De hardingsprocessen:

Transcriptie

1

2

3 De hardingsprocessen: Vacuümharden Plasmanitreren Tenifer -QPQ Gasnitreren Nitro-Ox Gloeien Zoutbad harden Zoutbad carboneren

4 Menzing. Altijd kwaliteit. De warmtebehandelingen die uw producten ondergaan moeten goed zijn. Daar zou u in principe gewoon op moeten kunnen rekenen. Als u tenminste met een echte specialist te maken hebt. Menzing Warmtebehandeling is zo n specialist. Al zo n 20 jaar voeren onze vakmensen de meest uiteenlopende warmtebehandelingen uit. Daarmee verbeteren ze uw producten en verlengen ze de levensduur ervan. Door steeds te blijven innoveren, door betrokken te zijn bij het proces en door altijd flexibel te blijven zijn we iedere dag weer bezig onze kwaliteit te bewijzen. Dat is de reden waarom wij vol trots zeggen: wij kunnen het hard maken. Kwaliteit door innovatie U wilt topkwaliteit. Daarom zoekt Menzing Warmtebehandeling continu naar nieuwe of verbeterde warmtebehandelingstechnieken en productiemiddelen. En kijken we ook naar onze eigen organisatie, om de kwaliteit van de interne processen aan te scherpen en onze medewerkers vakgericht op te leiden. We verbeteren daarmee niet alleen de kwaliteit van onze dienstverlening, maar vooral ook van uw producten. Vanzelfsprekend houden we daarbij zoveel mogelijk rekening met het milieu. Door blijvend innovatief bezig te zijn, verhogen we telkens de kwaliteit van het eindresultaat. En daar gaat het uiteindelijk om. Betrokkenheid door vakmanschap Vakmanschap is een must in onze branche. De medewerkers van Menzing Warmtebehandeling beschikken dan ook over de benodigde specifieke kennis van warmtebehandelingsmethodes. Met onze jarenlange ervaring zijn we in staat voor ieder product en materiaal de juiste behandeling toe te passen. Deze kennis kan alleen worden vergaard door mensen die van hun vak houden.

5 Die zorgvuldig omgaan met producten en materiaal en nauwkeurig hun werkwijze documenteren, zodat de kennis bewaard blijft voor de toekomst. U begrijpt dus dat uw product in goede handen is bij Menzing Warmtebehandeling. En u altijd de topkwaliteit krijgt die u wenst. De jarenlange ervaring van onze medewerkers komt ook tot uiting in het proactief meedenken tijdens het proces. Als u volgens ons beter een andere warmtebehandeling kunt kiezen, zullen we dat gewoon zeggen. Het vakmanschap van Menzing Warmtebehandeling helpt u op deze manier de juiste keuze te maken. Snelheid door compactheid Net als u hebben wij dagelijks te maken met spoedorders. We leven Levering volgens uw planning Omdat u snelle levertijden verwacht, bieden wij u just-in-time delivery voor een soepel verlopend productieproces. Dit is zeker handig wanneer u aan projecten werkt met opgelegde deadlines. Als het echt snel moet, bieden we u zelfs 24-uurs- service op maat. Zo flexibel is Menzing Warmtebehandeling. Alles in eigen huis Wij houden het graag simpel. Daarom biedt Menzing Warmtebehandeling u een enorme diversiteit aan hardingsprocessen onder één dak. Allemaal vanuit ons pand in Haaksbergen. immers in een tijd waarin planningen steeds krapper worden, maar daar zijn onze interne processen op afgestemd. We zorgen bewust voor korte communicatielijnen en garanderen zo optimale flexibiliteit. Dat is ook de reden waarom Menzing Warmtebehandeling zich niet bezighoudt met grote massa. Wij blinken liever uit in flexibiliteit en vakmanschap.

6 Vacuümharden Tijdens het vacuümharden, de naam zegt het al, vindt het gehele hardingsproces plaats onder vacuüm. Daarna worden de producten zeer snel afgekoeld in een stikstofatmosfeer. Deze methode voorkomt oxidatie of ontkoling van het materiaal en resulteert in een blank oppervlak. Ook gloeien kan gedaan worden onder vacuüm, om te voorkomen dat het materiaal oxideert. Door voor vacuümgloeien te kiezen, ontstaat er geen lelijke oxidehuid. Onze vacuümovens kunnen tot 1200ºC verwarmd worden, waardoor ze geschikt zijn voor bijna alle gereedschaps- en snelstalen. Daarbij maakt het niet uit hoe groot, klein, zwaar of complex de producten zijn. Voordelen Milieuvriendelijke hardingsmethode Volledig blank oppervlak mogelijk Geringe maatverandering Vacuüm gloeien mogelijk Geen ontkoling Schoon oppervlak

7 Toepassingen Gereedschappen Matrijzen Stempels Messen Machineonderdelen Optimale precisie Als geen ander weten wij dat de huidige kwaliteiten gereedschapsstalen met veel zorg en nauwkeurigheid behandeld moeten worden. Om hier nog beter aan te kunnen voldoen, zijn onze vacuümovens uitgerust met de modernste, computergestuurde meet- en regelapparatuur, waardoor we een optimale procesbeheersing en constante kwaliteit kunnen waarborgen. Aantoonbare kwaliteit De hoge temperatuurnauwkeurigheid van de ovens vormt een gewenst kunnen uw behandelde producten worden geleverd inclusief een behandelingsrapport. Diepkoelen Om na het harden de in het materiaal aanwezige hoeveelheid restausteniet te verminderen, kunnen wij de producten diepkoelen. Hierbij worden de delen een bepaalde tijd op een temperatuur van -70 C tot -196 C gehouden. Dit vermindert spanningen en voorkomt bij zeer nauwkeurig werk volumeveranderingen. basis voor de behandeling van uw producten. Met behulp van de centrale procesregeling wordt de temperatuur van oven en charge voortdurend gemeten en geregistreerd. Indien

8

9 Nitreren Het thermochemisch behandelen waarbij de buitenlaag van een produkt wordt verrijkt met stikstof, noemen we nitreren. Wordt er naast stikstof tevens koolstof aan deze buitenlaag toegevoegd, dan spreken we van nitrocarboneren. Onze nitreerafdeling biedt de volgende mogelijkheden: Nitreren Gasnitreren Plasmanitreren (ook genoemd PulsPlasma Nitreren of Ionitreren ) Nitrocarboneren Tenifer -QPQ (zoutbadnitrocarboneren, Tufftride of Melonite ) Gasnitrocarboneren (Nitro-Ox ) Plasmanitrocarboneren ( PulsPlasma Nitrocarboneren of Ionitreren ) Naoxideren Bij alle drie nitreer-varianten, zowel gasnitreren, plasmanitreren als Tenifer -QPQ, bestaat de mogelijkheid om uw producten na de nitreerbehandeling te naoxideren. Door het naoxideren wordt met name de corrosiebestendigheid van de genitreerde oppervlakken aanzienlijk verhoogd. Het oxideren van nitreer-/nitrocarboneerlagen is met onze moderne oventechnieken geen probleem meer. Wij hebben de mogelijkheid om het naoxideren als onderdeel van Nitreerdiepte (Nht) Een nitreerlaag bestaat uit een verbindingszone en een diffusiezone. Hierbij is de verbindingszone het buitenste deel van de nitreerlaag. Deze verbindingszone is slechts enkele µm dik. Het genitreerde gebied onder de verbindingszone noemen we de diffusiezone. Deze kan tot meerdere tienden mm dik zijn. De diktes van de verbindingszone en diffusiezone zijn alleen d.m.v. metallografisch destructief onderzoek vast te stellen. de nitreerbehandeling in één hetzelfde proces uit te voeren. Voordelen naoxideren: hoge corrosiebestendigheid verhoogde slijtageweerstand verbeterde glij- en loopeigenschappen antraciet tot zwart oppervlak

10 Plasmanitreren (ook genoemd PulsPlasma Nitreren of Ionitreren ) Uniek in Nederland is de tandem-plasmanitreeroven van Menzing Warmtebehandeling. Plasmanitreren is een thermochemische behandeling van het oppervlak van staalsoorten waaronder hoogwaardige staallegeringen en RVS, die resulteert in een harde, slijtvaste oppervlaktelaag. Het plasmanitreren vindt plaats in een vacuümoven bij lage temperaturen. De behandelingstijd kan variëren van 1 tot 80 uur. Zo werkt het Tijdens het plasmanitreren wordt een hoogspanningslading gecreëerd, die een chemische reactie teweegbrengt tussen het materiaaloppervlak en een reactief nitreergas. Het te behandelen materiaal fungeert als kathode. De gassen ioniseren en er ontstaat een plasma van stikstofionen die het oppervlak bombarderen. De stikstofionen vormen nitriden met de legeringselementen in het materiaaloppervlak, wat resulteert in een schone, harde oppervlaktelaag. Geen maatverandering Het plasmanitreren heeft als voordeel dat het hardingsproces kan plaatsvinden bij temperaturen vanaf 380ºC tot 580ºC. Het proces is bovendien bij uitstek geschikt voor hooggelegeerde staalsoorten en RVS. De relatief lage behandelingstemperatuur heeft als bijkomend voordeel dat er nagenoeg geen maatverandering optreedt. Voordelen Verbetering van de mechanische eigenschappen van het basismateriaal Minimale vervorming en maatverandering; geen naslijpen en richten nodig Toepasbaar bij RVS-soorten, met behoud van de roestbestendigheid Alternatief proces voor o.a. zoutbadnitreren (Tenifer -QPQ) en gasnitreren Hoge reproduceerbaarheid Minder ruwe oppervlakken dan bij andere nitreerprocessen Nitreerdieptes tot 1 mm; kan vaak ook inzetharden vervangen Alle staalsoorten kunnen behandeld worden Geen zoutrestanten, nareiniging overbodig Hoge taaiheid van de laagopbouw Zeer goede polijstbaarheid

11 Hoge corrosiebestendigheid; geen roestwerende nabehande ling nodig (zoals verzinken, hardverchromen, fosfateren e.d.) Laagtemperatuurnitreren mogelijk Toepassingen Gereedschappen Matrijzen Machine onderdelen Motoronderdelen (o.a. krukassen, nokkenassen, zuigerveren)

12 Tenifer -QPQ(zoutbadnitrocarboneren, ook wel bekend onder de naam Tufftride of Melonite ) Het zoutbad-nitrocarboneren volgens het originele Tenifer -QPQ proces wordt al vele jaren toegepast om de slijtvastheid, de corrosiebestendigheid en de vermoeiingssterkte van metaal te verhogen. Het is in veel gevallen een alternatief voor andere oppervlaktebehandelingen zoals inzetharden, hardverchromen of vernikkelen. Op de behandelde producten ontstaat een zwart, glanzend oppervlak waarvan de corrosieweerstand in vele gevallen hoger is dan die van galvanische of chemische lagen. Meerdere goede eigenschappen tegelijk Bij veel tijdsintensieve processen wordt slechts één goede eigenschap gecreëerd of verbeterd. Door het Tenifer -QPQ proces toe te passen, worden meerdere interessante eigenschappen tegelijk gecreëerd of verbeterd. Producten die op deze manier behandeld worden, krijgen een duidelijke meerwaarde, waardoor de toepasbaarheid en levensduur aanzienlijk worden vergroot. Toepassingen Automobielindustrie Huishoudelijke apparaten Hydraulische aggregaten Offshore industrie Vliegtuigbouw Gereedschappen Voordelen Hoge slijtvastheid Hoge weerstand tegen koudlasneiging of vreten Zeer hoge corrosieweerstand Verhoging van de vermoeiingssterkte Hoge oppervlaktehardheid tot 1200 HV (70 HRc) Geen vervorming Nagenoeg geen maatverandering Verbetering wrijvingsweerstand Verbetering glij-eigenschappen Temperatuurbestendig, lage oppervlakteruwheid Zwart, glanzend oppervlak Korte behandelingsduur, dus hoge flexibiliteit Toepasbaar voor alle staalsoorten

13 Oppervlakterruwheid Ra in µm

14 Gasnitreren Gasnitreren is een thermochemische warmtebehandeling waarbij alleen de oppervlakte van de produkten wordt gehard. Bij het gasnitreren worden de produkten in een gasdichte oven gechargeerd en verwarmd onder toevoeging van een stikstofhoudend gas (ammoniak NH 3 ). De behandeltijd kan varieren van uur en wordt bepaald door het materiaalsoort en de gewenste nitreerdiepte. De door het gasnitreren verkregen verbindingslaag bestaat uit een intermetallische verbinding van ijzer en stikstof, kan tot 20 µm dik zijn en bezit een hoge hardheid. Hieronder bevindt zich een diffusiezone welke tot max. 0,8 mm dik kan zijn. Hier heeft de stikstof met de aanwezige legeringselementen als Cr, Mo, en Al nitriden gevormd. Deze nitriden zijn bepalend voor de hoge hardheid en slijtvastheid van gelegeerd staal. Meestal wordt er gekozen voor materialen die voor het nitreren een veredeling hebben ondergaan, waardoor onder de nitreerlaag een sterk, drukvast basismateriaal aanwezig is. Door de relatief lage procestemperatuur (circa 520ºC) vindt er nauwelijks vervorming plaats en is de maatverandering zeer gering. Voordelen Lage behandelingstemperatuur Geringe vervorming Geringe maatverandering Bij speciale nitreerstalen zijn zeer hoge hardheden haalbaar Stortgoed mogelijk Toepassingen Machineonderdelen Motoronderdelen Mogelijkheden Gasnitreren Gasnitrocarboneren Gasnitrocarboneren met naoxideren

15

16 Nitro-Ox (Gasnitrocarboneren met na-oxideren) Door diffusie van koolstof en stikstof in het materiaaloppervlak ontstaat een diffusiezone van enkelen tienden millimeter en een verbindingszone van circa 10 tot 30 µm dik. De verbindingszone zorgt voor de slijtvastheid, de diffusiezone verbetert de mechanische eigenschappen van het staal. Door de producten aansluitend te na-oxideren ontstaat een compacte oxidelaag die zorgt voor de corrosiebestendigheid. Nitro-Ox (Gasnitrocarboneren met na-oxideren) heeft een zeer geringe invloed op de vervorming en zorgt voor een hoge maatvastheid. Door in het voortraject spanningsarm te gloeien gloeien wordt het risico op vervorming als gevolg van inwendige spanningen zoveel mogelijk beperkt. Voor een optimaal resultaat Voordelen Verbetering wrijvings- en slijtage-eigenschappen Hogere vermoeiingsweerstand Hogere corrosiebestendigheid Vorming van decoratief antraciet oppervlak moet het inkomende materiaal metallisch blank en vrij van verontreiniging zijn. Toepassingen Voor onderdelen en gereedschappen die aan de buitenlucht worden blootgesteld Automobielindustrie Hydraulische onderdelen Gereedschap- en machinebouw Landbouw

17 Gloeien Menzing beschikt over acht gloeiovens en vier vacuümovens voor het uitvoeren van diverse gloeibehandelingen. De maximale temperatuur van deze ovens varieert van 700ºC tot 1200ºC. Elke oven is uitgerust met moderne regelapparatuur, waarmee iedere gewenste gloeicyclus kan worden geprogrammeerd. Bovendien kunnen we bij uw product een gloeicertificaat met grafiek meeleveren. Voor de volgende gloeibehandelingen kunt u bij Menzing terecht: Spanningsarm gloeien Zachtgloeien Normaliserend gloeien Oplossend gloeien Spanningsarm gloeien Het verminderen van inwendige spanningen, ontstaan door bijvoorbeeld koudvervormen, lassen of verspanen. Bij producten die in een later stadium bijvoorbeeld genitreerd of gehard worden, wordt door het spanningsarm gloeien het risico op maat- en vormverandering aanzienlijk verkleind. Zachtgloeien Om het materiaal beter verspaanbaar te maken, kunnen staalsoorten met een hoger koolstofgehalte worden zachtgegloeid. Normaliserend gloeien Om de inhomogene, grofkorrelige structuur van met name gietwerk en smeedwerk te verbeteren. Hierdoor ontstaat een fijnkorrelige structuur met verbeterde mechanische eigenschappen. Oplossend gloeien Om in het materiaal aanwezige uitscheidingen in oplossing te laten gaan en zo een homogene structuur te verkrijgen. Vaak vindt er na het oplosgloeien een precipitatieharding plaats. Wordt het meest toegepast bij roestvrijstaalsoorten en aluminiumlegeringen.

18 Zoutbadharden Zoutbad harden begint met het voorverwarmen van het staal. Daarna hangen wij het in een kroes met een speciaal vloeibaar zout (780º-950ºC), waarna het geheel op hardingstemperatuur wordt gebracht. Na het verstrijken van de vastgestelde behandelingstijd worden de delen in een zogenaamd warmbad bij ca. 160ºC afgekoeld, gevolgd door afkoeling aan de lucht. Deze methode kent een bijzonder intensieve en nauwkeurige warmteoverdracht vanwege het directe contact met het zout. Het staal kan bovendien niet ontkolen, ook niet tijdens het afschrikken. Er blijft namelijk altijd een beschermende zoutfilm achter op het product. De temperatuur van de zoutbadoven kan uitstekend geregeld worden en de oven kan zowel voor een inerte als een opkolende atmosfeer zorgen. Door een warmbad te gebruiken, kunnen wij eveneens getrapt of bainitisch harden. Voordelen Snelle, intensieve warmteoverdracht Snelle werkwijze, dus flexibel Zeer nauwkeurige temperatuurcontrole Bescherming tegen ontkolen Bij warmbad harden: minder vervorming en meer taaiheid Geschikt voor de meeste staalsoorten Toepassingen Tandwielen Assen Diverse machineonderdelen Gereedschappen

19 Zoutbad carboneren Het inzetharden, carboneren of opkolen in een zoutbad is een klassiek warmtebehandelingsproces. De werkstukken worden in een speciaal ingesteld zoutbad gecarboneerd. De carboneertemperatuur ligt hierbij in de regel tussen de 860ºC en 930ºC. Bij het bereiken van de opkolingstemperatuur diffundeert de koolstof uit het zoutbad in de werkstukken. Een belangrijk voordeel van het zoutbadcarboneren is dat de warmte- en koolstofoverdracht sneller plaatsvindt dan bij het carboneren in een gasatmosfeer. Dit betekent in vergelijking met gascarboneren kortere procestijden. Deze kortere procestijden bij een gelijke temperatuur leiden tegenover het gascarboneren tot minder maatveranderingen aan het produkt. Aansluitend aan het carboneerproces worden de produkten in een mild zoutbad (warmbad) afgeschrikt. Voordelen Snelle en flexibele werkwijze Zeer intensieve warmteoverdracht Toepassingen Tandwielen Assen Diverse machineonderdelen Overal waar een hard oppervlak met een taaie kern gewenst is

20 Opdracht Management Systeem Om de orders goed door de produktie te kunnen leiden maakt Menzing Warmtebehandeling gebruik van een Opdracht Management Systeem dat speciaal ontworpen is voor harderijen: ECS Office. De orders worden bij binnenkomst gecontroleerd en ingevoerd in het pakket. Daarbij wordt een foto gemaakt van uw producten zodat eenduidig vastgesteld kan worden dat de juiste producten bij de juiste werkorder horen. De producten worden, voorzien van een werkorder, naar de desbetreffende processen gebracht en behandeld. Indien er een hardheid wordt gevraagd worden producten getest en gereed gemeld in het systeem. Tegelijkertijd kan het systeem, indien u dat wenst, een gereedmelding per mail naar u sturen. De producten worden vervolgens verpakt en er wordt automatisch een pakbon gegenereerd. Met het ECS Office systeem hebben we een volledig inzicht in alle lopende en reeds afgeronde orders, statistieken, levertijden etc.

21 Centrale procesregeling Onze vacuüm-, plasma-, gasnitreer- en gloeiovens zijn uitgerust met een centrale procesregeling. Hiermee kan op elk tijdstip gedurende de warmtebehandeling de status van het proces afgelezen worden. Via twee schermen in onze proceskamer kunnen verschillende grafieken worden afgelezen en geprint. Met de procesregeling die bij Menzing Warmtebehandeling aanwezig is kan tevens op afstand een charge gecontroleerd worden door een on-line verbinding met de computers. Indien gewenst kunnen uw behandelde producten worden geleverd inclusief een behandelingsrapport.

22 Hardheidscontrole Core business bij ons is het harden van staal. Belangrijk daarbij is dat we de produkten afleveren op de hardheid die u heeft aangegeven. Om het eindresultaat te testen wordt gebruik gemaakt van verschillende testers. Deze worden elk jaar gekalibreerd door een gecertificeerde instantie. Het testen van hardheden kan op verschillende manieren waarvoor verschillende testmiddelen zijn vereist. Menzing Warmtebehandeling maakt gebruik van moderne testapparatuur waarmee volgens de Rockwell, Vickers, en Brinell methode de hardheid van uw producten worden gemeten. Voor speciale en grotere producten beschikt Menzing Warmtebehandeling over een Rockwell en een Vickers handtester om de hardheid van de producten te kunnen meten.

23 Processen Menzing Warmtebehandeling Gloeien Vacuümharden Vacuümontlaten Vacuümgloeien Diepkoelen Plasmanitreren Plasma nitrocarboneren Oppervlaktebehandelen RVS Tenifer -QPQ Zoutbad harden Zoutbad carboneren Gasnitreren Gas nitrocarboneren Nitro-Ox

24 Menzing Warmtebehandeling BV A Nijverheidsstraat GZ Haaksbergen Nederland P Postbus AA Haaksbergen T +31 (0) F +31 (0) E info@menzingwb.nl I