Das Aufkohlen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem Kohlenstoff in die Oberfläche eines Metalls, in der Regel Stahl, eingebracht wird.
Dieses Verfahren wird unterhalb des Schmelzpunkts des Metalls durchgeführt.
Dadurch kann der Kohlenstoff in die Oberfläche diffundieren und eine härtere, abriebfestere Schicht bilden.
Der Hauptzweck des Aufkohlens besteht darin, die mechanischen Eigenschaften des Metalls zu verbessern, insbesondere seine Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit.
Was ist Aufkohlen im Wärmebehandlungsprozess? 6 wichtige Punkte zu wissen
1. Erhitzung und Kohlenstoffeinwirkung
Das Metall wird auf eine Temperatur von typischerweise zwischen 1200F und 1600F erhitzt.
Diese Temperatur liegt unter dem Schmelzpunkt, ist aber hoch genug, um die Diffusion von Kohlenstoff in die Oberfläche zu erleichtern.
Die Erhitzung erfolgt häufig in einer kontrollierten Atmosphäre, z. B. in einem endothermen Ofen, um eine Oxidation zu verhindern und das Kohlenstoffpotenzial genau zu steuern.
2. Kontrollierte Atmosphäre
Bei der Wärmebehandlung ist die Aufrechterhaltung des richtigen Kohlenstoffpotenzials entscheidend.
Wenn das Metall die Austenitphase erreicht, muss der Sollwert für das Kohlenstoffpotenzial der Kohlenstoffzusammensetzung des Stahls entsprechen.
Ist der Sollwert zu niedrig, kann die Oberfläche entkohlt werden, was zu einem Kohlenstoffverlust und möglicherweise zu sichtbarer Verzunderung führt.
3. Vorteile der Aufkohlung unter kontrollierter Atmosphäre
Diese Methode ermöglicht eine genaue Kontrolle des Kohlenstoffgehalts auf der Oberfläche der Teile.
Sie ist für die Erzielung qualitativ hochwertiger Aufkohlungsschichten unerlässlich.
Es hilft auch, die Entkohlung zu verhindern und die Abriebfestigkeit und Dauerfestigkeit zu verbessern.
Es kann umweltfreundlicher sein als herkömmliche Verfahren wie die Flüssigaufkohlung.
4. Tiefe Aufkohlung
Beim traditionellen Aufkohlen konnten Tiefen von etwa 3,5 mm erreicht werden.
Mit Weiterentwicklungen wie der Vakuumaufkohlung können jedoch Tiefen von bis zu 7 mm erreicht werden.
Dies ist auf höhere Kohlenstoffpotenziale an der Oberfläche und größere Konzentrationsgradienten zurückzuführen, die die Kohlenstoffdiffusion beschleunigen.
5. Wiederaufkohlung
Teile, die entkohlt wurden, können durch Steuerung des Oberflächenkohlenstoffpotenzials wieder aufgekohlt werden.
Dies gilt nicht nur für Kohlenstoffstahl, sondern auch für Gesenkstahl und Schnellarbeitsstahl.
6. Anwendungen und Werkstoffe
Die Aufkohlung ist besonders effektiv bei Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (zwischen 0,05% und 0,3%).
Es wird für Teile verwendet, die eine verbesserte Haltbarkeit, Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit erfordern.
Zu den häufig behandelten Werkstoffen gehören Stahl 12L14, Stahl 1018 und Stahl 8620.
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