Das Aufkohlen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das den Kohlenstoffgehalt in der Oberflächenschicht von Teilen aus kohlenstoffarmem Stahl erhöht. Dadurch werden die Härte, die Verschleißfestigkeit und die Ermüdungsfestigkeit erhöht. 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.
Wie funktioniert das Aufkohlen? 5 Schlüsselschritte zur Verbesserung der Metalleigenschaften
1. Erhitzen in einem Ofen
Die Metallteile werden in einen Ofen gelegt und auf eine bestimmte Temperatur erhitzt. Diese Temperatur liegt normalerweise zwischen 1200°F und 1600°F. 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 geleitet. Durch die Hitze wird das Propan in Kohlenstoff, Kohlenwasserstoff und Wasserstoff zerlegt. 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 einzuschließen. 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.
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