Technisches Team · Kintek Solution

Das Aufkohlen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das den Kohlenstoffgehalt in der Oberflächenschicht von Teilen aus kohlenstoffarmem Stahl erhöht und so ihre Härte, Verschleißfestigkeit und Dauerfestigkeit verbessert. Bei diesem Verfahren wird das Metall in einer kohlenstoffreichen Umgebung erhitzt, in der Regel in einem Ofen, und dann abgeschreckt, um die neue Struktur zu verfestigen.

Zusammenfassung des Prozesses:

1. Erhitzen in einem Ofen: Die Metallteile werden in einen Ofen gelegt und auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, in der Regel zwischen 1200F und 1600F. Bei der Vakuumaufkohlung wird der Ofen zunächst evakuiert, um die Luft zu entfernen und eine Vakuumumgebung zu schaffen.
2. Einbringen von Kohlenstoff: Beim traditionellen Aufkohlen werden kohlenstoffreiche Gase wie Propan in den Ofen eingeleitet. Bei der Vakuumaufkohlung wird das Propangas in den Vakuumofen eingeleitet. Durch die Hitze wird das Propan in Kohlenstoff, Kohlenwasserstoff und Wasserstoff aufgespalten. Der Kohlenstoff diffundiert dann in die Metalloberfläche.
3. Diffusion von Kohlenstoff: Der Kohlenstoff aus der Gasumgebung diffundiert in die Oberfläche des Metalls und erhöht dessen Kohlenstoffgehalt. Dieser Prozess wird durch das Konzentrationsgefälle zwischen dem hohen Kohlenstoffgehalt an der Oberfläche und dem niedrigeren Kohlenstoffgehalt im Kern des Metalls angetrieben.
4. Abschrecken: Nach ausreichender Diffusion werden die Teile abgeschreckt, in der Regel in Öl, um das Metall schnell abzukühlen und die gehärtete Struktur zu verfestigen. Dieser Schritt ist entscheidend für das Erreichen der gewünschten Härte und Verschleißfestigkeit.
5. Nachbehandlung: Die Teile können zusätzlichen Behandlungen unterzogen werden, z. B. dem Luftanlassen, um Spannungen abzubauen und die Zähigkeit zu verbessern.

Vorteile und Anwendungen:

• Tiefe der Aufkohlung: Bei der Vakuumaufkohlung kann eine tiefere Aufkohlungsschicht von bis zu 7 mm erreicht werden als bei herkömmlichen Verfahren, die in der Regel etwa 3,5 mm erreichen. Diese tiefere Schicht sorgt für eine bessere Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß und Ermüdung.
• Wiederaufkohlung: Mit diesem Verfahren können Teile, die bei früheren Behandlungen wie Wärmebehandlung, Schmieden oder Sintern entkohlt wurden, effektiv wieder aufgekohlt werden. Dies ist besonders nützlich für Werkstoffe wie Gesenkstahl und Schnellarbeitsstahl.
• Behandlung von rostfreiem Stahl: Die Aufkohlung kann auch bei rostfreiem Stahl angewendet werden, um die Oberflächenhärte und die allgemeinen mechanischen Eigenschaften zu verbessern, ohne die Korrosionsbeständigkeit zu beeinträchtigen.

Werkstoffe und Ausrüstung:

• Zu den üblichen Werkstoffen für die Aufkohlung gehören kohlenstoffarme Stähle wie Stahl 12L14, Stahl 1018 und Stahl 8620.
• Zu den Anlagen gehören in der Regel endotherme Öfen, Ölabschrecksysteme und Luftvergütungsanlagen.

Schlussfolgerung:

Das Aufkohlen ist eine vielseitige und wirksame Methode zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften von Teilen aus kohlenstoffarmen Stählen, die sich für Anwendungen eignen, die eine hohe Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit erfordern. Die Entwicklung der Vakuumaufkohlung hat die Effizienz und Tiefe des Aufkohlungsprozesses weiter verbessert und bietet erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren.