PreNitLPC®

PreNitLPC® – schnelle und wirtschaftliche Vakuumaufkohlung

Als Vornitrierungsoption für die Niederdruckvakuumaufkohlung erweitert PreNitLPC die Anwendungen für die LPC-Vakuumaufkohlung durch Verwendung höherer Aufkohlungstemperaturen. PreNitLPC ist eine moderne, schnelle und kosteneffiziente Ergänzung zu unserem Standard-Niederdruck-Aufkohlungssystem, das den Prozess durch eine wesentliche Verkürzung der Zykluszeiten verbessert.

Durch die Dosierung des Stickstoffträgers während der gesteuerten Aufheizrampe, kann der Ofen bei höheren Temperaturen (1000 ºC / 1800 ºF und darüber) betrieben werden, während eine feine Kornstruktur innerhalb des Gehäuses aufrechterhalten wird. Die Festigkeitseigenschaften ähneln denen, die bisher bei niedrigeren Temperaturen konventionell aufgekohlt wurden.

Diese Technologie spart Verarbeitungskosten durch Reduzierung der Aufkohlungszykluszeit und des Verbrauchs an Prozessgasen (C2H2, C2H4, H2, NH3) in Litern gemessen, nicht wie bei konventionellen Technologien, in Kubikmetern pro Stunde. PreNitLPC® ist ein einzigartiger Prozess, der sowohl bei den Betriebskosten als auch bei der Prozesseffizienz einen Gesamtwert bietet.

Patent-Nr.: EP 1558780 & EP 1558781, Patent-Nr.: US 7,513,958 & US 7,550,049

Technische Hauptmerkmale

Im Folgenden wird gezeigt, wie die PreNitLPC-Technologieoption die Qualität und Effizienz der Vakuumaufkohlung verbessert:

• Hochtemperaturprozess, bis zu 1050 °C (1900 °F) mit gleichzeitiger Beibehaltung einer feinkörnigen Struktur

Abb. 1 Gehäusekorndurchmesservergleich nach Vakuumaufkohlungsprozess für 18CrNiMo7-6-Stahl, korreliert mit der Temperatur 920 °C (1650 °F), 1000 °C (1800 °F) und angewandter Technologie: LPC, PreNitLPC.

• Erhöhte Geschwindigkeit des Gehäusewachstums
• Reduzierung der Aufkohlungszykluszeit und damit wesentliche Kostenreduzierung

Abb. 2 Ungefähre Zeiten der LPC-Aufkohlung für 16MnCr5-Stahl abhängig von der erforderlichen Temperatur und ECD.

• Geringerer Gehalt an Austenitablagerungen und geringere Carbid-Bildungsfähigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung nicht reduzierter, nützlicher mechanischer Eigenschaften

Abb. 3 Der Gehalt an Austenitablagerungen im Vergleich, nach dem Vakuumaufkohlungsprozess für 18CrNiMo7-6-Stahl korreliert mit der Temperatur von 920 °C (1650 °F), 1050 °C (1900 °F) und mit der angewandten Technologie: LPC, PreNitLPC.

Abb. 4 Die geringere Karbidbildungsfähigkeit nach dem Vakuumaufkohlungsprozess für 18CrNiMo7-6-Stahl im Vergleich, korreliert mit der Temperatur von 920 °C (1650 °F), 1050 °C (1900° F) und der angewandten Technologie LPC, PreNitLPC.

• Entworfen für die typischen Gehäusehärtenden Stähle

Wirtschaftliche Hauptmerkmale

• Je größer die Gehäusetiefe, desto größer der Zeitgewinn

Abb. 5 Gesamtdauer des Verfahrens (von der Beladung bis zum Entladen der Ladung aus dem Ofen) beim Aufkohlen und bei ölgehärteten Teilen aus 16MnCr5-Stahl im Vergleich zur angewandten Technologie, Temperatur und der Gehäusetiefe. Die Referenztechnologie (100%) ist das herkömmliche Aufkohlen mit endothermer Atmosphäre und Ölabschreckung bei 920 °C (1650 °F). Der Reduktionsbereich hängt von der in der PreNitLPC-Technologie angewandten Temperatur ab.

• Je größer die Gehäusetiefe, desto niedrigere Betriebskosten

Abb. 6 Nutzungskosten (Elektrizität, Aufkohlungsgase) des gesamten Prozesses (von der Beladung bis zum Entladen der Ladung aus dem Ofen) beim Aufkohlen und bei ölgehärteten Teilen aus 16MnCr5-Stahl im Vergleich zur angewandten Technologie, Temperatur und der Gehäusetiefe. Die Referenztechnologie (100%) ist das herkömmliche Aufkohlen mit endothermer Atmosphäre und Ölabschreckung bei 920 °C (1650 °F). Der Reduktionsbereich hängt von der in der PreNitLPC-Technologie angewandten Temperatur ab.

• Je größer die Gehäusetiefe, desto größer der Gewinn

Abb. 7 Mögliche Erhöhung der Bewertung der Rentabilität der Ausrüstung, basierend auf der der Zeit- und Nutzungskostenreduzierung beim Aufkohlen mit PreNitLPC®-Technologie im Vergleich zur Aufkohlung unter kontrollierter Atmosphäre.

Niederdruckaufkohlung von FineCarb® bedeutet:

• Prozessreinheit durch Mehrkomponenten-Aufkohlungsgasgemisch (CH4-C2H2-H2)
• Hervorragende Kohlenstoffpenetration beim Aufkohlen von dicht gepackten Ladungen und komplex geformten Werkstücken oder Sacklöchern (Dieselmotor-Düsen)
• Wiederholbare und hochschnelle Verarbeitung
• Sehr geringer Verbrauch von Aufkohlungsgasen
• Bessere Qualität dank keiner interkristallinen Oxidation (kein IGO) und präziser Gehäusegleichmäßigkeit
• Einfachheit der Aufkohlung von Flugzeugen und legierten Stählen, d. h.: Pyrowear® Legierung 57, M-50 NIL, SAE 9310, Ferrium-C61-Legierung usw.
• Kompatibel mit NADCAP