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TECHNOLOGIE
teile möglichst gleichmäßig abkühlen. Als
Abschreckmedien kommen Luft, Wasser
und Polymer infrage. Welche Abschreckung
gewählt wird, hängt vom Bauteil ab, von
seiner Geometrie und den mechanischen Eigenschaften,
die erzielt werden sollen. Die
Polymer-Abschreckung ist beispielsweise für
komplexe Bauteile wie Kurbelgehäuse interessant.
Strukturteile wie Längsträger, die eine
große Oberfläche bei vergleichsweise geringer
Masse aufweisen, lassen sich gut mit Luft
abschrecken. Luftkühlung bei Belte heißt
HISAQ (High Speed Air Quenching), also
Luftabschreckung bei hoher Geschwindigkeit.
Belte hat diese Entwicklung für die Wärmebehandlung
von Kokillenguss- und Druckgussteilen
im Jahr 2003 zum Patent angemeldet.
Entwicklungsarbeiten mit Strahlungswärme
statt Luftumwälzung
Typischweise wird bei der Wärmebehandlung
mit Konvektion gearbeitet. Die Öfen sind so
aufgebaut, dass der Ofenraum per Luftumwälzung
aufgeheizt wird und die Bauteile
mit der heißen Luft in Kontakt kommen.
Das Unternehmen erprobt derzeit ein neues
Verfahren, bei dem die Bauteile direkt durch
Infrarotstrahler bestrahlt werden. „Auf diese
Weise lassen sich die Bauteile mit sehr hoher
Geschwindigkeit punktgenau auf Temperatur
bringen. Praktisch in wenigen Minuten“, so
Dan Dragulin, Leiter F & E bei der Belte AG.
Mit solchen Versuchen für Audi wurde bereits
vor drei Jahren begonnen.
Bei der Wärmebehandlung geht es immer
um mechanische Eigenschaften, aber auch um
Kosten. „Bei einem großen Ofenraum mit
Konvektionserwärmung dauert die Aufwärmphase
45 Minuten und länger, zum Beispiel
auf einer Durchlaufanlage für Zylinderköpfe.
Mit der Infrarotaufheizung haben wir es in
Versuchsanordnungen geschafft, solche Bauteile
innerhalb von sieben Minuten auf Temperatur
zu bringen. Ich kann so nicht nur die
Verweilzeit im Ofen verkürzen, sondern habe
durch die schnellere Aufheizung noch bessere
mechanische Eigenschaften“, hebt Belte hervor.
Zu den Versuchsergebnissen an einem
Strukturgussteil für Audi siehe nachfolgenden
Bericht.
Mit diesem Verfahren befindet sich Belte
noch im frühen Versuchsstadium. Ob und
in welcher Form diese Methode in Zukunft
marktfähig wird, ist noch nicht ausgemacht.
Die Entwicklungsarbeiten daran aber zeigen,
„dass wir nicht der klassische Dienstleister
sind, der Wärmebehandlung nach Vorschrift
macht, sondern ständig bestrebt sind, Prozesse
weiterzuentwickeln“, betont Belte. ■
Überwachung der automatischen Prozesse der Belte AG
Controlling automatic processes at Belte AG
is yet another sign that lightweight construction
with aluminium in automobiles is advancing.
Not least, because the casting process
with subsequent heat treatment enables the
production of complex and multi-functional
components which previously had to be expensively
assembled from several separate
individual components.
“The jigging and charging of the
components is very important”
The company’s core business and competence
is still today heat treatment and the development
of innovative heat treatment methods.
“Now and then alloy development is also involved
since the alloy and its successful heat
treatment are two sides of the same coin.
Moreover, we also offer mechanical machining,
for example of structural components. For
Bearbeitung eines Strukturbauteils
chassis components, besides heat treatment we
also carry out X-ray and crack testing,” says
Mr Belte.
Mechanical machining is most advanced in
the case of structural components. The parts
come from the foundry, they are deburred at
Belte, then solution-annealed and quenched,
automatically straightened, artificially aged
and mechanically machined. Finally helicoils
(wire-wound inserts) and other elements are
fitted. The components are then CIL-coated
(CIL = Cathodic Immersion Lacquering),
packed, and sent off.
In heat treatment and quenching the critical
factors are always yield strength, fracture
strength, tensile strength, internal stresses
and to an increasing extent also corrosion resistance,
all of which are influenced by heat
treatment. Besides plant technology, temperature
and time control and quenching, the
supporting jigs also
play an important part
for optimum heat treatment.
“When we heat
structural components
or castings to 460 to
490 °C, we are approaching
a temperature
range in which the
components begin to
deform plastically. So
the way they are jigged
and charged is very
important. We have
developed a great deal
of know-how about
the supporting jigs and
worked out solutions
about how to load the
components into the
furnace and fix them
in it, to ensure the least
Machining a structural component
68 ALUMINIUM · 9/2013