Einfluss des Prozessgases auf Kohlenstoffaufnahme und Rußbildung in Niederdruck-und Plasmaaufkohlungsprozessen*
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B. Clausen
Dr.-Ing.
Brigitte Clausen , gebGondesen (1967), studierte Produktionstechnik an der Universität Bremen und ist seit 1996 als wissenschaftliche Mitarbeiterin im Institut für Werkstofftechnik in Bremen tätig.Dipl.-Ing. (FH)
Christoph Laumen , geb. 1970, studierte Werkstofftechnologie an der Fachhochschule Gießen-Friedberg. In der Zeit von 1995 bis 1997 war C. Laumen als Forschungs- und Entwicklungsingenieur im Bereich Wärmebehandlung bei der AGA AB in Lidingö, Schweden, tätig. 1997 wechselte er zur deutschen Tochtergesellschaft AGA Gas GmbH, Hamburg, wo er bis 1999 den Bereich Anwendungstechnik Wärmebehandlung unterstützte. Seit September 1999 arbeitet er als Projektleiter Verfahren-Werkstoffe im Corporate Engineering der Hilti Aktiengesellschaft in Schaan, Fürstentum Liechtenstein.Bergsingenjör
Torsten Holm , geb. 1944, studierte Metallurgie an der Königl. Technischen Hochschule in Stockholm. Seit 1983 ist T. Holm bei AGA AB in Lidingö, Schweden, tätig und leitet dort die Abteilung Wärmebehandlung.Priv.-Doz. Dr.-Ing
Franz Hoffmann , geb. 1950, studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe. Seit 1975 ist F. Hoffmann im Institut für Werkstofftechnik in Bremen tätig und leitet dort die Abteilung Wärmebehandlung.Prof. Dr.-Ing. habil.
Peter Mayr , geb. 1938, ist Professor an der Universität Bremen und Leiter des Fachgebietes Werkstoffwissenschaften im Fachbereich Produktionstechnik. Er ist geschäftsführender Direktor des Instituts für Werkstofftechnik in Bremen und Leiter der Hauptabteilung Werkstofftechnik.
Abstract
Niederdruck- und Plasmaaufkohlung sind Aufkohlungstechniken, denen zunehmend Interesse entgegengebracht wird. Beide bieten einen vergleichsweise hohen Kohlenstoffmassenstrom in die Werkstückoberfläche, der gerade bei einer Anhebung der Aufkohlungstemperatur unverzichtbar ist. Das hohe Kohlenstoffangebot bei Niederdruckaufkohlungsprozessen (mit oder ohne Plasma) begünstigt auf der anderen Seite Rußbildung im Ofen. Kohlenstoffablagerungen auf den isolierenden keramischen Bauteilen des Ofens können zu Kurzschlüssen führen und müssen möglichst verhindert werden. Die Keramikbauteile müssen daher spätestens ersetzt werden, sobald sie elektrisch leitend werden. Das Ziel der hier vorgestellten Untersuchung ist, festzustellen, ob die Qualität und die Zusammensetzung der eingesetzten Prozessgase einen Einfluss auf die Rußbildung und den Kohlenstoffmassenstrom in die aufzukohlenden Oberflächen hat. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl Qualität als auch Zusammensetzung des Prozessgases einen deutlichen Einfluss haben, dass es aber überraschenderweise nicht erforderlich ist, die beste erhältliche Gasqualität einzusetzen, um optimierte Aufkohlungsergebnisse zu erhalten.
Abstract
Low pressure carburizing and plasma carburizing are carburizing techniques of rising interest in the years to come. Both offer an unusual high carbon mass transfer, which is indispensable with a temperature raise in carburizing processes. It is known that during low pressure carburizing (with and without plasma assistance) sooting occurs at ceramic parts of furnaces. Since carbon deposit on these parts can cause short circuits it has to be avoided as far as possible and the ceramic parts have to be exchanged as soon as they become conductive. The aim of this investigation was to find out how the quality and composition of the used gases affect carbon deposit on ceramic parts and carbon mass transfer into the batch. The results show that there is a distinct effect of gas quality and composition, though it is surprisingly not necessary to use best quality gases to receive optimized carburizing results.
About the authors
Dr.-Ing. Brigitte Clausen, geb Gondesen (1967), studierte Produktionstechnik an der Universität Bremen und ist seit 1996 als wissenschaftliche Mitarbeiterin im Institut für Werkstofftechnik in Bremen tätig.
Dipl.-Ing. (FH) Christoph Laumen, geb. 1970, studierte Werkstofftechnologie an der Fachhochschule Gießen-Friedberg. In der Zeit von 1995 bis 1997 war C. Laumen als Forschungs- und Entwicklungsingenieur im Bereich Wärmebehandlung bei der AGA AB in Lidingö, Schweden, tätig. 1997 wechselte er zur deutschen Tochtergesellschaft AGA Gas GmbH, Hamburg, wo er bis 1999 den Bereich Anwendungstechnik Wärmebehandlung unterstützte. Seit September 1999 arbeitet er als Projektleiter Verfahren-Werkstoffe im Corporate Engineering der Hilti Aktiengesellschaft in Schaan, Fürstentum Liechtenstein.
Bergsingenjör Torsten Holm, geb. 1944, studierte Metallurgie an der Königl. Technischen Hochschule in Stockholm. Seit 1983 ist T. Holm bei AGA AB in Lidingö, Schweden, tätig und leitet dort die Abteilung Wärmebehandlung.
Priv.-Doz. Dr.-Ing Franz Hoffmann, geb. 1950, studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe. Seit 1975 ist F. Hoffmann im Institut für Werkstofftechnik in Bremen tätig und leitet dort die Abteilung Wärmebehandlung.
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mayr, geb. 1938, ist Professor an der Universität Bremen und Leiter des Fachgebietes Werkstoffwissenschaften im Fachbereich Produktionstechnik. Er ist geschäftsführender Direktor des Instituts für Werkstofftechnik in Bremen und Leiter der Hauptabteilung Werkstofftechnik.
Literatur
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2 Edenhofer, B.: Karbonitrieren in der stromstarken Glimmentladung. Vortrag auf dem 18. Härterei-Kolloquium, Wiesbaden, Okt. 1972.Search in Google Scholar
3 Altena, H.: Niederdruck-Aufkohlung mit Hochdruckgasabschreckung. HTM 53 (1998) 2, S. 93–101.10.1515/htm-1998-530210Search in Google Scholar
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© 2001 Carl Hanser Verlag, München
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