Das Aufkohlen ist ein spezielles Wärmebehandlungsverfahren, mit dem die Oberflächenhärte, die Verschleißfestigkeit und die Ermüdungsfestigkeit von Teilen aus kohlenstoffarmem Stahl erhöht werden.
Bei diesem Verfahren wird der Kohlenstoffgehalt an der Stahloberfläche erhöht, die dann durch nachfolgende Verfahren wie Abschrecken gehärtet wird.
Das Aufkohlen eignet sich besonders gut für Teile, die eine hohe Haltbarkeit und Beständigkeit gegen Verschleiß und Ermüdung aufweisen müssen, wie z. B. Zahnräder und Maschinenteile.
5 Hauptanwendungsbereiche des Aufkohlens
1. Oberflächenhärtung
Durch das Aufkohlen wird die Oberfläche von Teilen aus kohlenstoffarmen Stählen gehärtet, wodurch sie widerstandsfähiger gegen Verschleiß und Verformung werden.
Dies ist entscheidend für Bauteile, die hohen mechanischen Belastungen oder Reibungen ausgesetzt sind.
2. Selektive Härtung
Durch die Verwendung von Kohlenstoffstopplacken können bestimmte Bereiche eines Teils selektiv gehärtet werden.
Dies ist nützlich, um die mechanischen Eigenschaften komplexer Teile zu optimieren, ohne andere Bereiche zu beeinträchtigen.
3. Vorbereitung für Induktionshärtung
Durch Aufkohlen kann der Kohlenstoffgehalt eines Teils vor dem Induktionshärten erhöht werden.
Dies ermöglicht höhere Härtegrade in bestimmten Bereichen.
4. Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit
Durch das Verfahren wird nicht nur die Oberfläche gehärtet, sondern auch die Fähigkeit des Teils, wiederholten Belastungszyklen standzuhalten, erheblich verbessert.
Dies ist besonders wichtig für Bauteile in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.
5. Vakuum-Aufkohlung
Diese fortschrittliche Form der Aufkohlung, die unter reduziertem Druck durchgeführt wird, bietet eine bessere Kontrolle über den Prozess.
Sie 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 Kohlenstoffstopplacken 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 das Aufkohlen erzeugte gehärtete Oberflächenschicht verbessert die Ermüdungsfestigkeit des Bauteils, 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 hochpräzise Anwendungen wie Bauteile in der Luft- und Raumfahrt.
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