Afschrikken, ook wel harden genoemd, is het proces waarbij staal (of een andere legering) wordt verhit en vervolgens snel wordt afgekoeld, waardoor de hardheid, hetzij aan het oppervlak, hetzij in het gehele materiaal, sterk toeneemt. Bij vacuümafschrikken vindt dit proces plaats in vacuümovens waarin temperaturen tot 1300 °C kunnen worden bereikt. De afschrikmethoden verschillen afhankelijk van het te behandelen materiaal, maar afschrikken met stikstofgas is het meest gebruikelijk.
Afkoeling met vacuümgas:
Tijdens het vacuümgasafschrikken wordt het materiaal in afwezigheid van zuurstof verwarmd door convectie in een medium van inert gas (N₂) en/of warmtestraling onder onderdruk. Het staal wordt gehard met een stroom stikstof, waarbij de afkoelsnelheid kan worden bepaald door de overdruk te kiezen. Afhankelijk van de vorm van het werkstuk kan ook de richting en de duur van het stikstofblazen worden gekozen. Optimalisatie van de tijd en de temperatuurregeling van het staal vindt tijdens het proces plaats met behulp van pilotthermokoppels die op het werkstuk in de verwarmingskamer kunnen worden geplaatst. Staal dat in een vacuümoven is warmtebehandeld, verkrijgt de gewenste sterkte- en hardheidseigenschappen over de gehele doorsnede, zonder oppervlakteontkoling. De austenitische korrel is fijn en voldoet aan internationale normen.
Vrijwel alle technisch interessante staallegeringen, zoals verenstaal, koudvervormd staal, gehard en getemperd staal, wrijvingsarm lagerstaal, warmvervormd staal en gereedschapsstaal, evenals een groot aantal hooggelegeerde roestvrijstalen en gietijzerlegeringen, kunnen op deze manier worden gehard.
Vacuümoliekoeling
Bij vacuümoliekoeling worden verhitte materialen gekoeld met vacuümolie. Omdat de ladingoverdracht plaatsvindt onder vacuüm of bescherming van inert gas nadat de oven vacuüm is gespoeld, blijft het oppervlak van het werkstuk beschermd totdat het volledig in de olie is ondergedompeld. De oppervlaktebescherming is vrijwel gelijk, ongeacht of er in olie of gas wordt gekoeld.
Het grootste voordeel ten opzichte van conventionele oplossingen voor afkoeling in atmosferische olie is de nauwkeurige controle van de koelparameters. Met een vacuümoven is het mogelijk om de standaard afkoelingsparameters – temperatuur en roering – aan te passen, evenals de druk boven de afkoelingstank.
Door de druk boven de tank te wijzigen, ontstaat een drukverschil in het oliebad, wat de efficiëntiecurve van de oliekoeling, gedefinieerd bij atmosferische druk, verandert. De kookzone is immers de fase waarin de koelsnelheid het hoogst is. De verandering in oliedruk beïnvloedt de verdamping ervan als gevolg van de warmte van de belasting.
De drukverlaging activeert het verdampingsfenomeen, wat de kookfase in gang zet. Dit verhoogt de koelefficiëntie van de blusvloeistof en verbetert het uithardingsvermogen ten opzichte van atmosferische omstandigheden. De massale stoomvorming kan echter een omhullingsfenomeen veroorzaken en potentiële vervorming met zich meebrengen.
De verhoogde druk in de olie remt de dampvorming en vertraagt de verdamping. De mantel hecht zich aan het onderdeel en koelt gelijkmatiger, maar minder abrupt, af. Oliekoeling in vacuüm is daarom gelijkmatiger en veroorzaakt minder vervorming.
Vacuüm waterkoeling
Processen zoals vacuümoliekoeling zijn de ideale oplossing voor de hardingswarmtebehandeling van aluminium, titanium of andere materialen die voldoende snel moeten worden afgekoeld.
Geplaatst op: 7 mei 2022