geringerer Härtbarkeit oder für Bauteile mit größeren Wandstärken empfohlen.

HPGQ wird in den meisten Fällen mit einer Vakuumwärmebehandlung, wie beispielsweise der Niederdruckaufkohlung (LPC), kombiniert. Auf HPGQ folgt üblicherweise ein Anlassprozess.

Das Ziel des Gasabschreckverfahrens besteht darin, die Härte zu steigern. Nach Abschluss der Austenitisierung werden die Bauteile einer HPGQ unterzogen, um das Gefüge von Austenit in Martensit umzuwandeln und somit die gewünschte Härteerhöhung zu erzielen.

Seit vielen Jahren ist das Gasabschrecken das bevorzugte Verfahren bei der Wärmebehandlung von Stählen.

Während des Hochdruck-Gasabschreckens (HPGQ) werden zuvor austenitisierte beziehungsweise thermochemisch behandelte Bauteile in einem Inertgasstrom in einem Druckbereich zwischen 1 bar und 20 bar bei Gasgeschwindigkeiten zwischen 0,5 m/s und 20 m/s abgeschreckt.

Je nach Geometrie und Stahlgüte des gehärteten Bauteils wird entweder Helium oder Stickstoff verwendet. Helium bietet eine stärkere Abschreckintensität und wird daher für Bauteile mit geringerer Härtbarkeit oder für Bauteile mit größeren Wandstärken empfohlen.

HPGQ wird in den meisten Fällen mit einer Vakuumwärmebehandlung, wie beispielsweise der Niederdruckaufkohlung (LPC), kombiniert. Auf HPGQ folgt üblicherweise ein Anlassprozess.

Das Ziel des Gasabschreckverfahrens besteht darin, die Härte zu steigern. Nach Abschluss der Austenitisierung werden die Bauteile einer HPGQ unterzogen, um das Gefüge von Austenit in Martensit umzuwandeln und somit die gewünschte Härteerhöhung zu erzielen.

Die Hochdruck-Gasabschreckung ist ein umweltfreundliches und verzugsarmes Abschreckverfahren im Vergleich zur flüssigen Abschreckung, etwa mit Öl, Polymeren oder Wasser. Die „trockene“ Gasabschreckung bietet gegenüber der flüssigen Abschreckung folgende Vorteile:

  • metallic, blank surfaces of parts after heat treatment, no washing of parts necessary
  • Umweltfreundliches Verfahren (keine Entsorgung von Öl, Salzbadrückständen oder Reinigungsmittelrückständen)
  • Volle Flexibilität zur Steuerung der Abschreckintensität
  • Potenzial zur Reduzierung von Verzug bei der Wärmebehandlung (unerwünschte Veränderungen der Bauteilgeometrie während der Wärmebehandlung hinsichtlich Form und Größe)

High Pressure Gas Quenching

Für die Wärmebehandlung von Werkzeugstählen und Schnellarbeitsstählen ist die Hochdruckgasabschreckung (HPGQ) die bevorzugte Wahl und hat die früher verwendeten flüssigen Abschreckmedien nahezu vollständig abgelöst. Durch die Steigerung von Gasdruck und Gasgeschwindigkeit sowie durch die Entwicklung separater Abschreckkammern – sogenannter „Kaltkammern“ – hat sich die HPGQ auch für das Härten von niedriglegierten Einsatzstählen und Vergütungsstählen etabliert. Zu den heutigen Hauptanwendungsgebieten der HPGQ in „Kaltkammern“ zählen Getriebekomponenten (Zahnräder, Wellen, Synchronringe), Lagerringe sowie Bauteile für Kraftstoffeinspritzsysteme (Einspritzdüsen, Pumpenköpfe usw.). In den letzten Jahren hat sich die Technologie der Niederdruckaufkohlung (LPC) in Kombination mit der HPGQ als bevorzugte Lösung für die Behandlung von Getriebekomponenten für manuelle und automatische Pkw-Getriebe durchgesetzt.

Relevante Branchen

Automobilindustrie

Die Wärmebehandlung ist in der Automobilindustrie unverzichtbar, um die Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Dauerfestigkeit kritischer Bauteile wie Zahnräder, Wellen, Lager und Verbindungselemente zu steigern.

Luft- und Raumfahrt

In der Luft- und Raumfahrt verbessert die Wärmebehandlung die mechanischen Eigenschaften und erfüllt dabei strenge Anforderungen an Festigkeit, Gewicht und Zuverlässigkeit.

Allgemeine Industrie

Eine Wärmebehandlung verleiht allgemeinen Industriekomponenten eine verbesserte Langlebigkeit, Verschleißfestigkeit und Materialkonsistenz.

Werkzeug- und Formenbau

Für die Werkzeug- und Formenbauindustrie ist die Wärmebehandlung entscheidend, um präzise Härte, Zähigkeit und Formbeständigkeit zu erreichen.

Medizin

In der Medizintechnik verbessert die Wärmebehandlung die Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Dauerfestigkeit von Präzisionsbauteilen, die in chirurgischen Instrumenten und medizinischen Geräten zum Einsatz kommen.

Energie und Bergbau

Die Wärmebehandlung ist in den Sektoren Energie und Bergbau von entscheidender Bedeutung, um Zähigkeit, Verschleißfestigkeit sowie die Beständigkeit gegen Ermüdung und Schlagbeanspruchung zu verbessern.

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