Wärmebehandlungstechnik verleiht hoch belasteten Maschinenteilen mehr Widerstandskraft
Wärmebehandlungstechnik verleiht hoch belasteten Maschinenteilen mehr Widerstandskraft
(pressrelations) - >11.000 Mal pro Minute dreht sich der Rotor eines 120 W Druckluftlamellenmotors unter Last. Unentwegt lässt ihn die Druckluft im exzentrischen Zylinder rotieren. Langlebigkeit, Beständigkeit und Robustheit sind die Qualitätsmerkmale eines leistungsfähigen Druckluftlamellenmotors moderner Bauart. Wenn z.B. nach 1.000 Betriebsstunden das erste Mal die Lamellen des Antriebs routinemäßig ausgetauscht werden, hat sich der Rotor bereits 660 Millionen Mal um die eigene Achse bewegt. Der Stahl für derart hoch belastete Maschinenteile muss besonders widerstandsfähig sein. Spezielle Härteverfahren verbessern die Mikrostruktur des Werkstoffes Stahl und erhöhen seine mechanische Widerstandskraft.
Ein international renommierter Spezialist für Druckluftmotoren, Automation, Schraubtechnik und Druckluftwerkzeuge ist die DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. in Amberg/Bayern. Durch die jahrzehntelange Erfahrung mit dem Werkstoff Stahl hat sich auch eine hohe Kompetenz für Wärmebehandlungsprozesse entwickelt. Nicht nur die Werkstücke für die eigene Produktion werden in der Wärmebehandlungstechnik in Amberg speziellen Härteverfahren unterzogen, zum Service der DEPRAG gehört zusätzlich die Wärmebehandlung von Werkstücken externer Auftraggeber.
Bevor sie ihren Platz in den Motoren finden, durchlaufen auch die stählernen Rotoren der bewährten Druckluftlamellenmotoren aus den verschiedenen DEPRAG Produktlinien die Wärmebehandlung. Die Fachleute für Härtetechnologien verwenden dabei ein kombiniertes Verfahren, das Einsatzhärten. Es wird vor allem bei hoch belasteten Getriebeteilen, Wellen, Leisten und anderen Maschinenbauteilen angewandt.
Ein Druckluftlamellenmotor arbeitet nach einem einfachen Prinzip: Durch komprimierte Druckluft wird der in einem exzentrischen Zylinder umlaufende Rotor in Bewegung gesetzt. In seinen Schlitzen stecken Lamellen, die durch Zentrifugalkraft nach außen gegen die Zylinderwand gedrückt werden. Es bilden sich Arbeitskammern für die sich ausdehnende Druckluft. Über diese Expansion der komprimierten zugeführten Luft wandelt sich die Druckenergie in kinetische Energie - die Drehbewegung entsteht.
Ein unverwüstlicher Rotor im Druckluftlamellenmotor ist die Voraussetzung für die langjährige Funktion des Motors. Auf modernsten Stangendrehautomaten werden die Rotoren in einer Aufspannung komplett gedreht, gefräst und die Rotorverzahnung gefertigt. Nach dem Härten werden die Rotoren auf hoch genauen Schleifmaschinen auf ihr endgültiges Passmaß gefertigt. Die Schlitze für die Lamellen werden auf einer speziell für DEPRAG konzipierten Fertigungsmaschine hergestellt und garantieren höchste Standzeiten für die Lamellen.
Die DEPRAG Amberg arbeitet mit dem Verfahren der Salzbadhärtung. Rotoren für Druckluftmotoren werden z.B. im Salzbad bei Temperaturen bis zu 950 Grad an der Randschicht des Rotors durch Diffusion mit Kohlenstoff angereichert, eine Voraussetzung für das spätere Härten. Bei der Salzbadaufkohlung lässt sich der Kohlenstoffgehalt besonders gut regeln und damit auch im Werkstück vorbestimmen. Die gängigen Einsatzhärtungstiefen liegen, je nach Bauteil und Kundenanforderung, zwischen 00,5 und 1,5 Millimetern.
Nach der gezielten Anreicherung mit Kohlenstoff werden die Werkstücke gehärtet und wieder angelassen (entspannt). Beim Härten wird der Stahl aus der Austenitphase (über 723 Grad Celsius heiß) schnell abgekühlt und erreicht unter Umgehung von Perlit- oder Ferritphasen das so genannte Härtegefüge Martensit. Dem Härtevorgang folgt das Entspannen oder Anlassen (geregelte Wiedererwärmung), um dem Stahl einen gewissen Zähigkeitsgrad zurückzugeben.
Einsatzhärten im Salzbad erhöht die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes Stahl. Das Ergebnis: die Festigkeit des Bauteils wird heraufgesetzt, der Verschleißwiderstand durch verstärkte Randschichthärte erhöht, die Kernzähigkeit vermehrt, die Belastbarkeit angehoben, die Biegewechselfestigkeit und Überlasttoleranz verbessert sowie die Dauerfestigkeit vergrößert. Das Salzbadhärten empfiehlt sich bei Präzisionsbauteilen der Feinwerktechnik, Werkzeugen für Warm- und Kaltarbeit und anderen höchstbelasteten Maschinenbauteilen wie zum Beispiel dem Rotor der Druckluftlamellenmotoren.
Eine besondere Wärmebehandlung nach dem Härtevorgang ist das Vergüten, ein Anlassen bei sehr hohen Temperaturen (bis zu 700 Grad Celsius). Ziel dabei ist es, dem Stahl eine möglichst hohe Festigkeit bei gleichzeitig hoher Zähigkeit zu geben. Maschinenbauteile, die plötzlich eintretenden Kräften ausgesetzt sind, und Sicherheitsbauteile, die großer Verformung standhalten müssen, sind Anwärter für diese Härtetechnologie.
Das Glühen von Stahl ist eine weitere Wärmebehandlungstechnik, die fest definierte, zur Verarbeitung notwendige Werkstoffeigenschaften erzielt. Normalglühen, Weichglühen, Spannungsarmglühen und BG-Glühen gehören zur Palette der bei der DEPRAG angewandten Technologien. Auch Gashärten, bei höheren Losgrößen wirtschaftlich und sehr prozesssicher, wird in einer Gashärteanlage der DEPRAG Produktionsstätte in Láznê Bêlohrad in der Tschechischen Republik angeboten.
Eine verzugsfreie Härtung der Werkstücke ist durch die Veränderung der Mikrostruktur des Stahls nahezu nicht möglich. Doch auf Grund der jahrzehntelangen Erfahrung ist das DEPRAG-Team in der Lage, den Verzug auf ein Minimum zu reduzieren. Die DEPRAG-Wärmebehandlungstechnik - zertifiziert nach DIN EN ISO 9001 - unterliegt einer strengen, dem jeweiligen Fall angemessenen Qualitätskontrolle. Die Bauteile erhalten ein Qualitätszertifikat, nachdem sie die Härteprüfverfahren nach Rockwell, Brinell und Vickers durchlaufen haben. Wie sich das Stahlgefüge oder die Aufkohlungstiefe unter dem Mikroskop darstellt, lässt sich als digitales oder gedrucktes Bild übermitteln, wobei diese zerstörende Prüfung besonders bei Stichproben größerer Fertigungslose Anwendung findet.
Zum Leistungsspektrum der Wärmebehandlungstechnik in Amberg zählt die ausführliche Beratung in der wärmebehandlungsgerechten Werkstoffauswahl und der Auslegung der Härtungsvorschriften. Der Service schließt auch metallografische Untersuchungen und Schadensanalysen mit ein. Alle gängigen härtbaren Stähle, Vergütungsstähle und bei geringen Losgrößen auch hoch chromlegierte Stähle und Schnellstahl bis 1300 Grad Celsius mit einem Umfang der Werkstücke von maximal 280 Millimetern und einer Länge von maximal 450 Millimetern lassen sich in der DEPRAG Härterei bearbeiten. Großer Wert wird dabei auf Flexibilität und kurze Reaktionszeiten bei der Erledigung der Aufträge gelegt.
Die DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. ist mit 600 Mitarbeitern in über 50 Ländern ein anerkannter Anbieter von Druckluftmotoren, Automation, Schraubtechnik und Druckluftwerkzeugen. Ihre hohe Kompetenz in der Wärmebehandlungstechnik schlägt sich auch im Umweltschutz nieder. Absaugungs- und Filtersystemanlagen halten die verfahrensbedingten Emissionen unter dem Grenzwert des geltenden Bundes-immissionsschutzgesetzes. So hat man bei DEPRAG neben der hohen Kompetenz im gesamten Fertigungsprozess der qualitativ hochwertigen Bauteile auch sehr großes Augenmerk auf die ökologische Betrachtung der Verfahren gelegt.
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Dagmar Hierl
DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO.
Kurfürstenring 12-18
D-92224 Amberg
Tel: 09621 371-343
Fax: 09621 371-199
Email: d.hierl(at)deprag.de
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Datum: 30.09.2009 - 09:48 Uhr
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