Als ein amerikanischer Hersteller von Automobilbauteilen seine Schrott- und Nachbearbeitungsdaten überprüfte, fiel ein Muster auf: Zu viele Teile wurden nach der Wärmebehandlung abgelehnt.Variation der Härte zwischen den Chargen, inkonsistente Falltiefe und Mikrostruktur, und Kundenbeschwerden über unvorhersehbare Leistung wurden alle auf einen alternden Box-Typ-Ofen in der Mitte der Linie zurückverfolgt.

Um dies zu lösen, investierte die Anlage in einen 580kW-Rohr-Wärmebehandlungs-Ofen mit einer maximalen Betriebstemperatur von 1100°C, der speziell für Zahnräder entwickelt wurde.Schächte und andere sicherheitskritische Bauteile.

Härteverstreuung und Mikrostrukturinkonsistenz: wo der alte Ofen versagt hat

Vor der Modernisierung waren die Hauptprobleme:

• Batch-to-batch-Härte-Variation, die die Kunden-Grenzwerte überschritten, zwingt kostspielige 100% Inspektion und Nachbearbeitung.

• Ungleichmäßige Temperaturverteilung in der Ofenkammer, was zu einer inkonsistenten Mikrostruktur führt, auch wenn die Zykluszeiten theoretisch korrekt waren.

• Begrenzter Temperaturraum, was es riskant macht, für neue Legierungsklassen höhere Temperaturzyklen durchzuführen.

Mit anderen Worten, selbst mit guten Prozessrezepten auf Papier konnte der alte Wärmebehandlungsofen die erforderliche Einheitlichkeit an der Arbeitsfläche nicht physikalisch halten.

Röhre und mehrere Zonen: Stabilisierung von Prozessen bei 1100 °C

Der neue Rohr-Wärmebehandlungsofen wurde auf mehrere qualitätsorientierte Merkmale ausgerichtet:

• Mehrzonenrohrkammer mit unabhängig kontrollierten Zonen, um das Temperaturprofil entlang der Ofenlänge zu formen.

• Hochpräzise Thermoelemente und PID-Steuerung, die eine enge Steuerung um 1100 °C für anspruchsvolle Zyklen ermöglichen.

• Optimierte Ladeanlagen und Teileabstand, so dass jede Charge einen ähnlichen Gasfluss, Temperaturbelastung und Löschzeit hat.

Durch die Kombination von Ofenkonstruktion und aktualisierter Prozessvalidierung konnte das Werk die Kontrolle über Härte und Gehäusetiefe für Schlüsselkomponenten verschärfen.

Ergebnisse: weniger Überraschungen, bessere Qualität

Innerhalb weniger Monate, nachdem die Produktion durch den neuen Ofen ausgeführt worden war, verzeichnete die Anlage:

• Eine signifikante Verringerung der Nachbearbeitung aufgrund von Härte außerhalb der Toleranz.

• Konsistente Mikrostruktur über die gesamte Last hinweg, Verbesserung der Müdigkeit und Verschleißleistung.

• Höhere Zuversicht bei der Genehmigung neuer Wärmebehandlungsrezepte für fortgeschrittene Stähle.

Für dieses US-amerikanische Autoteilewerk verwandelte der 580 kW, 1100°C Tube-Typ-Wärmebehandlungs-Ofen die Wärmebehandlung von einem chronischen Risikopunkt in einen kontrollierten, vorhersehbaren Kernprozess.