WÄRMEBEHANDLUNG VON ALUMINIUMTEILEN

Transkript

1 WÄRMEBEHANDLUNG VON ALUMINIUMTEILEN

2 UMFANGREICHES PROZESS-KNOW-HOW AUS ZAHLREICHEN REALISIERTEN ANLAGEN. 2

3 INHALTSVERZEICHNIS WÄRMEBEHANDLUNGSANLAGEN PROZESSSCHRITTE ROLLENANLAGEN FÜR ALUMINIUMRÄDER DURCHSTOSSANLAGEN FÜR ALUMINIUMRÄDER KLINKENFÖRDERANLAGEN FÜR ALUMINIUMTEILE

4 WÄRMEBEHANDLUNGSANLAGEN Fahrzeuge mit verbesserter Ressourcen- und Energieeffizienz sollen zur Reduzierung der weltweiten CO 2-Emission beitragen. Ein Ansatz hierzu ist die Gewichtsreduzierung durch das Verbauen von Leichtbauteilen in den Fahrzeugen. Leichtbau bedingt den Einsatz von hochfesten Stählen, Kunststoffen, Aluminiumblech und Verbundwerkstoffen sowie die Verwendung von Guss-, Druckguss- und Schmiedeteilen aus Aluminium. So werden heute hochbelastete Bauteile wie Räder, Fahrwerk-, Karosserie- und Motorteile aus Aluminiumlegierungen gefertigt. Zum Erzielen optimaler mechanischer Eigenschaften dieser Aluminiumteile wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, die in der Regel die drei Prozessschritte Lösungsglühen, Abschrecken und Auslagern umfasst. Der Name Eisenmann steht seit mehr als 30 Jahren für umfassende Systemkompetenz, herausragende Qualität und höchste Zuverlässigkeit in der Wärmebehandlung von Leichtbauteilen für die Automobilindustrie. Leistungsmerkmale Wärmebehandlungsanlagen Höchste Temperaturgenauigkeit Maximale Verfügbarkeit Minimierte Betriebskosten Höchste umwelt- und sicherheitstechnische Standards C Lösungsglühen Abschrecken Auslagern h 4

5 PROZESSSCHRITTE Lösungsglühen Das Lösungsglühen erfolgt knapp unterhalb der Schmelztemperatur der Aluminiumlegierung. Bei hoher Temperatur und der damit verbundenen hohen Diffusionsgeschwindigkeit verteilen sich die Legierungselemente gleichmäßig im Aluminiummischkristall. Abschrecken Beim Abschrecken wird der übersättigte Mischkristall eingefroren und damit ein Ausscheiden der gelösten Legierungsbestandteile vermieden. Je nach Art und Neigung des Bauteils hinsichtlich Verzug und den gewünschten Abschreckraten werden verschiedene Abschreckmedien eingesetzt: Wasser Wasser-/Polymermischung Luft Auslagern Beim Auslagern wird durch Entmischungsvorgänge im übersättigten Mischkristall die gewünschte Festigkeit erreicht. Damit ist der eigentliche Wärmebehandlungsprozess abgeschlossen. Falls erforderlich, dient eine nachfolgende Kühlzone zum Herunterkühlen der Werkstücke für die nächsten Produktionsschritte. Für die Auswahl einer maßgeschneiderten Lösung ist eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren zu berücksichtigen. Die Eisenmann Experten in Konstruktion, Abwicklung und Vertrieb erarbeiten in enger Kooperation mit dem Kunden die optimale Lösung für jeden Bedarfsfall. Wesentliche Faktoren für die Anlagenauslegung Durchsatz Bauteilgeometrie Geplante Aufstellfläche und Raumhöhe Prozessvorgaben 5

6 ROLLENANLAGEN AUTOMATISCHER ABLAUF FÜR EFFIZIENTE RÄDERFERTIGUNG Rollenanlagen von Eisenmann, der Klassiker schlechthin. Bereits mehr als 60mal gebaut, sind sie für viele Anwendungen die erste Wahl. Aluminiumräder werden auf Rollenbahnen und über mehrere Ebenen durch die gesamte Anlage transportiert. Alle Antriebe und Lagerungen der Rollen sind außerhalb der Öfen gut zugänglich untergebracht. Körbe zur Aufnahme der Räder sind nicht erforderlich. Die von Eisenmann gewählte Standardkonzeption zeichnet sich durch eine platzsparende Bauweise aus: Warmauslagerungsund Lösungsglühofen sind übereinander angeordnet, das Abschreckbecken befindet sich unterhalb des Lösungsglühofenauslaufs. Beladehubstation für Lösungsglühofen. Bei Beschickung der Anlage mit unterschiedlichen Radgrößen sorgt eine Radgrößenerkennung am Einlauf für ein entsprechendes Setzbild mit einer unterschiedlichen Anzahl an Rädern pro Reihe. 6

7 Markante Vorteile der Rollenanlage Keine Körbe zum Transport der Räder erforderlich Interne Wärmerückgewinnung der Lösungsglühofenabluft Platzsparende Anordnung der Öfen übereinander Optionale Anlagenkomponenten Gas- oder elektrisch beheizte Öfen Kühlzone nach Auslagerungsofen Spüleinrichtung bei Polymerabschreckung Verschiedene Anlagenlayouts möglich Anordnung der Öfen entsprechend den örtlichen Gegebenheiten Übereinander Nebeneinander Hintereinander Abschreckmedien Wasser Polymer-/Wassergemisch 7

8 DURCHSTOSSANLAGEN EFFIZIENTE WÄRMEBEHANDLUNG FÜR GROSSE RÄDER Speziell für die Fertigung von Rädern mit der Referenzgröße 20 Zoll hat Eisenmann die Durchstoßanlage entwickelt. Sie zeichnet sich durch eine größere Beladebreite (3.650 mm) für sechs 20 -Räder pro Reihe und geringeren Energieverbrauch aus. Die Räder werden auf stapelbaren Warenträgern durch die Öfen transportiert. Die Besonderheit der Durchstoßanlage ist, dass nach dem Lösungsglühen nur die Räder, nicht aber die Warenträger abgeschreckt werden. Nach dem Abschrecken fließt durch Kippen der Räder Schöpfwasser ab. Hierdurch wird der Spülaufwand, falls mit Polymer abgeschreckt wird, minimiert. Als Fördersystem für den Lösungsglühofen kommt ein robustes Pushersystem zum Einsatz. Der Transport durch den Auslagerungsofen erfolgt mittels Klinkenförderer. Markante Vorteile der Durchstoßanlage Niedriger Energieverbrauch Geringer Platzbedarf Interne Wärmerückgewinnung der Lösungsglühofenabluft Geringe erforderliche Grubentiefe (600 mm) für Abschreckbecken Warenträger werden nicht abgeschreckt und bleiben formstabil Im Warenträger gespeicherte Energie dient im Auslagerungsofen als Wärmequelle Falls gewünscht, können nach dem Auslagern die Räder für nachfolgende Produktionsschritte heruntergekühlt werden. 8

9 Anordnung der Öfen entsprechend den örtlichen Gegebenheiten Übereinander Nebeneinander Hintereinander Abschreckmedien Wasser Polymer-/Wassergemisch Optionale Anlagenkomponenten Gas- oder elektrisch beheizte Öfen Kühlzone nach Auslagerungsofen Warenträgerstapel am Auslauf. Spüleinrichtung bei Polymerabschreckung Kippstation. Ofentor. 9

10 KLINKENFÖRDERANLAGEN FÜR ALUMINIUMTEILE Häufig ist es erforderlich, die Wärmebehandlung der Werkstücke in Warenträgern durchzuführen. Hierzu werden mehrere Warenträger aufeinander gestellt. Der Transport durch die Öfen erfolgt durch Klinkenförderer. Sie schieben und ziehen die Warenträger mittels Schubstangen durch die Öfen. Diese robuste Fördertechnik zeichnet sich durch hohe Zuverlässigkeit, eine geringe Anzahl von angetriebenen Teilen und wenig Durchdringungen durch die Ofenwände aus. In den Umluftöfen verhindern optionale Zwischentüren die Beeinflussung der Zonen untereinander und es können auch unterschiedliche Temperaturzonen realisiert werden. Dank Klinkenförderung und in die Ofendecken integrierte Ventilatoren wird seitlich der Öfen nur sehr wenig Platz benötigt. Die Öfen können somit sehr flexibel in Produktionshallen angeordnet werden. Die Aufstellung der Öfen hintereinander in einer Linie ist genauso möglich wie die Anordnung nebeneinander als U- Aufstellung. Für das Abschrecken nach dem Lösungsglühen stehen sowohl Luft- als auch Wasserabschreckung zur Verfügung. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, auch beide Abschreckverfahren in einer Anlage zu kombinieren. Für das Luftabschrecken werden die Warenträger entstapelt und einzeln weiter transportiert. Durch das Abschrecken einzelner Warenträger erhöht sich die Prozessicherheit, während sich die elektrisch installierte Leistung für die Luftabschreckzone verringert. Das modulare Ofenkonzept von Eisenmann ermöglicht es, individuell maßgeschneiderte Wärmebehandlungsanlagen zusammenzustellen und die Funktionen Lösungsglühen, Abschrecken und Auslagern einzeln oder in Kombination auszuführen. Markante Vorteile der Klinkenförderanlage Sehr flexibler Einsatz für unterschiedliche Bauteile Exakte Temperaturführung Unterschiedliche Temperaturzonen durch Zwischentüren Hohe Prozesssicherheit durch Luftabschreckung einzelner Warenträger Interne Wärmerückgewinnung der Lösungsglühofenabluft Kombination von Luft-/Wasserabschreckung möglich Verschiedene Anlagenlayouts möglich 10

11 Anordnung der Öfen entsprechend den örtlichen Gegebenheiten Nebeneinander Hintereinander Abschreckmedien Luftabschreckung Wasserabschreckung Einlauf Lösungsglühofen. 11

12 Eisenmann Thermal Solutions GmbH & Co. KG Leinetal, Bovenden Tel.: , Fax: Eisenmann Thermal Solutions GmbH & Co. KG I Alle Rechte vorbehalten. Sämtliche Texte, Bilder und Grafiken unterliegen dem Urheberrecht und anderen Gesetzen zum Schutz des geistigen Eigentums. Eine Nutzung der Inhalte ist erst nach Zustimmung durch die Eisenmann Thermal Solutions GmbH & Co. KG gestattet. Sämtliche Angaben, Beschreibungen und Illustrationen stehen unter dem Vorbehalt technischer Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Weiterentwicklung unserer Produkte nach dem jeweiligen Stand der Technik. Eine besondere Ankündigung bei Änderungen von Angaben, Beschreibungen und Illustrationen erfolgt nicht. Einzelne Fehler bleiben vorbehalten. Technische Eigenschaften können von Land zu Land abweichen.