Die Vorteile des Vakuumhärtens werden gerade im Formenbau sehr geschätzt, da die Nacharbeit der beim normalen Härten unvermeidbaren Verzunderung der Werkstückoberfläche eine recht kosten- und arbeitsintensive Tätigkeit ist. Diese entfällt beim Vakuumhärten von Einsatzstählen vollständig.
Der Autor Ing./VDI Otto J. Heuel in Lüdenscheid erstellte diesen Beitrag u.a. nach Angaben der ALD VakuumTechnologies, Erlensse b. Hanau
Aufkohlen von Einsatzstählen
Die Werkstücke kommen wie angeliefert aus der Anlage mit dem weiteren Vorteil einer sachgemäßen, reproduzierbaren Prozeßführung. Leider war das Verfahren nur für durchhärtende Stähle wie z.B. den 1.2767 oder den 1.2343 anwendbar. Das vor dem Härten erforderliche Aufkohlen der Werkstückoberfläche, das bei den in unseren Breiten verwendeten Einsatzstählen wie z.B. dem 1.2764 erforderlich ist, war in den bisherigen Va-kuumhärteanlagen offensichtlich nicht möglich.
Vom Zahnrad zum Werkzeug
Die Firma ALD Vakuum Technologies in Erlensee bei Hanau entwickelte eine Mehrkammer-Vakuumhärteanlage. Eine beachtliche Neuentwicklung der vakuumgestützten Aufkohlung von Einsatzstählen mit nachfolgender Hochdruck-Gasabschreckung, die speziell für die Serien-Einsatzhärtung von KFZ-Getriebezahnrädern konzipiert ist. Mit dieser vollautomatisch getakteten Anlage, die zwischen der mechanischen Weich- und Hartbearbeitung der Fertigung problemlos plaziert werden konnte, werden z.B. 340 kg Getriebezahnräder in 40 Minuten präzise einsatzgehärtet und der Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt.
Entscheidend für die Entwicklung war, ein sauberes Abkühlmedium zu finden, das eben so stark wirkte wie das Öl, aber nicht dessen Nachteile aufweist. Man arbeitet jetzt mit Helium als Abschreckgas, dessen Dichte und somit Abkühlwirkung sich druckabhängig zwischen 10 und 40 bar der jeweiligen Aufgabenstellung anpassen läßt. Die Aufkohlung erfolgt bei hohen Temperaturen unter einem Vakuum, durch die präzise Zugabe eines Prozeßgases, das mit der Oberfläche des Stahls unter genau steuerbarer Abgabe von Kohlenstoff reagiert. Die Werkstücke werden, prozeßgerecht auf Paletten gelagert, durch Schleusen übergeben und entnommen.
Eine sehr gleichmäßige, reproduzierbare Aufkohlungstiefe und Härteannahme so wie die deutlich geringere Neigung des Härteguts zu Form- oder Maßänderungen, sind nur einige Vorteile dieses patentierten Verfahrens gegenüber der klassischen Ölabschreckung. Ganz zu Schweigen von den betriebswirtschaftlichen und umwelttechnischen Vorteilen dieses Verfahrens.
Daß dieses für die Serienfertigung neuentwickelte Mehrkammer-Vakuumhärteverfahren für Einsatzstähle, das sauber und sehr präzise arbeitet, dem Werkzeug- und Formenbau schon jetzt sehr nahe steht, wird in einer Firmenschrift von ALD beschrieben. Hier wurde beispielsweise in einem Einkammer-Vakuumofen rnit Hochdruck-Gasabschreckung neben der „normalen“ Vakuumhärtung u.a. auch das abgebildete Schmiedegesenk aus 1.2344 in einer vorteilhaften Warmbad-Simulationshärtung besonders maßänderungsarm gehärtet.
In nicht allzuferner Zukunft ist es möglich, daß die Hochdruck-Gasabschreckung und auch die vakuumgestützte Stahlaufkohlung die konventionellen Anlagen ersetzen, so daß der Werkzeug- und Formenbauer dann jeden von ihm ausgewählten Stahl im Vakuum härten lassen kann.
Vakuumgestütztes
Härteverfahren
für Einsatzstähle
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