Vakuum-/Niederdruckaufkohlen (LPC)

Was ist Vakuum-/Niederdruckaufkohlen?

Beim Verfahren der Niederdruckaufkohlung (LPC), auch als Vakuumaufkohlen bezeichnet, handelt es sich um eine thermochemische Wärmebehandlung, bei der Stahlteile auf Temperaturen, die üblicherweise im Bereich von 900 °C bis 1000 °C liegen, erhitzt und in eine Aufkohlungsatmosphäre gebracht werden. Es ist eine alternative Technologie zur traditionellen Aufkohlung im Schutzgas (atmosphärisch).

Die Niederdruckaufkohlung bietet einen sauberen und modernen Ansatz für die Aufkohlung. Diese Wärmebehandlung erfordert echte Präzision und ermöglicht eine minimale Verformung des ursprünglichen Bauteils während der Aufkohlung, aber immer in Anlehnung an den vorliegenden Eigenspannungszustand des Bauteils.

Niederdruckaufkohlen Verfahren

Der Zweck des Aufkohlens ist die Anreicherung der Oberflächenschicht mit Kohlenstoff und damit die Erhöhung der Härte und Abriebfestigkeit bei gleichzeitiger Erhaltung eines verformbaren Kerns. Unmittelbar nach dem Aufkohlen wird meist ein Härten und Anlassen durchgeführt. Im Gegensatz zum traditionellen Aufkohlen hat das Vakuumaufkohlen eine Reihe von Vorteilen, die sich sowohl aus den verwendeten Trägergasen – C2H2/Acetylen – als auch aus der Umgebung, in der es durchgeführt wird – einem Vakuumofen – ergeben. Es ist umweltfreundlich – keine CO₂-Emissionen aus dem Prozess.

Niederdruckaufkohlen Vorteile

Besonders Werkzeugstahl profitiert vom Niederdruckaufkohlen, da das Verfahren in sehr verschleißfesten Oberflächen resultiert. Das ist ideal für den Werkzeugbau.

Die wichtigsten Vorteile sind:

Keine Oxidation an den Korngrenzen
Engerer Toleranzbereich der Einsatzhärtetiefe – geringere Streuung der Ergebnisse
Stabilität und Wiederholbarkeit der Ergebnisse
Genaues Aufkohlen von engen Bohrungen, einschließlich Sacklöchern
Minimierung von Abschreckverformungen – resultierend aus der Verwendung von Gas als Abschreckmedium, wobei auch Ölabschreckung möglich ist.
Erhöhung der Produktionseffizienz durch die Möglichkeit der Durchführung von Prozessen bei höheren als den herkömmlichen Temperaturen, d. h. 980 °C und höher
Saubere Oberfläche (silber-metallisch), keine Oxidation
Umweltfreundlich – keine CO₂-Emissionen aus dem Prozess

Geeignete Werkstoffe für das Niederdruckaufkohlen

Höher legierte Einsatzstähle, die bei einer Stickstoffabschreckung noch eine ausreichende Abkühlgeschwindigkeit vorfinden. Für unlegierte und niedriglegierte Stähle wenige geeignet.

Anwendungsgebiete

Getriebezahnräder und Wellen, insbesondere im Automobilbereich sowie für Industriegetriebe und ähnliche Anwendungen. Hochdruck-Einspritzkomponenten für Verbrennungsmotoren. Lagerschalen und Ringe für Gleit- und Kugellager.

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Häufig gestellte Fragen zu Niederdruckaufkohlen

Wie unterscheidet sich Niederdruckaufkohlen von anderen Wärmebehandlungsverfahren?

Das Niederdruckaufkohlen ist ein Verfahren in einem Vakuumofen, d. h., die Aufkohlung passiert nicht in einer kohlenstoffhaltigen Atmosphäre (Endogas) mit Anteilen von Sauerstoff. Dadurch gibt es beim Niederdruckaufkohlen auch keine Randoxidation.

Wie lange dauert der Prozess der Niederdruckaufkohlungs in der Regel?

Hier gibt es keine Regel. Die Prozesszeit ist abhängig von der Behandlungstemperatur, der Bauteilgeometrie und der zu erzielenden Aufkohlungstiefe.

Gibt es spezielle Nachbehandlungen, die nach dem Niederdruckaufkohlen erforderlich sind?

Spezielle Nachbehandlungen sind nicht erforderlich. Bei einer Abschreckung unter Stickstoff noch einmal eine Nachreinigung.