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t e c h n o l o g i e
Abb. 2 und 3: Wärmebehandlung im
Kammerofen
Nach dem Lösungsglühen und Abschrecken
soll wie vorstehend beschrieben
bei der Warmauslagerung
das Ausscheiden der härtenden Phase
aus dem übersättigten Mischkristall
in einer vorgegebenen Zeit-Temperatur-Kurve
erfolgen. Um über das
Werkstück verteilt nur sehr geringe
Unterschiede hinsichtlich der Festigkeitswerte
zu erzielen, ist daher eine
sehr geringe Temperaturtoleranz äußerst
wichtig.
Der in Abb. 1 dargestellte allgemeine
Verlauf einer Wärmebehandlung
gibt den Zusammenhang zwischen
Zeit und Temperatur für ein Werkstück
an.
Die Haltedauer muss demnach so
groß gewählt werden, dass auch im
Abb. 4: Zweispurige Wärmebehandlungsanlage bestehend aus Anwärmofen, Halteofen
und Kühler
Werkstückkern die geforderte Temperatur
erreicht ist und somit der Ausscheidungsprozess
ablaufen kann.
Ein Überhitzen und Unterschreiten
der vorgegebenen Zeit-Temperatur-Kurve
muss vermieden werden,
um die geforderten Werkstückeigenschaften
zu garantieren. Für die Wirtschaftlichkeit
eines Bauteils ist die
exakte Wärmebehandlung von ausschlaggebender
Bedeutung.
Die Ofenanlage: Die besondere
Herausforderung gemäß dem Anforderungsprofil
liegt im gleichmäßigen
Aufheizen innerhalb der Zeit-Temperatur-Vorgabe,
ohne die maximal vorgegebene
Temperatur zu überschreiten,
sowie im gleichmäßigen Halten
bzw. Kühlen innerhalb dieser Vorgaben.
Prinzipiell unterscheidet man zwischen
diskontinuierlichem Betrieb
(z. B. im Kammerofen, Abb. 2, 3) und
kontinuierlichem Betrieb im Durchlaufofen.
Bei den Durchlaufanlagen
(Abb. 4, 6) wird zwischen ein- und
mehrspurigen Anlagen unterschieden.
Die Wärmeübertragung an das
Wärmebehandlungsgut erfolgt für beide
Ofentypen über Konvektion. Das
Aufheizen erfolgt im ersten Teil der
Anlage (bei Durchlauföfen). Durch
intensive Luftumwälzung und Luft-
Abb. 5: Typisches Zeit-Temperatur-Diagramm, Fa. Elpo GmbH
führung wird gewährleistet, dass zum
einen die erforderliche Zeit-Temperatur-Kennlinie
eingehalten wird und
zum anderen keine lokale „Überhitzung“
an den Teilen auftritt.
Im Haltebereich des Ofens werden
die Teile auf Temperatur gehalten, um
den eigentlichen Warmauslagerungsprozess
durchzuführen. Auch hier ist
eine gezielte Luftführung erforderlich,
unter Umständen abweichend
zu der in der Anwärmzone, um die
geforderten Temperaturtoleranzen
an allen Werkstückbereichen einzuhalten.
Die Abkühlung im nachfolgenden
Kühler kann meist so schnell wie
möglich erfolgen, es sind aber auch
Wärmebehandlungen gefordert, bei
denen ein vorgegebener Temperaturgradient
nicht über- oder unterschritten
werden darf.
Ofen und Kühler sind durch elektromotorisch
betrieben Hubtore voneinander
getrennt.
Das Zeit-Temperatur-Diagramm
einer Durchlaufanlage während einer
Ofenfahrt wird in Abb. 5 dargestellt.
Die Messkurve 1 zeigt die Lufttemperatur,
die Messkurven 2, 3 und 4 zeigen
die Temperatur an den verschiedenen
Stellen in den Gussteilen des
Glühgestells.
38 ALUMINIUM · 9/2009