Die Anwendung von Tiefbohr-Ionen-Nitridieröfen

I. Kernanwendungsbereiche und typische Werkstücke

1. Maschinenbau und Getriebeindustrie

• Typische Werkstücke: Lange Wellen (z. B. Abtriebswellen von Reduziergetrieben, Antriebswellen von Walzwerken), längliche Gewindespindeln (z. B. Kugelgewindetriebe für große Werkzeugmaschinen), Schneckengetriebe usw.
• Gründe für die Anwendung: Diese Werkstücke erfordern Oberflächenverschleißfestigkeit (um Verschleiß während der Übertragung zu verhindern) und einen zähen Kern (für Stoßfestigkeit). Ihre Längen reichen typischerweise von 1 bis 5 Metern (oder sogar länger), wodurch sie mit horizontalen Öfen inkompatibel sind. Tiefbrunnenöfen können jedoch Werkstücke vertikal aufhängen, um Verbiegungsverformungen zu vermeiden, während gleichzeitig eine gleichmäßige Dicke der nitrierten Schicht über die Welle gewährleistet wird (mit einer Fehlerspanne von 0,02 mm), um die Übertragungsgenauigkeit zu gewährleisten.

2. Automobil- und Baumaschinenindustrie

• Typische Werkstücke: Lenkwellen für Kraftfahrzeuge, Antriebswellen für Schwerlastkraftwagen, Hydraulikzylinder-Kolbenstangen (bis zu 3-6 Meter lang), Baggerauslegerbolzen usw.
• Gründe für die Anwendung: Diese Werkstücke sind langfristigen Wechselbelastungen, Reibung oder hydraulischen Einwirkungen ausgesetzt und erfordern eine oberflächengehärtete Schicht (Härte 50-100 HRC), um die Verschleißfestigkeit und die Ermüdungsfestigkeit zu erhöhen. Tiefbrunnenöfen können die Anforderung der "Ganzlängen-Nitrierung" für längliche Teile wie Kolbenstangen erfüllen. Insbesondere die Oberfläche von Kolbenstangen benötigt eine gleichmäßige ε-Phasen-nitrierte Schicht (Korrosions- und Verschleißbeständigkeit), um Zylinderleckagen durch lokalen Verschleiß zu verhindern.

3. Werkzeugmaschinen- und Präzisionsgeräteindustrie

• Typische Werkstücke: Lange Führungen von großen Werkzeugmaschinen (z. B. Portalfräsmaschinenführungen), Bohrmaschinenspindeln (2-4 Meter lang), Schleifscheibenwellen usw.
• Gründe für die Anwendung: Werkzeugmaschinenschienen, Spindeln und ähnliche Komponenten erfordern eine extrem hohe Oberflächenpräzision (Aufrechterhaltung der Geradheit im Mikrometerbereich nach dem Nitrieren). Die vertikale Erwärmungsmethode von Tiefbrunnenöfen reduziert die Biegespannung, die durch das Eigengewicht des Werkstücks verursacht wird. In Kombination mit einer präzisen Glimmentladungssteuerung kann sie eine 0,1-0,5 mm dicke, gleichmäßige gehärtete Schicht auf der länglichen Oberfläche bilden, wodurch Verschleißfestigkeit gewährleistet wird, ohne die Maßgenauigkeit zu beeinträchtigen.

4. Erdöl-, Chemie- und Bohrindustrie

• Typische Werkstücke: Ölbohrrohre (8-12 Meter lang), Ölleitungen (längliche rohrförmige Teile), Tiefbrunnenpumpenwellen usw.
• Gründe für die Anwendung: Diese Werkstücke werden in Bohrloch- oder Hochdruckumgebungen betrieben und erfordern Beständigkeit gegen Verschleiß (durch Sand- und Schlammerosion) und Korrosion durch Schwefelwasserstoff/Kohlendioxid. Die durch Ionen-Nitrieren gebildete gehärtete Schicht (die Nitridphasen enthält) erhöht sowohl die Verschleiß- als auch die Korrosionsbeständigkeit. Die vertikale Struktur von Tiefbrunnenöfen ermöglicht die Gesamtbehandlung von ultralangen Bohrrohren/Leitungen und vermeidet Leistungsunterschiede an Verbindungsstellen, die durch segmentiertes Nitrieren verursacht werden.

5. Luft- und Raumfahrt und High-End-Gerätebereich

• Typische Werkstücke: Längliche Verbindungsstangen von Flugzeugfahrwerken, Turbinenwellen von Triebwerken (1-3 Meter lang), Einstellwellen von Raumfahrzeugen usw.
• Gründe für die Anwendung: Diese Komponenten haben strenge Anforderungen an die Materialleistung (Oberflächenhärte >60 HRC, Ermüdungsfestigkeit um über 30 % erhöht) und dürfen keine wärmebedingte Verformung erfahren (mit Präzisionsanforderungen bis zu 0,01 mm/m). Niedertemperatur-Nitrieren (350-550 °C) in Tiefbrunnenöfen minimiert die thermische Verformung von Werkstücken. In Kombination mit der vertikalen Positionierung steuert es präzise die Eindringtiefe der Stickstoffionen (0,1-0,8 mm) und gleicht Oberflächenhärte und Kernzähigkeit aus, um extremen Arbeitsbedingungen gerecht zu werden.

6. Formen- und Werkzeugindustrie (spezielle längliche Teile)

• Typische Werkstücke: Lange Kernformen (z. B. Kunststoffextruder-Schnecken), längliche Stanzwerkzeuge, Tieflochbohrwerkzeuge usw.
• Gründe für die Anwendung: Diese Teile erfordern Oberflächenverschleißfestigkeit, um die Lebensdauer zu verlängern. Beispielsweise können Extruderschnecken eine Länge von 4-6 Metern erreichen, und Tiefbrunnenöfen gewährleisten gleichmäßige nitrierte Schichten, wodurch ein Formversagen durch lokalen Verschleiß verhindert wird.

II. Anwendungsvorteile: Warum die Tiefbrunnenstruktur wählen?

1. Formanpassungsfähigkeit: Der vertikale Ofenkörper ermöglicht das direkte Aufhängen oder die vertikale Platzierung von länglichen Werkstücken, wodurch Verbiegungsverformungen durch das Eigengewicht vermieden werden (besonders kritisch für Werkstücke mit einem Seitenverhältnis >10).
2. Gleichmäßigkeit: Der Glimmentladungsbereich ist gleichmäßig entlang der vertikalen Richtung des Ofens verteilt, wodurch sichergestellt wird, dass der Dicken- und Härteunterschied der nitrierten Schicht an den oberen und unteren Enden von länglichen Werkstücken <5 % beträgt.
3. Effizienz-Anpassungsfähigkeit: Mehrere längliche Werkstücke der gleichen Spezifikation (z. B. mehrere parallel aufgehängte Bohrrohre) können gleichzeitig bearbeitet werden, was für die Massenproduktion geeignet ist.
4. Präzisionskontrolle: Niedertemperatur-Nitrieren (350-550 °C) reduziert die thermische Verformung von Werkstücken und erfüllt in Kombination mit der vertikalen Positionierung die Anforderungen an die Maßgenauigkeit von Präzisionsteilen.

Zusammenfassung