Volume 61, Issue 2

Kurzfassung Erfahrungen aus einer Lohnhärterei zeigen, dass moderne Managementwerkzeuge im Qualität und Umweltmanagement notwendig sind, um im höchsten Qualitätsbereich bestehen zu können und die Kundenzufriedenheit aufrechtzuerhalten. Um die Zertifizierung nach ISO/TS 16949:2002 und nach ISO 14001:2005 zu erreichen, muss die Prozessorientierung vom Management gefördert und vorgelebt werden. Im Folgenden wird über das Norm-Regelwerk, die Organisation und die Qualitätsplanung berichtet. Basierend auf dem Qualitätsplan sollte die Anlage und die Charge vorbereitet und für die darauffolgende Wärmebehandlung freigegeben werden. Der Wärmebehandlungsprozess kann nach heutigem Stand der Technik mit modernen Steuerungs- und Reglersystemen überwacht werden. Die Ergebnisse der Laborprüfungen werden dem Kunden immer häufiger elektronisch als PDF-Datei zur Verfügung gestellt. Die Kundenzufriedenheits- und Datenanalyse sowie die Ergebnisse aus den Audits sind entscheidend für den kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) in der Härterei.

Kurzfassung Zunehmende Leichtbauweise und andererseits ständig steigende Anforderungen an die Festigkeit von Motor- und Achsteilen führen zu zunehmenden Anforderungen an die Fertigungsqualität beim Induktionshärten. Der Induktionshärteprozess erfordert daher in der Serienfertigung eine optimale Abstimmung von Werkstoff, Fertigungsverfahren, Bauteilverhalten und Kosten. Dem Vorteil des Induktionshärtens, dass es ein bewährtes und vor allem kostengünstiges Härteverfahren für die Serienfertigung ist, stehen Nachteile hinsichtlich eines großen Aufwands für das Qualitätsmanagement gegenüber. In diesem Beitrag wird eine Übersicht über den Themenkreis “Qualität von Induktionshärteprozessen” aus der Sicht des Anwenders gegeben werden. Es werden dabei die wichtigsten Punkte aus den Themenkreisen Werkstoff und Härtetechnologie erläutert.

Kurzfassung Die Forderung der Antriebstechnik nach langlebigen, wirtschaftlich hergestellten technischen Produkten setzt, außer einem anwendungsgerechten Design, eine genaue Kenntnis der vorgesehenen Werkstoff- und Bauteileigenschaften sowie eine spezifikationsgerechte prozesssichere Fertigung voraus. Ein immer wichtigeres Element eines erfolgreichen Qualitätsmanagement-Systems ist der Nachweis der Eignung der verwendeten Materialien, der korrekten Fertigung und der erzeugten Bauteileigenschaften. Durch die Anwendung geeigneter Softwareprogramme ist eine prozess- bzw. bauteilzugeordnete Darstellung der Ergebnisse aller dokumentationspflichtigen Prüfaufgaben möglich. Die in einem Abnahmeprüfzeugnis zusammengefasste Dokumentation aller relevanten Ergebnisse kann bei Bedarf Abnahmegesellschaften oder Kunden vorgelegt werden. Die immer häufigere Anwendung moderner zerstörungsfreier Prüfmethoden zur Bestimmung und Dokumentation definierter Messgrößen direkt am Bauteil trägt wesentlich zum sichereren Nachweis der Bauteilfunktionalität bei.

Kurzfassung Die bei der Niederdruckaufkohlung im Ofenraum und an der Stahloberfläche ablaufenden Pyrolyse- und Aufkohlungsvorgänge sind bisher nur zum Teil verstanden. Am Engler-Bunte-Institut, Karlsruhe, wird vor allem unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der Aufbauproduktbildung und des Verständnisses der Entstehung höherer Kohlenwasserstoffe die Aufkohlung mit verschiedenen kurzkettigen Kohlenwasserstoffen untersucht. Im Rahmen des vorliegenden Artikels werden Ergebnisse zur thermogravimetrischen Untersuchung der Aufkohlung von 16MnCr5 mit den Kohlenwasserstoffen Ethin, Ethen, Propan und Vinylacetylen vorgestellt und kritisch bewertet. Mit Hilfe von zeitlich aufgelösten Aufkohlungsverläufen lassen sich die Interaktionen zwischen Pyrolysereaktionen in der Gasphase und der Aufkohlungswirkung erklären. Das Ergebnis zeigt lösungsmittelfreies Ethin als den aufkohlungswirksamsten der untersuchten Kohlenwasserstoffe, und dass aber auch Ethen besonders bei hohen Aufkohlungstemperaturen geeignet ist.

High pressure gas quenching is a process for the hardening of steel parts which allows flexibility of operations, a reduced environmental impact, and a potential for controlling distortions. However this process remains mainly devoted to carburizing process or to low cooling rates quenching. Modelling offers an interesting path for extending the applications for gas quenching and optimizing the process. An original numerical tool coupling fluid flow, heat transfer and phase transformations has been developed by coupling both numerical codes Fluent and Sysweld. First, the choice of the turbulence model used for the fluid flow calculation with Fluent is discussed for a simple geometry for which lots of experimental results exist in the literature. Then, an application example for cooling of a C80 steel cylinder is presented, focusing on the analysis of the influence of phase transformations on the evolution of the heat transfer coefficient with wall temperature.

Kurzfassung Bei der Oberflächenhärtung mit Hilfe von Laserstrahlen ist eine konstante Einhärtetiefe erwünscht, wobei gleichzeitig Anschmelzungen vermieden werden sollen. Um Anschmelzungen zu verhindern, kann die Temperatur im Auftreffpunkt des Lasers gemessen und die Laserleistung entsprechend geregelt werden. Eine konstante Temperatur führt bei geometrisch komplizierten Bauteilen jedoch nicht zu einer konstanten Einhärtetiefe. In dieser Arbeit wird ein Verfahren aufgezeigt, bei dem durch numerische Simulationen eine nicht konstante Oberflächentemperatur berechnet wird, die eine konstante Einhärtetiefe liefert. Die berechnete Oberflächentemperatur kann als Solltemperatur im realen Prozess benutzt werden.

Kurzfassung Die folgenden Ausführungen schließen unmittelbar an die Teile 1 und 2 dieser Veröffentlichung an [1, 2]. Diese Teile enthalten auch ausführliche Symbollisten, die hier nicht wiederholt werden. Neu hinzukommende Symbole werden im Text erläutert. Für die dauerfeste Dimensionierung von nitrierten Teilen gibt es heute keine allgemein anerkannten Regeln, nach denen aus der Dauerfestigkeit von Proben unter Berücksichtigung der Bauteileinflüsse, wie Größe, Geometrie, Belastungsart, Herstellungsart, Oberfläche, Mittelspannung und Eigenspannung, die Bauteildauerfestigkeit abgeleitet werden kann. Da viele nitrierte Bauteile dauerfest ausgelegt werden, wurde in einem Forschungsvorhaben an Dimensionierungsrichtlinien gearbeitet, deren experimentelle Grundlage und Gestalt in dieser Veröffentlichung dargestellt werden. Im Rahmen des hier beschriebenen Projekts wurden experimentelle und rechnerische Untersuchungen zur Bestimmung der Dauerfestigkeit gasnitrierter glatter und gekerbter Proben aus dem Stahl 31CrMoV9 durchgeführt. Nachdem in den Teilen 1 und 2 dieser Veröffentlichung die experimentellen Ergebnisse und die Möglichkeiten zur Berechnung der Dauerfestigkeit dargestellt wurden [1, 2], wird im vorliegenden Teil eine Methode zur Optimierung von Modellparametern des erweiterten Fehlstellenmodells vorgestellt, welche zu verbesserten Vorhersagen der Dauerfestigkeit führt. Abschließend wird eine kritische Bewertung der durchgeführten Berechnungen vorgenommen.