Salzbadaufkohlen

Was ist Salzbadaufkohlen?

Wegen ihrer hohen Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit eignen sich geschmolzene Salze zur Wärmeübertragung in großtechnischen Anlagen, insbesondere die hohe chemische Reaktivität der Salzschmelze macht man sich bei der thermochemischen Reinigung der Bauteiloberflächen zunutze.

Das Aufkohlen im Salzbad ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das meist für kleine und mittelgroße Werkteile eingesetzt wird.

Im Salzbad stammt der in das Werkstück einzudiffundierende Kohlenstoff aus einer Salzschmelze, einer Mischung aus Natriumcyanid (NaCN) und Bariumchlorid (BaCl2).

Salzbadaufkohlen Verfahren

Die aufzukohlenden Teile werden in die Salzschmelze gebracht und bei Temperaturen – ähnlich zum Verfahren im Ofen – bei etwa 850 °C bis 950 °C behandelt. Die angestrebte Aufkohlungstiefe ist eher gering und liegt unter 0,5 mm. Daher sind die Prozesszeiten in der Regel kurz. Durch die ständige Überwachung der Konzentration von Kaliumcyanid und Kaliumcyanat bleibt der Prozess stabil und die Reproduzierbarkeit ist gewährleistet.

Nach dem Aufkohlen werden die Werkstücke meist in einem weiteren Salzbad bei niedrigeren Temperaturen zwischen 160 °C und 200 °C abgeschreckt. Auch hier ist der Vorteil der Verwendung von geschmolzenem Salz eine hohe Gleichmäßigkeit der Abschreckwirkung auf das Werkstück, ohne jegliche Dampfblasenbildung.

Vorteile der Salzbadaufkohlung

Das Aufkohlen im Salzbad bietet die Vorteile eines flexiblen Einsatzes und einer großen Temperaturgleichmäßigkeit um das Teil herum.

Hohe Austenitisierungstemperaturen möglich
Unterschiedlich geforderte Abkühlungsgeschwindigkeiten möglich
Geringeres Maßänderungsverhalten der Bauteile erzielbar

Geeignete Werkstoffe für das Verfahren

Die dafür verwendeten Stähle sind in ihrer chemischen Zusammensetzung auf das Einsatzhärten abgestimmt. Sie besitzen einen niedrigen Kohlenstoffgehalt von ca. 0,1 % bis 0,2 % und sind – je nach Anforderung an die Kernhärte – mit einem Legierungsgehalt unter 2 % nur mäßig legiert.

Unlegierte Einsatzstähle
Niedrig legierte Einsatzstähle

Anwendungsgebiete

Das Salzbadaufkohlen wird meistens für Bauteile eingesetzt, die bei einer klassischen Wärmebehandlung in einem Kammerofen mit einer Ölabschreckung ein höheres Maßänderungsverhalten aufweisen.

Aufgrund der Verwendung des cyanidhaltigen Salzes gibt es jedoch aus ökologischer Sicht Bedenken gegen diese Behandlung. Zudem ist die Entsorgung der Altsalze sehr kostenintensiv.