Entwicklung eines energieeffizienten und umweltschonenden Nitrierprozesses für stark umgeformte Bauteile

Erarbeitung der Grundlagen zu den angestrebten Wärmebehandlungsprozessen und wissenschaftliche Begleitung des Entwicklungsprozesses

Team

Projektleitung

Projektmitarbeiter

Projektmitarbeiter

Projektbeschreibung

Nitrieren ist ein Verfahren zur Steigerung der Oberflächenhärte von Stahlteilen. Vor diesem Härteprozess werden die Bauteile oft umgeformt, was die Eigenschaften des Bauteils teils erheblich verändert und einen starken Einfluss auf die Gefügestruktur des Werkstoffes haben. Die Erfahrungen haben gezeigt, dass die Fertigungshistorie der Bauteile oft einen negativen Einfluss auf das Nitrierergebnis hat. Wirtschaftliche Kurzzeitnitrierprozesse finden deshalb bei stark umgeformten Bauteilen derzeit kaum Anwendung, da meist eine zu geringe und ungleichmäßige Nitridschicht während des Prozesses ausgebildet wird, die den Anforderungen nicht genügt.

Zielsetzung

Ziel des Projektes ist es, ein zeit- und energieeffizientes Härteverfahren zu entwickelt, mit dem selbst stark umgeformten Bauteilen zufriedenstellend und reproduzierbar gehärtet werden können. Um dieses Verfahren einsetzen zu können, müssen relevante Komponente des Härteofens, wie beispielsweise das Retortenmaterial neu entwickelt werden. Ebenso muss die bestehende Mess- und Regeltechnik am Ofen erweitert werden, sodass eine reproduzierbare Temperaturführung, angelegt an der Temperierung in Wärmebehandlungsöfen, ermöglicht wird.

Aufgaben HHN

Die Hochschule Heilbronn und speziell das Werkstoffzentrum sind in der Lage, zur Bearbeitung des beantragten Projektes die vorhandenen Kenntnisse im Bereich der Werkstoffe sowie der Forschung und Entwicklung optimal einzusetzen, um einen Projekterfolg zu ermöglichen.

Vorgehen in Stichpunkten

  • Wissenschaftliche Vorarbeit
  • Wissenschaftliche Begleitung der Voruntersuchungen und Unterstützung bei der Pflichtenhefterstellung
  • Wissenschaftliche Unterstützung der Vorbehandlung
  • Wissenschaftliche Unterstützung bei der Auslegung des Wärmebehandlungsprozesses
  • Wissenschaftliche Begleitung bei der Entwicklung der Begasungsverfahren
  • Entwicklung einer Berechnungsmethodik zur Auslegung der Wärmebehandlungs- und Nitrierprozess
  • Parallele Entwicklung eines physikalischen Berechnungsmodelles basierend auf den Simulationsrechnungen.
  • Prototypenaufbau
  • Simulative Begleitung des Prototypenaufbaus
  • Durchführung der Testreihen
  • Anpassung des Berechnungsmodells
  • Optimierung basierend auf vorhergehenden Tests
  • Optimierung des Berechnungstools
  • Dokumentation

Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

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Nitrierofen

Nitrierofen im HHN-Werkstoffzentrum

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