Optimierte Stahlhärtung
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Die Fachzeitschrift für Nickel
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DRAHTBEHÄLTER, in denen KFZ-Teile beim Vakuumaufkohlen gehalten werden,
müssen oft in den Ofen. Daher müssen sie aus einer Legierung gefertigt sein, die bei den hohen Temperaturen
im Aufkohlungsprozess nicht aufbricht und sich nicht verzieht. |
Hochnickellegierung ermöglicht Härten von Fahrzeugteilen bei höheren
Temperaturen
Von Dr. Gerry Crawford
Nickel Magazine, Juli 2005 -- Die hochnickelhaltige Legierung N06025 wird eines Tages vielleicht N08330 als „Allround-Werkstoff" für Drahtbehälter und Befestigungsvorrichtungen verdrängen, die beim Aufkohlen von Getrieberädern und anderen KFZ-Teilen zum Einsatz gelangt.
Um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen, werden Getrieberäder in der Regel mit kohlenwasserstoffreichem Gas wie z.B. Acetylen behandelt. Dies geschieht bei hohen Temperaturen, bei denen sich Kohlenstoff im Stahl ausbreitet und eine austhenitische Oberflächenschicht aus 0,8% bis 1,0% Kohlenstoff bildet. Nach der Löschung formt sich das Kohlenstoffausthenit zu Martenit um, wodurch die Räder eine gehärtete Randschicht erhalten.
Das Aufkohlen von Getrieberädern erfolgt normalerweise noch bei Temperaturen um 900°C. Der Trend geht jedoch zu höheren Temperaturen um 940 -1040°C, denn bei diesen Temperaturen lassen sich die Behandlungszeiten verkürzen, Verluste durch Verzug minimieren und so Durchsatz, Produktivität und Gewinn steigern.
„N08330 ist bis heute der Allround-Werkstoff zur Herstellung von Drahtbehältern und Befestigungsvorrichtungen in denen Getrieberäder beim Aufkohlen gehalten werden", erklärt Jason Wilson, Technischer Marketingmanager bei Rolled Alloys Inc. Ein Problem besteht jedoch darin, dass dabei auch die Drahtbehälter aufgekohlt werden und diese sich so weit verziehen, dass sie letztendlich ersetzt werden müssen.
Mit einem Nickelgehalt von nur 35% und 19% Chrom hat N08330 nicht die Qualität von N06025 (62% Nickel, 25 % Chrom), das dem Vakuumaufkohlungsprozess und hohen Temperaturen gegenüber beständiger ist.
Bei Behältern aus N08330 treten schon bei 900°C erste Schäden auf. Nach ungefähr acht Monaten zeigen sich Risse und der Verzug ist so stark, dass eine weitere Verwendung nicht länger möglich ist. Dagegen zeigte N06025 selbst nach 12-monatigem Probebetrieb keinerlei Anzeichen von Verzug.
Zwar ist N06025 derzeit etwa fünfmal so teuer wie N08330, doch hält der Werkstoff im Idealfall um ein Vielfaches länger als N08330. Dies macht ihn im direkten Vergleich mit N08330 durchaus wettbewerbsfähig. Dieser Haltbarkeitsnachweis ist jedoch noch zu erbringen.
Robert Peters, Betriebsleiter bei ALD Thermal Treatment Inc. im südkalifornischen Blythewood ist überzeugt, dass „N06025 mit steigenden Aufkohlungstemperaturen im Bereich von 940 bis 1040°C und ggf. darüber hinaus N08330 zunehmend überlegen ist."
Auch wenn N06025 bereits seit über 10 Jahren in vielen Hochtemperaturprozessen und anderen Anwendungen zum Einsatz kommt, sind die Untersuchungen von N06025 als Werkstoff für Drahtbehälter und Befestigungsvorrichtungen noch nicht abgeschlossen. Die Legierung ist derzeit recht teuer, weil sie auf dem Markt noch nicht in ausreichender Menge in Stangenform und geeigneten Abmessungen erhältlich ist, wie sie zur Fertigung von Drahtbehältern und Befestigungsvorrichtungen benötigt werden.
Ist die Leistungsfähigkeit des Materials bei höheren Temperaturen jedoch erst einmal nachgewiesen und von der Industrie akzeptiert, dürften die Produktionszahlen von Drahtbehältern steigen und damit der Preis soweit fallen, dass N06025 mit der heute zum Vakuumaufkohlen von Getrieberädern überwiegend verwendeten N08330-Legierung konkurrieren kann.
Dr. Gerry Crawford ist ein in Toronto ansässiger freier Mitarbeiter
des Nickel Institute.
FOTOS: Rolled Alloys Inc.
 Jason Wilson Technischer Marketing Direktor Rolled Alloys Inc. 125 West Sterns Rd. Temperance Michigan 48182-4939 U.S.A. Tel.: 1 800 928 9842 E-mail: jwilson@rolledalloys.com Internet: www.rolledalloys.com Robert Peters |
