Niederdruckaufkohlen (LPC)
Niederdruckaufkohlen (LPC)
Einsatzhärten im Vakuum ist im Regelfall eine Kombination aus Niederdruckaufkohlung, Hochdruck-Gasabschreckung und nachfolgendem Entspannen. Das Härten kann dabei als Direkt- oder Einfachhärten ausgeführt werden. Das Einsatzhärten eines Bauteiles bietet sich an, wenn sowohl ein zäher Kern mit hoher Streckgrenze und Zugfestigkeit, als auch eine verschleißbeständige Randzone des Bauteiles für die späteren Anwendung erforderlich sind. Gleichzeitig werden durch diesen Prozess Druckeigenspannungen in der Randzone aufgebaut, wodurch eine Steigerung der Dauerfestigkeit erreicht werden kann. Die erzielbare Härte in der Randschicht wird durch den Gehalt an Kohlenstoff entscheidend bestimmt. Durch die gezielte Beeinflussung des Kohlenstoffprofils, welches vorab durch Simulationsrechnungen ermittelt werden kann, lassen sich die spezifizierten Werte hinsichtlich Oberflächenhärte und Einsatzhärtetiefe im Wärmebehandlungsprozess einstellen.
Beim Niederdruckaufkohlen strömt das kohlungsfähige Gas unter einem Absolutdruck von wenigen Millibar über die Werkstücke. Der Prozess wird mitunter auch als Vakuumaufkohlen bezeichnet. Als kohlungsfähige Gase dienen Kohlenwasserstoffe, wobei wir aufgrund der prozesstechnisch günstigsten Eigenschaften ausschließlich Acetylen verwenden.
Durch die Verwendung von Acetylen in Kombination mit unseren speziell dafür ausgelegten Anlagen können auch Bohrungen und Sacklöcher mit einem sehr großen Verhältnis von Länge zu Durchmesser gleichmäßig aufgekohlt werden.
Das Niederdruckaufkohlen wird bei uns mit einer Hochdruckgasabschreckung mit bis zu 20 bar Helium- oder Stickstoffüberdruck in einer kalten Abschreckkammer kombiniert, wodurch die so behandelten Bauteile folgende Vorteile gegenüber der konventionellen Gasaufkohlung mit darauffolgender Öl-, Salz- oder Polymerabschreckung aufweisen:
– randentkohlungs- und randoxidationsfreies Gefüge
– metallisch blanke Oberflächen
– trockene Bauteile, eine aufwendige Nachreinigung entfällt
– Restschmutz auf den Bauteilen ist minimal
– i.d.R. geringere und reproduzierbarere Maß- und Formänderungen
Niederdruckaufkohlen (LPC)
Bei der Kombination von Niederdruckaufkohlen (LPC) mit Hochdruckgasabschrecken (HPGQ) bietet das Verfahren im Vergleich zum herkömmlichen Gasaufkohlen in Verbindung mit Ölabschrecken folgende Vorteile:
- Hervorragende Aufkohlungshomogenität – selbst bei Bauteilen mit komplexer Geometrie.
- Vermeidung von interkristalliner Oxidation (IGO) und Oberflächenoxidation
- Saubere Oberflächen der Teile nach der Wärmebehandlung; kein Waschen der Teile erforderlich.
- umweltfreundliches Verfahren (geringer Ressourcenverbrauch; keine Entsorgung von Öl, Salzbadrückständen oder Reinigungsmittelrückständen)
- Potenzial zur Reduzierung von Verzug durch Wärmebehandlung (unerwünschte Veränderungen der Bauteilgeometrie während der Wärmebehandlung hinsichtlich Form und Größe)
Alle legierten Einsatzstähle, wie z.B. 18CrNi8, 16MnCr5, 20MnCr5, 20MoCr4 oder 18CrNiMo7-6 können so behandelt werden, wobei die erreichbaren Kernfestigkeiten geometrie- und werkstoffabhängig sind.
Falls Ihre Bauteile vor Aufkohlung zu schützende Bereiche, wie bspw. Gewinde, aufweisen, kann eine partielle Einsatzhärtung durchgeführt werden. Dies geschieht vorzugsweise durch mechanische Abdeckung solcher Bereiche. Dadurch kann eine aufwendige Hartbearbeitung oder ein Einsatzfreidrehen entfallen.
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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