Bij Snijstaal adviseren wij regelmatig onze klanten over alle mogelijke warmtebehandelingen, binnen verschillende branches. Dit adviseren gebeurt in persoonlijke gesprekken, via telefoon en via nieuwsberichten op onze website. In dit bericht laten wij u graag specifiek kennismaken met de 3 stappen voor het zelf gemakkelijk harden van staal. Eerder schreven wij al over de 8 Basisregels voor het zelf harden van staal. Dit onderwerp wordt hier nog eens nader toegelicht aan de hand van de harderijsystemen HS1 En HS2.

Bekijkt u eerst dit stroomschema voor een duidelijk overzicht van de verschillende systemen (pdf) ›

3 EENVOUDIGE STAPPEN

Om het simpel en eenvoudig te houden zijn er voor het harden eigenlijk maar drie stappen nodig;

1. Werkstuk op hardingstemperatuur brengen in een hardingsoven. Vergeet niet lang genoeg te laten doorwarmen.
2. Afschrikken in olie, lucht of water. Bijvoorbeeld in een olieafschrikbad WO200, afhankelijk van de materiaalsoort
3. Ontlaten om de juiste eindhardheid te verkrijgen. Het liefst in een speciaal daarvoor bestemde ontlaatoven maar in de al aanwezige hardingsoven kan het natuurlijk ook.

ONZE HS1 EN HS2 SYSTEMEN ZIJN UITERMATE GESCHIKT

HS1 systeem

Optionele uitbreidingsmogelijkheden voor het HS1 systeem

• Het is mogelijk om een luchtventilator onder de tafel te plaatsen waardoor u in geforceerde lucht kunt af schrikken i.p.v. in hardingsolie (speciaal voor luchtharders, als bijvoorbeeld 1.2379).
• Heeft u regelmatig hardingswerk waardoor het praktisch onmogelijk wordt om de hardingsoven ook voor het ontlaten te gebruiken, dan kan het HS1 systeem worden uitgebreid met een luchtcirculatie oven model KU 15/06A, deze past onder de hardingsoven in het tafel systeem. Bijkomend voordeel van deze ontlaatoven is dat het ontlaten, veel temperatuur nauwkeuriger plaats vind, waardoor betere eind resultaten zijn te verwachten.
• Hardingsfolie rollen, kokers of enveloppen om uw werkstuk tijdens het harden te beschermen tegen verkleuring en ontkoling, onmisbaar bij hoger gelegeerde staalsoorten
• Verschillende hulpmiddelen om zelf te kunnen carboneren, ook wel inzetten of opkolen genoemd. Bijvoorbeeld een zandgoot carboneer kist met bijpassende chargeervork, carboneerkorrels voor on- of gelegeerde staalsoorten
• Verschillende hulpmiddelen om zelf te kunnen nitreren. Bijvoorbeeld een zandgootkist met bijpassende chargeervork, nitreerpoeder plus bijbehorende aktivator en afdichtingsklei. Om bepaalde gedeeltes van werkstukken juist te kunnen beschermen tegen nitreren hebben we ook speciale antinitreerpasta
• Een gasdoorn systeem om onder een beschermende atmosfeer van beschermgas te kunnen werken
• Wilt u ook PM stalen en snelstalen, met hoger liggende hardingstemperaturen 1.100 – 1.250°C zelf kunnen harden, dan werkt hiervoor door de hogere temperaturen de inpakfolie of gasdoorn-systemen niet meer. Speciaal voor deze staalsoorten hebben we een Diamond Block systeem welke tot hardingstemperaturen van maximaal 1.300°C nog uw werkstukken tegen ontkoling beschermt.
• Beschermende kleding en/of handschoenen om uzelf tegen de hitte te beschermen maar ook natuurlijk ook zachtgegloeid binddraad of tangen om gemakkelijk uw werkstukken in en uit de oven te kunnen halen
• Om de uiteindelijk verkregen eindhardheid te controleren hebben we verschillende Rockwell hardheidmeters in ons leveringsprogramma. Ook zijn leverbaar de hiervoor bestemde verbruiks artikelen zoals bijvoorbeeld hardheidtest plaatjes voor zowel Rockwell A als Rockwell B maar ook reserve diamanten.

HS2 KOMPLEET HARDERIJSYSTEEM VOOR GROTERE WERKSTUKKEN

In de basis (1) van het stroomschema (pdf) volgt eerst het combibad WO 200 deze wordt benut om de werkstukken af te schrikken in de olie en in het watercompartiment is een G22 zeep toegevoegd welke tezamen met het verwarmingselement zorg draagt voor een goede reiniging van de werkstukken. Beide compartimenten zijn voorzien van een mand met uitdruipstand, welke het chargeren met vooral zwaardere werkstukken vergemakkelijkt. Meerdere opties voor de WO200 zijn mogelijk, denk daarbij aan randafzuiging, snelkoeling om de afschrikcapaciteit te verhogen, eenvoudige pneumatische bediening van de mand en automatische pneumatische bediening van de mand om het chargeren met zware werkstukken te vereenvoudigen.

Na het afschrikken moet er worden ontlaten. De voorkeur is om dit in een zeer temperatuurnauwkeurige Snijstaal Luchtcirculatieoven te doen, maar heeft u niet heel regelmatig hardingswerk, dan kan de hardingsoven ook gebruikt worden, nadeel is grotere onnauwkeurigheid in lagere temperatuur bereiken.

In de basis (2) van het stroomschema volgt na de hardingsoven een warmbad/ontlaatbad. Dit bad kan worden gebruikt voor getrapt harden maar ook voor het gewone ontlaten (dubbel functioneel). Groot voordeel van getrapt harden is een sterk verminderde kans op scheurvorming en een veel grotere maatvastheid. Bij getrapt harden kan het combibad WO 200 komen te vervallen, wel is het handig om een apart reinigingsbad A200 met verwarming en G22 zeep te gebruiken om het ontlaatzout af te spoelen.

In de basis (3) van het stroomschema volgt na de hardingsoven de beschermgashardings installatie SHA400. Deze installatie is geschikt om veilig onder een beschermde atmosfeer van beschermgas (bijv. stikstof, argon of formeergas) af te schrikken in olie voor charges tot ± 25kg. Ook tijdens het afschrikken in de olie zijn uw werkstukken beschermd. Met de handige pneumatische chargeerinrichting kunt u de gehele charge zonder ook maar één keer te hoeven tillen ontkolingsvrij harden. Benodigde luchtdruk: ± 6-9 bar. Ook leverbaar met o.a. verwarming, temperatuuraanwijzing en afzuiging

Bij zowel basis 2 en 3 is het gebruik van een chargeerwagen CW41 aan te raden. Voor werkstukken die vanwege hun afmetingen en/of gewicht niet meer met de hand in en uit de oven genomen kunnen worden is er de solide, in hoogte verstelbare chargeerwagen. De wagen kan dankzij de zwenkwielen met remstand gemakkelijk verplaatst en gepositioneerd worden. De wagen is voorzien van oplegrooster en leverbaar met optionele mand en opvanglade voor het opvangen van bijvoorbeeld carboneerkorrels of nitreerpoeder.

Optionele uitbreidingsmogelijkheden voor het HS2 systeem

• Hardingsfolie rollen, kokers of enveloppen om uw werkstuk tijdens het harden te beschermen tegen verkleuring en ontkoling, onmisbaar bij hoger gelegeerde staalsoorten
• Verschillende hulpmiddelen om zelf te kunnen carboneren, ook wel inzetten of opkolen genoemd. Bijvoorbeeld een zandgoot carboneer kist met bijpassende chargeervork, carboneerkorrelsvoor on- of gelegeerde staalsoorten
• Verschillende hulpmiddelen om zelf te kunnen nitreren. Bijvoorbeeld een zandgootkist met bijpassende chargeervork, nitreerpoeder plus bijbehorende aktivator en afdichtingsklei. Om bepaalde gedeeltes van werkstukken juist te kunnen beschermen tegen nitreren hebben we ook speciale antinitreerpasta
• Een gasdoorn systeem om onder een beschermende atmosfeer van beschermgas te kunnen werken
• Wilt u ook PM stalen en snelstalen, met hoger liggende hardingstemperaturen 1.100 – 1.250°C zelf kunnen harden, dan werkt hiervoor door de hogere temperaturen de inpakfolie of gasdoornsystemen niet meer. Speciaal voor deze staalsoorten hebben we een  Diamond Block systeem welke tot hardingstemperaturen van maximaal 1.300°C nog uw werkstukken tegen ontkoling beschermt.
• Beschermende kleding en/of handschoenen om uzelf tegen de hitte te beschermen maar ook natuurlijk ook zachtgegloeid binddraad of tangen om gemakkelijk uw werkstukken in en uit de oven te kunnen halen
• Om de uiteindelijk verkregen eindhardheid te controleren hebben we verschillende Rockwell hardheidmeters in ons leveringsprogramma. Ook zijn leverbaar de hiervoor bestemde verbruiksartikelen zoals bijvoorbeeld hardheidtest plaatjes voor zowel Rockwell A als Rockwell B maar ook reserve diamanten.

Poedernitreren is een door Durferrit, geoctrooieerd proces om d.m.v. korrels, stikstof in het staaloppervlak te brengen. De werkstukken worden in een stalen kist, omringd met nitreerkorrels verpakt en afhankelijk van de gestelde eisen, ruwweg 6 – 30 uur op 540°C – 560°C in bijvoorbeeld een hardingsoven gegloeid. De resultaten zijn vergelijkbaar met badnitreren, teniferen e.d. en het proces kan op alle staalsoorten, incl. gietijzer toegepast worden.

Hardheid en dikte van een poeder-genitreerdelaag bij hoger gelegeerd staal, in mm/HRC.

Ondanks dat onderdelen gehard zijn kunnen zij toch danig op elkaar invreten of slijten. Meestal volgen dan ellenlange discussies omtrent de beste oppervlakte hardheid welke gekozen had moeten worden. Vaak ziet men hierbij over het hoofd dat er, tussen hardheid en slijtageweerstand geen vaste relatie bestaat. Als metaal onder druk over metaal glijdt, kunnen de bij dit metallisch contact optredende hoge temperaturen (plaatselijk) aan de huid, zo hoog oplopen dat smeltpuntjes en vastlassen (vreten) het gevolg kan zijn. Het niet-metalen karakter van de nitreerlaag daarentegen is zeer ontlaatbestendig en gedraagt zich naar buiten toe passief, zodat geen kleven, koudlassen of vreten mogelijk zijn. Poedergenitreerde werkstukken bezitten zeer goede loop-eigenschappen.

Het toepassingsgebied blijft echter niet beperkt tot ongelegeerde of gelegeerde machinebouwstalen. Ook warmwerkmatrijzen, stamp- en drukgietmatrijzen, warmspuitplunjers- en cilinders kunnen door poedernitreren een sterk verhoogde levensduur verkrijgen. Hetzelfde geldt voor koudwerkgereedschappen die glijdend belast worden. Bij het vervormen van roestvrijstaal treden vaak hecht- en vreetverschijnselen op waartegen nitreren een voortreffelijke remedie is. Bij de verwerking van plastics zijn er met nitreren ook goede resultaten te boeken.

KORT SAMENGEVATTE AANWIJZINGEN OMTRENT POEDERNITREREN VOOR DE SNELLE WERKER.

(Voor meer bijzonderheden zie aanvulling op Snijstaal handboek; hoofdstuk oppervlakteverbetering)

 Wat kan poeder-genitreerd worden?

• Theoretisch alle staal- of gietijzer soorten

Wat heeft men voor poedernitreren nodig?

• Een normale hardingsoven of een luchtcirculatieoven. Tevens een hooghittevaste  kist
• Nitreerpoeder en tevens aktivator om het nitreerproces te besturen
• Pasta om kist luchtdicht af te kunnen sluiten (bijv. Lenit)

Werkwijze:

1. Gewicht werkstuk bepalen in kilogram
2. Daarna benodigde hoeveelheid poeder bepalen, zie afb. 1
3. Dan kist inhoud bepalen in liters, zie afb. 2
4. Aktivator percentage bepalen, zie tabel rechtsonder
5. Vullen van de kist, (volgorde):
   • Bodem van de kist bedekken met 15 mm poeder
   • Werkstukken hierop plaatsen en met poeder bedekken
   • Aktivator in stroken of plakjes hierover verdelen
   • Overgebleven kist ruimte opvullen met poeder
   • Deksel op kist plaatsen en luchtdicht afsluiten met Lenit
   • Kist in oven plaatsen  en op 550°C a’ 560°C ( NIET HOGER )
   • Een goede gemiddelde nitreertijd is ca. 15 uur. Kist in de namiddag in de oven plaatsen en de volgende morgen eruit nemen
   • Als nitreertijd verstreken is, kist in lucht laten afkoelen. Bij ongelegeerd staal kist openen en werkstukken in olie of water afkoelen
   • Werkstukken eventueel licht oppoetsen (NIET NASLIJPEN).

Bij wegenaanleg met asfalt heeft men met een groot aantal factoren te maken. Logisch, want de veiligheid op onze wegen wordt bepaald door de kwaliteit van dit asfalt. Buiten de externe factoren, zoals veel of weinig regen, sterke vorst en hoge hitte, moet het zogenaamde ZOAB asfalt de enorme krachten kunnen doorstaan die ontstaan als een zware vrachtwagen een noodstop moet maken. Hoe wordt de kwaliteit bepaald?

Samenstelling en kwaliteit grondstoffen bepaald veiligheid

Onze veiligheid op de Nederlandse wegen wordt bepaald door de samenstelling van het asfalt en de kwaliteit van de gebruikte grondstoffen. Om het juiste asfaltmengsel te kunnen bepalen zijn vele laboratoriumonderzoeken nodig. Denk hierbij niet alleen aan het keuren van deze grondstoffen als graniet, zand en steenslag of de bindmiddelen zoals cement of bitumen, maar ook aan het onderzoeken van de materiaaleigenschappen zoals korrelgrootte en vorm, hardheid, bestendigheid tegen verwering alsmede verwerkingseigenschappen zoals laagdikte, verdichtinggraad en waterdoorlaatbaarheid.

Het proces van verdichten tot aan beproeven
Een belangrijk onderdeel van asfaltonderzoek is het vaststellen van de relatie tussen de verdichtingtemperatuur en de dichtheid en mechanische eigenschappen van een mengsel. Deze onderzoeken worden gedaan in speciaal daarvoor ingerichte laboratoria, met minstens zulke specifieke laboratoriumovens. Gemiddelde temperaturen bij het begin van het verdichten liggen tussen de ca. 80°C en 180°C. De temperatuur wordt d.m.v. thermokoppels gemeten. Het principe van een thermokoppel is twee gekoppelde draden van verschillende metalen waarbij temperatuurverschillen worden omgezet in een elektrische spanning evenredig met het temperatuurverschil.

De volgorde van het proces van verdichten tot aan beproeven is als volgt:

• de benodigde bouwstoffen worden na binnenkomst eerst gedroogd in een droogkast,
• daarna volgt het zeven en wegen van de stoffen,
• vervolgens worden de stoffen in een oven verwarmd,
• het bitumen wordt gewogen en toegevoegd aan de bouwstoffen,
• het mengsel gaat in de menger, wordt opnieuw gewogen en de thermokoppels worden aangebracht,
• voor het verdichten wordt de temperatuur opnieuw gemeten,
• daarna wordt het mengsel in een walsmachine tot de gewenste streefdichtheid gewalst,
• uit de zo ontstane plaat worden dan asfaltkernen geboord of balken gezaagd,
• na het slijpen worden de kernen onder en boven water gewogen.

I.p.v. met een walsmachine kunnen proefstukken ook verdicht worden d.m.v. speciale apparatuur met vallende gewichten (hameren) of gekneed, zoals het in principe op de weg zelf ook gebeurt.

Daarna kunnen er met speciale testmachines verdere proeven worden uitgevoerd zoals bijvoorbeeld:

Het asfalt bij verschillende temperaturen beproeven op

• stijfheid alsmede weerstand tegen vermoeiing d.m.v. een 4-puntsbuigproef
• gevoeligheid voor spoorvorming vaststellen d.m.v. een triaxiale drukproef
• duurzaamheid vaststellen door het bepalen van de watergevoeligheid
• Statistische druk- en trekproeven
• afschuifproef ter beproeving van de wrijving tussen bijvoorbeeld 2 asfaltlagen
• trekproef om de hechting tussen 2 asfaltlagen vast te stellen
• splijtproef ter bepaling van de splijtsterkte en scheurtaaiheid bij verschillende temperaturen
• trommelproef met of zonder stalen kogels om de slijtage en duurzaamheid van het asfalt
• chemische resistentie door asfaltproefstukken onder te dompelen in een bepaalde vloeistof, bijv. benzine. Het gewichtsverlies is dan een maatstaf voor de bestendigheid

Het moge duidelijk zijn, omdat in de wegenbouw zoveel factoren een rol spelen die op een drukke weg direct tot ernstige ongevallen kunnen leiden is een gedegen laboratoriumonderzoek naar de eigenschappen van de grondstoffen bepalend voor de kwaliteit van het eindproduct.

”Most of the fundamental ideas of science are essentially simple, and many, as a rule, be expressed in a language comprehensible to everyone” /

“De meest fundamentele ideeën van de wetenschap zijn in wezen eenvoudig, en kunnen in de regel worden uitgedrukt in een taal die voor iedereen begrijpelijk is” – Albert Einstein (1938)-

Heeft u vragen over dit onderwerp, neem dan contact met ons op.

Carboneren is een thermochemisch diffusieproces waarbij koolstof wordt toegevoegd aan het oppervlak van een onderdeel om een hogere hardheid te verkrijgen.

Carboneren VS Carbonitreren

Bij carboneren (ook cementeren, opkolen of inzetten genoemd) wordt het oppervlak van staal verrijkt met koolstof. Die behandeling heeft als doel een hard en slijtvast oppervlak te realiseren in combinatie met een taaie kern. Als alternatief voor carboneren wordt bij ongelegeerde materialen carbonitreren toegepast. Naast koolstof wordt ook stikstof aan het oppervlak toegevoegd, zodat beperkt hardbare staalsoorten kunnen voorzien worden van een hard oppervlak. Beiden zijn thermochemische diffusieprocessen.

Carboneren

Tijdens de eerste processtap carboneren wordt koolstof in een staaloppervlak gebracht door het te behandelen werkstuk in een koolstofafgevende omgeving te plaatsen en tot circa 850°C à 1.000°C te verhitten. Het koolstofprofiel en de indringdiepte zijn afhankelijk van de verhittingstijd, de hoeveelheid aangeboden koolstof, temperatuur en het gebruikte staal. De tweede processtap is het afharden of afschrikken van de gecarboneerde werkstukken. Dat kan apart van, aansluitend aan of gecombineerd met het carboneren plaatsvinden. Typische cementeerstalen bevatten een koolstofgehalte van 0,10% à 0,25% koolstof en kunnen goed verspaand worden. De gelegeerde cementeerstalen bevatten als belangrijkste elementen chroom, nikkel en molybdeen. Deze verhogen in belangrijke mate de hardbaarheid van staal. De kritische of minimale afkoelsnelheid ligt bij gelegeerde stalen lager. Hierdoor kunnen massievere werkstukken alsnog gehard worden. Bijkomend kan een minder drastisch afkoelmedium aangewend worden, wat op zijn beurt de vervormingen ten goede komt. Enkele concrete toepassingen van het carboneren zijn tandwielen, nokken, nokkenassen en kettingwielen.

Carbonitreren

Bij het carbonitreren, een variant van carboneren, wordt gelijktijdig met het inbrengen van de koolstof een kleine hoeveelheid stikstof in het staaloppervlak gebracht. Deze extra verrijking verhoogt de hardbaarheid van de randzone. Dat gebeurt door het te behandelen werkstuk in een koolstof- en stikstofafgevende omgeving te plaatsen en te verhitten. De stikstof doet hierbij dienst als legeringselement. Carbonitreren vindt plaats bij hoge temperatuur (870°C) met weinig stikstof en veel koolstof. Het wordt hoofdzakelijk toegepast op ongelegeerde carboneerstalen zoals C15, constructiestalen en automatenstaal, en tot geringe dieptes. Het carbonitreren mag niet vergeleken worden met het nitrocarboneren, een proces dat bij een veel lagere temperatuur (circa 550°C – 600°C) wordt uitgevoerd en waarbij veel stikstof en weinig koolstof wordt toegevoerd. Carbonitreren wordt toegepast bij onder meer scharnieren, sloten, houtschroeven en spindels.

Parameters

Aan het oppervlak streeft men naar hardheden van 58 à 62 HRC (Rockwellhardheid). Deze hardheden kunnen gemakkelijk en nauwkeurig gemeten worden met de Rockwell hardheidsmeter. De kern die ook gehard wordt, verkrijgt door het lagere koolstofgehalte een hardheid van 25 à 45 HRC. Deze waardes zijn afhankelijk van de staalsamenstelling (hardbaarheid), de geometrie of massiviteit van het werkstuk, het koolstofprofiel en het afkoelmedium. De carboneerdieptes variëren naargelang de toepassing van 0,10 à 0,25 mm (spaanplaatschroeven) tot 2,5 à 3 mm (zware transmissieonderdelen). Alleen kwalitatief hoogstaande staalsoorten leveren de verwachte kwaliteit die aan een gecarboneerd product mag gesteld worden. Bepalende parameters voor de behandeling zijn de behandelingstemperatuur, de duur van het proces, de samenstelling van de procesgassen en het koolstofafgevend vermogen van het medium. Het temperatuursbereik is naar boven toe beperkt om ongewenste korrelgroei te vermijden. De behandelingsduur van het carboneren verloopt bij benadering kwadratisch met de diepte. De inzetdiepte is de verticale afstand van het oppervlak waarbij de hardheid tot een gedefinieerde waarde is gedaald. De inzetdiepte met de daarbijhorende grenshardheid en proeflast moet afhankelijk van het materiaal en de toepassing bepaald worden in samenspraak met de klant. Deze parameters worden door de verschillende installaties bewaakt en gestuurd tijdens de volledige duur van het proces.

Procestechnieken

Om voldoende koolstof te kunnen opnemen moet het staal geaustenitiseerd worden. Bij deze temperaturen (850°C en hoger) moet het werkstuk beschermd worden tegen overmatige oxidatie. De carboneertemperatuur ligt meestal bij 900°C – 950°C, omdat de koolstofopname en diffusie hier sneller verlopen. De werkstukken bevinden zich hierbij in een koolstofafgevend milieu en verblijven hierin gedurende meerdere uren in functie van de gewenste inzetdiepte. Nadat het correcte koolstofgehalte bereikt is, wordt de temperatuur verlaagd naar hardingstemperatuur. Aansluitend worden de onderdelen afgehard door afschrikken in olie of zoutbad. In de meeste gevallen worden de onderdelen nog ‘ontlaten’ (180°C – 200°C) om de maximale hardingsspanningen te verminderen en de slijpscheurgevoeligheid te verminderen. Het opkolend medium kan gasvormig zijn (gascarboneren), vloeibaar (zoutbadcarboneren) of vast (poedercarboneren).

Kameroven met geïntegreerd afschrikbad

Gasstroom

Dit is momenteel de meest toegepaste techniek. In speciale ovens wordt continu procesgas (bestaande uit een mengsel van CO, H2 en N2) over de werkstukken geleid. Het opkolend vermogen en de temperatuur zijn flexibel te regelen door toepassing van in-situ sensoren en gasanalysetechnieken (O2-sondes, lambdasondes, CO-/CO2-infraroodmeting). Het procesgas zelf wordt verkregen door onvolledige verbranding of kraking van koolstofhoudende gassen of vloeistoffen, hetzij door rechtstreekse inspuiting in de oven, hetzij met behulp van externe gasgeneratoren. Zowel carboneren als carbonitreren kunnen op deze manier gebeuren. Partieel opkolen is mogelijk met speciale afschermpasta’s. De moderne regeltechniek biedt grote voordelen op het vlak van procesoptimalisatie, reproduceerbaarheid en kwaliteitsborging. Bijkomend voordeel is de brede keuze in beschikbare types oveninstallaties en dus in verscheidenheid aan te behandelen werkstukgeometrieën.

Varianten van het gascarboneren

Onderdrukopkolen en plasma opkolen zijn varianten van het gascarboneren. Deze technieken kunnen het fenomeen van randoxidatie onderdrukken. Ze worden uitgevoerd in vacuümovens en gecombineerd met een hoge druk gasafschrikking. Het staal wordt eerst (oxidatievrij) onder vacuüm tot de opkolingstemperatuur verhit. Daarna volgt het kolingsproces waarbij methaan, onder lage druk, wordt toegevoerd. Na de opkoling worden de restgassen weggepompt en kan de koolstof zich gelijkmatig verspreiden in het staaloppervlak. Dit is het zogenaamde diffusiegloeien, wat vaak bij gasopkolen wordt toegepast om een hoog randkoolstofgehalte terug te brengen tot ca. 0,9%, zonder steile afval naar binnen toe. Een groot voordeel van het vacuümopkolen is dat er absoluut geen oppervlakteoxidatie ontstaat.

Wervelbed

De wervelbedtechniek wordt zelden toegepast en valt in wezen onder gascarboneren. Het voordeel ligt in de hogere warmteoverdracht door het gebruik van de rondwervelende vaste deeltjes (bv. Al2O3). Bij deze methode wordt procesgas met een overdruk door een warmteoverdragend medium gestuurd (bv. Al2O3), waardoor dit in een wervelende beweging wordt gebracht (wervelbed). Het contact met het te behandelen werkstuk zorgt voor een snelle warmteoverdracht.

Gesmolten zout 

Hierbij worden bepaalde zouten in een zoutbadoven gesmolten, waarna het werkstuk er wordt in gehangen. Het zoutbad bestaat hoofdzakelijk uit mengsels met bijvoorbeeld NaCN, Na2CO3, NaCl en BaCl. Nadat de opgekoolde laag van voldoende dikte is, kunnen voorwerpen gehard worden door afschrikking. Deze techniek wordt gebruikt bij carboneren en carbonitreren. Tegenover de voordelen van de snelle opwarming van de onderdelen en de mogelijkheid voor warmbadharden staat de beperkte koolstofregeling.

Poeder

Het poedercarboneren is de oudste carboneermethode die vaak gebruikt wordt voor het carboneren van kleinere aantallen werkstukken. Wanneer er al een hardingsoven aanwezig is, is op deze manier carboneren, vrij eenvoudig in eigen beheer uit te voeren. Het poeder bestaat uit koolstofafgevende, deels organische materialen. De werkstukken worden in gesloten stalen kisten gepakt die met dit poeder zijn gevuld en vervolgens in een oven worden verhit. Deze techniek is niet van toepassing bij carbonitreren. Per uur carboneertijd dringt de koolstof 0,1 mm diep in het werkstuk, na bijvoorbeeld 7 uur carboneren is een carboneerdiepte bereikt van 0,7 mm. Daarna begint de overgangszone diffusie zone en na de diffusiezone bevindt zich de relatief zachte kern.

Installaties

Voor slanke onderdelen die verticaal behandeld moeten worden, kan men gebruik maken van putovens. Kamerovens met geïntegreerd oliebad dienen vooral voor een batchgewijze behandeling. Doorstootovens en bandovens maken een continue aanvoer en doorstoot van de batches of kleine onderdelen in bulk mogelijk. Meestal wordt op het einde een afschrikbad geïntegreerd. De verwarming gebeurt bij kleinere installaties elektrisch. De grotere installaties zijn voorzien van aardgasbranders.

Voordelen: Hoge slijtage- en vermoeiingsweerstand

Gecarboneerde en gecarbonitreerde onderdelen worden gekenmerkt door een hoge slijtageweerstand en een hoge vermoeiingsweerstand. Door de hoge hardheid aan het oppervlak wordt de kans op plastische vervorming sterk verminderd. De randzone die door het verrijken met koolstof en na afharding onder drukspanning komt te staan, zorgt voor een verhoogde vermoeiingsweerstand. Trekspanningen door belasting van het werkstuk bereiken hierdoor niet de vermoeiingssterkte. Ook de kern die tijdens het carboneren weliswaar niet is verrijkt met koolstof, vertoont na het afharden een hogere treksterkte.

Nadelen: Vervormingen onvermijdelijk

Door de structuurtransformaties bij het opwarmen en afkoelen en door thermische spanningen tijdens het afschrikken, treden er onvermijdelijk vervormingen op. Nabewerkingen zijn dan ook noodzakelijk.

Investeringen

Wie aan carboneren wil doen, moet rekening houden met een investering met betrekking tot de oveninstallatie, de procesregeling, hittebestendige- en ophanggereedschappen. Bij grotere series en een kleine verscheidenheid aan werkstukgeomtrieën, kan wel overwogen worden om de thermische behandeling in eigen beheer uit te voeren. Dat biedt vooral voordelen op vlak van logistiek en doorlooptijden.

Milieuhinder

Bij het gascarboneren voorkomt het affakkelen van het procesgas de uitstoot van gevaarlijke gassen. Moderne reinigingsinstallaties zorgen voor de reiniging van de onderdelen. De uitgesleepte hardingsolie kan worden afgescheiden en afgevoerd. Door recuperatie en regeneratietechnieken in de moderne zoutbadinstallaties, is ook de milieu impact van het zoutbad carboneren beperkt. Ecologisch gezien heeft elk carboneerproces op zich een hoge CO2-afdruk door het energie intensief karakter.

Heeft u vragen of aanvullingen naar aanleiding van dit stuk, neem dan contact met ons op.

Eerder schreven wij al over de ‘5 manieren om het staaloppervlak te beschermen tijdens het harden’. Eén van de manieren die besproken werd, is door gebruik te maken van een hittevaste kist, met daarin op de bodem wat neutrale gloeikool.

Dezelfde kisten kunnen ook uitgevoerd worden met een gasaansluiting, waardoor u oxidatievrij kunt gloeien tot ca. 1100°C. Hieronder behandelen we de 3 verschillende gasaansluiting methodes.
Wilt u een volkomen blank uiterlijk van uw werkstuk, dan gebruikt u liever een Snijstaal koker of envelop.

3 METHODES VOOR OXIDATIEVRIJ GLOEIEN

Voor advies of meer informatie over een van de bovengenoemde producten, kunt u vrijblijvend contact opnemen.

Uit ervaring weten we bij Snijstaal dat de staalkeuze vaak op een compromis berust. Zo komt het voor dat men met de ooit gekozen staalsoort redelijk (!) goede resultaten behaald en wat harden betreft er mee ‘bevriend’ raakt. Begrijpelijk omdat rust op ‘keuzegebied’ veel waard is.
Maar toch… misschien is er iets beters!

Regelmatig willen we hier een specifiek werkstofnummer uitlichten. Heeft u een vraag over een bepaald soort, of over de bewerking daarvan, twijfel dan niet om contact op te nemen. Een eerste overzicht van verschillende gereedschapsstaalsoorten vindt u hieronder. Het is slechts een kleine greep uit de  Snijstaal Harderij Raadgever.

HOE KIES IK HET JUISTE GEREEDSCHAPSSTAAL?

Dankzij het gebruik van een klein aantal staalsoorten wordt het harden van staal een stuk gemakkelijker. Zeker na het lezen van deze ‘8 basisregels voor het zelf harden van staal‘. Naast het voordeel van een overzichtelijker magazijnbeheer zijn ook de medewerkers snel met de eigenschappen van een beperkt aantal soorten vertrouwd. Voor een eerste keuze kan men vaak goed terecht met één van de volgende staalsoorten*; 1.2510, 1.2363, 1.2379 en 1.2080. Deze staalsoorten zijn leverbaar in vele afmetingen en stellen zelden teleur.

• 2510; Een veelzijdige en voordelige keuze. Voor bijna elke klus bruikbaar.
• 2363; Een verstandige keuze. Heeft de goede eigenschappen van zowel 2510 als 2080.
• 2379; Een slijtsterk, relatief taai staal
• 2080; Een specifieke keuze. Zeer precies en vormvast gepaard met een groot uithoudingsvermogen

De moeilijkheid bij staalkeuze is dat er tegenwoordig zoveel staalsoorten leverbaar zijn. Jaren geleden had men nagenoeg alleen waterhardend staal beschikbaar; in diverse koolstofgehalten, van ruwweg 0,3 tot 1,2% ( bij 0,3 taai en oplopend naar 1,2%, slijtsterker wordend). Langzamerhand ging men echter meer én hogere eisen aan het staal stellen, meer dan alleen maar hard en taai. Men verwacht nu bijvoorbeeld meer slijtweerstand, taaiheid, maatvastheid, warmhardheid en doorharding.

VOORNAAMSTE EIGENSCHAPPEN STAALSOORTEN

Door legeren kan de staalfabrikant aan veel van de wensen tegemoet komen en uit de opstelling hieronder kan een eerste indruk verkregen worden omtrent de voornaamste eigenschappen. Moet er bijvoorbeeld een snijstempel voor grote aantallen gemaakt worden, dan blijkt uit deze tabel dat o.m. 2080 in aanmerking komt. Op de thermometers is te zien dat deze kwaliteit een hoge slijtweerstand en maatvastheid heeft, dus juist wat men zoekt. De taaiheid is echter minder goed en door constructieve maatregelen, als goede ondersteuning en gelijkmatige belasting, zal men dit bezwaar zoveel mogelijk moeten ondervangen. Kan dit niet, dan kan men bijvoorbeeld uitwijken naar 2363 als zijnde veel taaier, met bovendien nog een goede slijtweerstand.

OMSCHRIJVING EN MOGELIJKE TOEPASSING GEREEDSCHAPSSTAALSOORTEN

Na het vervaardigen van uw gereedschap, dient het gehard te worden. U kunt bij ons terecht voor zowel advies hierover als voor de juiste hardingsoven.

*Aangezien iedere legering zijn eigen specifieke kenmerken heeft, beperken wij ons tot onderstaande selectie, aangevuld met de ‘keuzethermometers’. Deze gegevens zijn slechts bedoeld als steuntje in de rug, om de best mogelijke resultaten proberen te bereiken.

Begin deze maand werden we bij Snijstaal verrast met een leuk bericht. Een van onze klanten stuurde naar aanleiding van een tevreden aankoop een brief om te bedanken voor de gang van zaken. Hier zijn wij trots op en willen het graag met u delen.

“Bent u tevreden vertel het anderen, heeft u een klacht vertel het ons.”
De aankoop van een nieuw product wordt vaak gedaan als er een bepaalde behoefte ontstaat. U wilt bijvoorbeeld uitbreiden of een oude oven vervangen. Wanneer u tot aanschaf overgaat en uw nieuwe aankoop wordt geleverd verwacht u dat het werkt zodat u zo snel mogelijk verder kunt met uw werkzaamheden. Logisch. Wanneer het product niet aan de verwachtingen voldoet, wordt beklag gedaan bij de leverancier. Om die reden is de verrassing des te groter als er wel een positieve reactie komt, na een tevreden aankoop.

Buitendienst van Snijstaal
Snijstaal werkt met een 4 man tellende buitendienst. Zij steken veel tijd in het regelmatig bezoeken van onze klanten. Ook wanneer er financieel wat minder ruimte is, proberen wij te werken aan de relaties en klaar te staan met raad en daad. Dat dit gewaardeerd blijkt uit de reactie die wij ontvingen. “Daarom wilde ik u hierbij mededelen dat ik heel tevreden ben over de gang van zaken(…)en dat vasthoudendheid en het nakomen van beloften dus nog steeds lonen”, aldus Coen van de Beek van QED VANDEBEEK Arms & Systems.

Op maat gesneden advies
Snijstaal ondersteunt de hardingswereld met op maat gesneden adviezen. Wanneer op zoek naar een nieuwe oven, dan bieden wij niet zomaar een oven aan, maar altijd de juiste oven. Een meerwaarde die niet altijd aan te geven is, wanneer er online naar producten wordt gezocht. Soms kunt u namelijk met een kleine toevoeging het aantal warmtebehandelingen van uw huidige systeem gemakkelijk uitbreiden. Terwijl u er wellicht vanuit ging dat er een nieuwe oven aangeschaft moest worden. En dat scheelt!

Uw wensen, eisen en de eigenschappen van uw werkstuk bepalen de keuze voor een oven. Om klanten bij te staan bij de aanschaf van een oven hebben wij dan ook een vragenformulier online staan. Wanneer u deze vragen beantwoord heeft, kunnen wij u een gedegen advies bieden voor de juiste oven.

De medewerkers van Snijstaal hebben veel praktische kennis. Deze kennis delen wij graag met u. Dit gebeurt online via ons kenniscentrum, via de nieuwsberichten en op aanvraag is het ook mogelijk dat wij bij u langskomen. U kunt natuurlijk ook gewoon contact met ons opnemen.

Lees hier de brief van QED VANDEBEEK Arms & Systems (pdf) 

Bij Snijstaal merken we dat er redelijk wat onduidelijkheid bestaat over wat een goede bescherming is van het staaloppervlak tijdens de warmtebehandeling.  Hieronder zetten we graag de belangrijkste criteria en oplossingen voor u op een rij.

Mocht u er na het lezen van deze  hardingsinformatie nog niet uitkomen of meer informatie over dit onderwerp willen ontvangen, dan raden wij u aan de Snijstaal Harderij Raadgever II (pdf) aan te schaffen of contact met ons op te nemen. Deze informatie is onderdeel van het Snijstaal Kenniscentrum.

WAT IS DE BESTE BESCHERMING VAN STAALOPPERVLAK TIJDENS HET HARDEN?

Er zijn meerdere methoden om het staaloppervlak te beschermen tijdens de warmtebehandeling in een elektrische kameroven. Welke methode u dient te kiezen hangt af van een aantal criteria. De belangrijkste criteria zijn:

• heeft de oppervlakte-kwaliteit de hoogste prioriteit? Als dit niet het geval is omdat er na het harden toch nog een nabehandeling wordt gedaan, dan is beschermen minder noodzakelijk. Heeft de oppervlakte-kwaliteit wel prioriteit, dan geldt de volgende vraag.
• tot welke maximum temperatuur moet het staal worden beschermd? Lees hieronder meer.

4.       Tussen 850°C en ±1100°C gebruikt u Hardingsfolie
Voor temperaturen boven de 850°C tot ca. 1100°C komt ons ultradunne speciaal gelegeerde staalfolie in aanmerking.  Na het inpakken van uw middelgelegeerde of hooggelegeerde werkstuk in folie gesloten wordt deze in de op hardingstemperatuur staande oven geplaatst. Het dunne folie is onmiddellijk roodheet en reageert met de erin nog aanwezige lucht, dat automatisch geneutraliseerd wordt: er ontstaat een semivacuüm effect!

Zowel het opwarmen als afschrikken wordt door de folie omhulsel vertraagd wat de maatvastheid ten goede komt.  Bovendien is uw werkstuk ook bij transport van oven naar afschrikmedium beschermt tegen ontkoling.

Dit folie, wat ook wel hardingsfolie genoemd wordt, leveren wij in verschillende kwaliteiten, maten en vormen:

Het moge duidelijk zijn dat deze methoden een groot scala aan staalsoorten afdekt, echter voor  serieproductie zijn deze methoden minder geschikt, Hiervoor komen andere systemen in aanmerking, zoals vacuümovens , doorloopovens, zoutbadovens enz. Bij belangstelling kunnen wij u verder informeren.

Hieronder vindt u 8 hardingsregels die het werk in een gemiddelde werkplaats vergemakkelijken. Het doel van het delen van deze concrete informatie is om u als praktijkman niet onnodig te belasten. Gewapend met de hier samengevatte basiskennis, in combinatie met het uitgebreide productassortiment van Snijstaal, kunt u op een gemakkelijke manier, en met weinig risico (!), zelf harden.

Zelf harden is eenvoudiger dan u denkthttp://www.snijstaal.com/producten/
Vanzelfsprekend is onderstaande procedure voor lang niet al het werk noodzakelijk. Een groot deel van de te harden werkstukken is klein tot middelgroot gedimensioneerd, gunstig gevormd en wellicht alzijdig geslepen. De punten 1 en 2 kunt u dan weggelaten en voor punt 6 kan men voor olieharding kiezen en slechts 1 x ontlaten.

DE BELANGRIJKSTE HARDINGSREGELS DIE ER ECHT OP AANKOMEN !

1. Spanningsarm gloeien
Om de kans op maatvervorming te verkleinen adviseren wij om voorafgaand aan de laatste eindbewerking, eerst spanningsarm te gloeien

2. Beschermen tegen ontkoling
Om uw hoger gelegeerde staalsoorten te beschermen tegen oxidatie en ontkoling kunt u deze het best beschermen door middel van hardingsfolie, –enveloppen of – kokers. Voor lager gelegeerde met bijvoorbeeld gravures hebben we verschillende soorten beschermpasta’s, welke oxidatie /ontkohttp://www.snijstaal.com/hardingsfolie/ling voorkomen.

3. Traag opwarmen
Traag opwarmen gebeurt het liefst in 2 trappen, eerst langzaam naar ca. 650°C, neem vervolgens voldoende doorwarmtijd en verwarm vervolgens snel naar ca. 880°C. Ook hier doorwarmen en tenslotte naar de gewenste hardingstemperatuur. (zie ook punt 5)

4. De juiste hardingstemperatuur aanhouden
De juiste hardingstemperatuur kan met de huidige moderne hardingsovens zonder moeite binnen nauwe grenzen vastgehouden worden. Uw staalfabrikant geeft meestal een minimum en maximumgrens aan. Houdt de maximumtemperatuur aan bij grote werkstukken, bij luchtharden en bij getrapt harden. Houd de minimumtemperatuur aan bij kleine afmetingen en gecompliceerd werk.

5. Het werkstuk voldoende lang doorwarmen op hardingstemperatuur
Om te bepalen wat de ideale doorwarmtijd is van uw werkstuk, kunt u gemakkelijk de volgende vuistregel aanhouden:

• Laaggelegeerd staal ca 4-5 minuten per cm materiaaldikte
• Voor hooggelegeerde staalsoorten telt u nog eens ca. 30 minuten extra op bij de hiervoor gevonden tijd

Let op! Deze tijd geldt nadat het staal de gloeikleur van de op hardingstemperatuur staande oven heeft aangenomen. Voor meer en uitgebreidere informatie verwijzen we u naar de Snijstaal Harderij Raadgever II (pdf).

6. Liefst getrapt harden
Het voordeel van getrapt harden is dat de afkoeling dan uniform verloopt en de harding, nagenoeg gelijktijdig, over de gehele doorsnede optreedt. Om getrapt te kunnen harden gebruikt u bijvoorbeeld een warmbad.

7. Het werkstuk niet tot kamertemperatuur koud laten worden
Start direct met ontlaten als het werkstuk nog ca. 60-80°C warm is en wacht niet tot uw werkstuk is afgekoeld tot kamertemperatuur.

8. Goed en intensief ontlaten
Om een beter resultaat van uw werkstuk te behalen, ontlaat u het liefst twee keer. Hierdoor wordt het rest-austeniet bij hoger gelegeerde staalsoorten voor een groot deel omgezet in martensiet. Soms is het zelfs noodzakelijk 3x te ontlaten, om ook het nieuw ontstane martensiet te ontspannen.

Door het zelf harden werkt u efficiënt en flexibel
Met de complete hardingssystemen van Snijstaal kunt u op een gemakkelijke manier warmtebehandelingen zelf uitvoeren en bent u niet meer afhankelijk van derden. Hierdoor vallen niet alleen de wachttijden en uitbesteedkosten weg, uw flexibiliteit en efficiency worden sterk verhoogd. U kunt gemakkelijker spoedopdrachten aannemen, aangezien de productietijd nauwkeurig kan worden vastgelegd. Ook blijft eventuele bedrijfsinformatie geheim.

Mocht u er na het lezen van deze hardingsinformatie nog niet uitkomen of meer informatie over dit onderwerp willen lezen, dan raden wij u aan de Snijstaal Harderij Raadgever II (pdf) aan te schaffen. In dit onmisbare naslagwerk vindt u bijvoorbeeld ook informatie over opkolen, nitreren, veredelen, materiaalbeproeving en staalkeuze voor bepaalde gereedschappen. Deze informatie is onderdeel van het Snijstaal Kenniscentrum.

Voor vragen kunt u altijd contact opnemen.

VERKREGEN DOOR INRUIL;
EÉN JAAR OUDE LABORATORIUM KAMEROVEN MET SPECIALE KERAMISCHE MOFFEL.

De kameroven heeft ruim een jaar productie gedraaid op een tandtechnisch laboratorium. Ondanks het intensieve gebruik vertoont de oven nauwelijks gebruikersverschijnselen. Zowel het binnen-/ als buitenwerk ziet er als nieuw uit. U kunt dit goed zien op de foto´s. Ook de verwarmingselementen zijn (en blijven) dankzij de speciale keramische binnenmoffel als nieuw.

KENT U HET PROBLEEM VAN VERVUILING VAN UW OVEN BIJ HET UITBRANDEN VAN INBEDMASSA?

Om vervuiling van uw oven te voorkomen, is de standaard kameroven KLS 45/12 speciaal voor de tandtechnische markt uitgevoerd met een keramische moffel. De moffel beschermt de verwarmingselementen onder andere tegen vrijgekomen, schadelijke gassen. Tevens is de oven voorzien van een luchtafvoerpijpje met afzuiging aan de achterzijde voor het afvoeren van deze gassen. De elementen blijven goed beschermd, de oven gaat hierdoor langer mee en u bent minder kosten kwijt aan onderhoud en vervanging.

Overige kenmerken KLS 45/12

• volume 45 liter
• hoge temperatuur uniformiteit in ovenkamer
• dubbele ovenbehuizing met ventilatie voor lagere buitenwandtemperatuur
• parallel geleide deur welke naar boven opent, geen warmte afstraling naar gebruiker
• ovenisolatie uit hoogwaardige kwaliteit faser
• deurkraag uit sterke isolatiesteen
• levering incl. keramische bodemplaat
• spiralen op draagbuizen voor de ovenzijwanden geplaatst, goede warmteafstraling
• sturing over halfgeleider, geluidsarm en slijtvrij
• luchtafvoer-pijpje met afzuiging aan de achterzijde