Das Aufkohlen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das die Oberflächenhärte, die Verschleißfestigkeit und die Ermüdungsfestigkeit von Teilen aus kohlenstoffarmem Stahl verbessert. Dabei wird der Kohlenstoffgehalt an der Stahloberfläche erhöht, die dann durch nachfolgende Verfahren wie Abschrecken gehärtet wird. Dieses Verfahren eignet sich besonders gut für Teile, die eine hohe Haltbarkeit, Verschleiß- und Ermüdungsfestigkeit aufweisen müssen, wie z. B. Zahnräder und Maschinenteile.
Zusammenfassung der Anwendungen:
- Oberflächenhärtung: Durch das Aufkohlen wird die Oberfläche von Teilen aus kohlenstoffarmem Stahl gehärtet, wodurch sie verschleißfester und verformungsbeständiger werden. Dies ist besonders wichtig für Bauteile, die hoher mechanischer Belastung oder Reibung ausgesetzt sind.
- Selektive Härtung: Durch die Verwendung von Kohlenstoffstopplack können bestimmte Bereiche eines Teils selektiv gehärtet werden, was zur Optimierung der mechanischen Eigenschaften komplexer Teile nützlich ist, ohne andere Bereiche zu beeinträchtigen.
- Vorbereitung für die Induktionshärtung: Durch Aufkohlen kann der Kohlenstoffgehalt eines Teils vor dem Induktionshärten erhöht werden, wodurch in bestimmten Bereichen eine höhere Härte erreicht werden kann.
- Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit: Das Verfahren härtet nicht nur die Oberfläche, sondern verbessert auch die Fähigkeit des Teils, wiederholten Belastungszyklen standzuhalten, was für Komponenten in der Automobil- und Luftfahrtindustrie von entscheidender Bedeutung ist.
- Vakuum-Aufkohlen: Diese fortschrittliche Form der Aufkohlung, die unter reduziertem Druck durchgeführt wird, bietet eine bessere Kontrolle über den Prozess und ist besonders vorteilhaft für hochpräzise Bauteile.
Ausführliche Erläuterung:
- Oberflächenhärtung: Durch die Erhöhung des Kohlenstoffgehalts an der Stahloberfläche verwandelt das Aufkohlen die Oberflächenschicht in ein härteres Material, während der Kern duktil und zäh bleibt. Diese Kombination ist ideal für Teile, die Stöße absorbieren und dem Verschleiß widerstehen müssen.
- Selektive Härtung: Durch die Verwendung von Kohlenstoffstoppfarben können die Hersteller Bereiche abdecken, die nicht aufgekohlt werden sollen, und so den Härteprozess genau steuern. Diese Technik ist zwar teurer, bietet aber maßgeschneiderte mechanische Eigenschaften für verschiedene Abschnitte eines Teils.
- Vorbereitung für die Induktionshärtung: Nach dem Aufkohlen können die Teile induktiv gehärtet werden, wodurch die Härte in bestimmten Bereichen weiter erhöht wird. Dies ist besonders nützlich für Zahnräder und Wellen, bei denen bestimmte Bereiche eine extreme Härte erfordern.
- Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit: Die durch die Aufkohlung erzeugte gehärtete Oberflächenschicht verbessert die Ermüdungsfestigkeit des Teils, was für zyklisch belastete Komponenten entscheidend ist. Diese Verbesserung verlängert die Lebensdauer der Teile und verringert die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls.
- Vakuum-Aufkohlung: Bei diesem in den 1950er und 1960er Jahren entwickelten Verfahren erfolgt die Aufkohlung unter Vakuum, um die Anwesenheit von Sauerstoff zu vermeiden, der zu Oxidation führen kann. Die Vakuumaufkohlung führt zu saubereren Teilen und gleichmäßigeren Ergebnissen und eignet sich daher für Hochpräzisionsanwendungen wie Bauteile in der Luft- und Raumfahrt.
Korrektheit und Faktenüberprüfung:
Die bereitgestellten Informationen stimmen mit den Grundsätzen und Anwendungen des Aufkohlens überein. Die Verfahrensdetails, wie die Verwendung endothermer Öfen und die damit verbundenen Temperaturen (1200F bis 1600F), sind korrekt. Die besprochenen Anwendungen entsprechen den Möglichkeiten des Aufkohlens zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Stahlteilen, insbesondere in Branchen, in denen Langlebigkeit und Präzision von größter Bedeutung sind.
