Die fünf Methoden der Aufkohlung sind Packungsaufkohlung, Gasaufkohlung, Flüssigbadaufkohlung, Vakuumaufkohlung und Plasmaaufkohlung.
1. Pack Carburizing: Bei diesem Verfahren werden die aufzukohlenden Metallteile in einen Behälter mit einer ausreichenden Menge an Kohlenstoffpulver gegeben. Der Behälter wird dann in einem Ofen bei hohen Temperaturen für eine bestimmte Zeitdauer erhitzt, in der Regel zwischen 12 und 72 Stunden. Das Kohlenstoffpulver setzt Kohlenstoff frei, der in die Oberflächenschicht des Metalls diffundiert und dessen Kohlenstoffgehalt und Härte erhöht.
2. Gasaufkohlung: Bei der Gasaufkohlung werden die Metallteile einer Atmosphäre aus kohlenstoffreichen Gasen, wie endothermen oder synthetischen endothermen Gasen, zusammen mit Kohlenwasserstoffen wie Methan, Propan oder Butan ausgesetzt. Die Teile werden in einem Ofen bei Temperaturen von etwa 1600°F bis 1700°F erhitzt. Der Kohlenstoff in den Gasen diffundiert in die Oberfläche des Metalls und bildet eine gehärtete Schicht.
3. Flüssigbad-Aufkohlung: Bei diesem Verfahren werden die Metallteile in ein Bad mit flüssigen Aufkohlungsmitteln, wie geschmolzene Salze oder Lösungen auf Cyanidbasis, getaucht. Das Bad wird auf hohe Temperaturen erhitzt, so dass der Kohlenstoff in der Flüssigkeit in die Oberfläche der Teile diffundieren kann. Dieses Verfahren wird in der Regel für kleine und komplizierte Teile verwendet.
4. Vakuumaufkohlung: Die Vakuumaufkohlung, auch bekannt als Niederdruckaufkohlung (LPC), ist ein Verfahren, das in einer kontrollierten Vakuumumgebung durchgeführt wird. Die Teile werden einer präzisen Atmosphäre aus kohlenstoffreichen Gasen ausgesetzt. Die Vakuumaufkohlung bietet im Vergleich zu anderen Verfahren eine bessere Kontrolle und Wiederholbarkeit und bietet metallurgische und ökologische Vorteile.
5. Plasma-Aufkohlung: Bei der Plasmaaufkohlung wird eine Plasmaentladung verwendet, um Kohlenstoff in die Oberfläche der Metallteile einzubringen. Die Teile werden in eine Vakuumkammer gelegt, und durch Anlegen eines elektrischen Hochfrequenzfeldes wird ein Plasma erzeugt. Die Kohlenstoffatome aus einem Kohlenwasserstoffgasplasma diffundieren in die Oberfläche der Teile, was zur Aufkohlung führt.
Jede Aufkohlungsmethode hat ihre Vorteile und eignet sich für unterschiedliche Anwendungen. Die Wahl des Verfahrens hängt von Faktoren wie der Art des Metalls, der gewünschten Härte, der Größe der Teile und den Kosten ab.
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