Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Wachstumskern Thale PM - Verbundprojekt 6: Ofentechnologie für Sinter- und Wärmebehandlung. Teilprojekt 3: Untersuchungen des Batch-Prozesses

Abschlussbericht. Laufzeit: 01.11.2008 - 31.10.2011
 
: Quadbeck, P.
: Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung -IFAM-, Dresden

:
Volltext (PDF; )

Dresden: Fraunhofer IFAM, 2012, 66 S.
Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF
03WKBO06C
Deutsch
Bericht, Elektronische Publikation
Fraunhofer IFAM, Institutsteil Pulvermetallurgie und Verbundwerkstoffe Dresden ()

Abstract
Bislang wurden in der Pulvermetallurgie-Industrie die Entbinderungszeit und -temperatur nur weitgehend empirisch bestimmt. Bei Änderungen der Einflussgrößen müssen die Einflussgrößen jedes Mal wieder empirisch neu bestimmt werden. Fotometrische Messsonden zur Überwachung der Ofenatmosphäre werden bislang in industriell genutzten Anlagen nicht eingesetzt, obwohl sie die Möglichkeit bieten, Molekülzusammensetzungen in Absolutwerten anzuzeigen. Gemessen wurden vor allem die Ofentemperaturen mittels Thermoelementen. Aufgrund des starken Einflusses von Parametrisierungen und Atmosphären auf den pulvermetallurgischen Prozess ist ein vertieftes Verständnis der Vorgänge im industriellen Wärmebehandlungsprozess von großer Wichtigkeit. In dem Projekt wurde die Methode der photometrischen Messung der Atmosphärenzusammensetzung verfolgt. Dabei wird durch optische Zugänge im Ofen mittels Fourrier-Transform-Infrarot-Spektroskopie die Zusammensetzung insitu und zeitgenau gemessen. Damit ist die temperaturgenaue Zuordnung von chemischen Vorgängen und Zersetzungsprozessen möglich. Mit dieser Methode wurden zunächst im Batchofen die Zersetzungs-, Reduktions- und Entkohlungsprozesse vermessen. Darüber hinaus wurde die Methode auch für die Vermessung der Atmosphäre in einem kontinuierlichen Sinterbandofen in der Stearatzone verwendet. Die Arbeiten zeigen, dass PM-Prozesse durch den Einsatz einer Atmosphärenmessung grundsätzlich optimiert werden können. Durch ein vertieftes Verständnis der Zersetzungsvorgänge, Reduktionsprozesse und Entkohlungsvorgänge können darüber hinaus in effizienter Weise Parametrisierungen der Wärmebehandlungen entwickelt werden. Dadurch können die Prozesse im Hinblick auf die Werkstoffqualität, der Energieeffizienz und der Wirtschaftlichkeit der optimiert werden. Insbesondere konnte gezeigt werden, dass in kontinuierlichen Wärmebehandlungsanlagen einerseits größere Mengen von Prozessgasen nicht genutzt werden und dass die Entbinderung in der Stearatzone weit vor dem Eingang in die Sinterzone bereits abgeschlossen ist. Die Ergebnisse des Projekts zeigen, das eine deutlich effektivere Auslegung von Wärmebehandlungsprozessen durch die genaue Kenntnis der Atmosphärenzusammensetzung erfolgen kann. Darüber hinaus wird deutlich, dass die Konstruktion von kontinuierlichen Wärmebehandlungsanlagen vor allem in Bezug auf die Auslegung der Gasführung und Auslegung der Dimensionen der einzelnen Wärmebehandlungszonen verbessert werden kann. Insgesamt folgt aus dem Projekt, dass die Entwicklung von kostengünstigen und hochtemperaturfesten Sensoren für Wärmebehandlungsprozesse einen großen Schritt für die verbesserte Produktion von PM-Bauteilen darstellt.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-256701.html