DualTherm - ALD Vacuum Technologies

Technische Daten
Nutzraumabmessungen
Breite 600 mm
Höhe 750 mm
Länge 1000 mm
Nenntemperatur 1250 °C
Temperaturgleichmäßigkeit
- Konvektiv 150 - 800 < ± 5 °C
- Vakuum 600 - 1250 < ± 5 °C
Elektrischer Anschluss
- Nennspannung Drehstrom 400 V
- Nennleistung Heizung 180 kW
Gesamtanschlussleistung N 2 600 kW
Gesamtanschlussleistung He 480 kW
N 2 / He-Gasdruck
- Konvektion 1,5 - 2,0 bar abs.
- Abschrecken max. 20 bar abs.
Chargengewicht brutto max. 1000 kg
Platzbedarf 40 m²
ALD Vacuum Technologies GmbH
Abteilung AVW
Wilhelm-Rohn-Straße 35
D-63450 Hanau, Germany
Tel. +49 6181-307-0
email info@ald-vt.de
Internet: www.ald-vt.de
China
ALD Liaison Office
c/o C&K Development Co., Ltd
Rm. 1102, South Office Tower
Hong Kong Plaza
283 Huai Hai Zhong Rd.
Shanghai, 200021
Tel. +86 6385-5500
email: ald@ald-vt.cn
Russland
ALD Vacuumyje Technologii OOO
ul. Bolschaja 40, str. 2
109017 Moskau
Tel. +7 7876-733
email: ald@metallurg.com.ru
Japan
ALDThermo Technologies Far East Co., Ltd.
Shinjuku Nomura Bldg. 6F
Shinjuku-ku, Tokyo 163-0558
Tel. +81 33403726
email: lang@zero-japan.co.jp
Great Britain
ALD Vacuum Technologies Ltd.
The Frensham Suite
13-21 High Streeet
Guildford, Surrey GU1 3DG
Tel. +44 45-44-34
email: ald.vactech@btclick.com
USA / Kanada
ALD HolcroftVacuum Technologies Co., Inc
49630 Pontiac Trail
Wixom, Michigan 48393
Tel. (248) 624-8191
email: sales@afc-holcroft.com
DualTherm ®
Vakuum Mehrzweckkammerofen
Härten, Glühen, und Vakuumaufkohlen

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DualTherm ® : der flexible Vakuum Mehrzweckkammerofen
Vakuumwärmebehandlungsprozesse mit Hoch -
druck-Gasabschreckung sind seit vielen Jahren
im Bereich der Einzel- und Serien fertigung
Stand der Technik. Die Kombination aus
Vakuumofen und Kalter Abschreckkammer ist
die optimale Lösung, selbst niedrig legierte
Stähle erfolgreich zu härten.
Während bei der ersten Generation von
Zweikammeranlagen (Bauart VZKQ) die Charge
in zwei Teilchargen nacheinander abgeschreckt
werden musste, ist es mit der neuen
DualTherm ® -Anlage möglich, die gesamte
Charge in einem Schritt abzuschrecken. Bei der
Entwicklung der Anlage wurde auf vielfach
bewährte Anlagenkomponenten der
ModulTherm ® -Technik zurückgegriffen. Damit
ist es nun auch möglich, das Kühlgas während
der Abschreckung zu reversieren und damit
besonders gleichmäßig und verzugsarm zu
härten.
Anlagenaufbau
Bei der DualTherm ® -Anlage handelt es sich um
einen flexiblen Vakuum-Mehrzweckofen.
Die Heizkammer, ausgebildet als Vieleck,
verfügt über eine mehrlagige Isolation. Die
Grafitheizung ist rund um die Längsseiten der
Charge angeordnet und gewährleistet eine
schnelle und gleichmäßige Aufheizung der
Bauteile. Alle ALD Anlagen verfügen über die
Option der konvektiven Erwärmung. Dazu wird
nach dem Evakuieren ein Trägergas (Stickstoff)
in die Heizkammer eingeleitet, das während
des Heizens umgewälzt wird.
Die konvektive Erwärmung hat mehrere Vor -
teile:
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Geringerer Temperaturgradient am
Bauteil und in der Charge
Schnellere Erwärmung von dicht
gepackten Chargen
Hohe Gleichmäßigkeit während des
Aufheizens
Die Chargenauflage im Heizraum besteht aus
Balken aus Siliziumcarbid (SiC), die eine hohe
Verschleißfestigkeit auch bei sehr hohen
Temperaturen aufweisen. In der Heizkammer
befinden sich, außer dem Umwälzer aus CFC-
Material für die konvektive Erwärmung, keine
weiteren beweglichen Teile.
Zum Chargentransport in der DualTherm ® -
Anlage wird in einer Transportkammer eine
Teleskopgabel eingesetzt. Die Antriebe sowie
die Weggeber des Transportsystems sind alle
außerhalb der Anlage angeordnet und dadurch
jederzeit gut zugänglich.
Für die Abschreckung der Charge wurde eine
modular aufgebaute Kammer entwickelt, die
auf die spezifischen Anforderungen der Kun -
den bauteile abgestimmt werden kann. Die
Abschreckkammer kann mit Abschreckdrücken
bis 20 bar betrieben werden.
Zur Umwälzung des Abschreckgases können,
abhängig von der erforderlichen Strömungs -
geschwindigkeit des Abschreckgases, ein oder
zwei Umwälzventilatoren eingesetzt werden. Je
nach Erfordernis können ein bzw. zwei Wärme -
tauscher in die Kammer eingebaut werden.
Eine weitere Option ist die Reversierung des
Abschreckgases, die besonders bei Bauteilen
mit Gewichten oberhalb 1 kg zu einer gleich -
mäßigeren Abschreckung und dadurch zu
geringeren Bauteilverzügen führen kann.
Betriebsweise der Anlage
Die Heizkammer der DualTherm ® -Anlage ist
während des Betriebes ständig auf Temperatur
und steht, außer bei der konvektiven
Erwärmung, unter Vakuum. Im Gegensatz zu
konventionellen Mehrzweckkammeröfen kann
die DualTherm ® -Anlage z.B. am Wochenende
einfach abgeschaltet werden, da die Anlage
nicht konditioniert werden muss. Nach einer
nur halbstündigen Aufheizzeit steht sie zu
Wochenbeginn wieder zur Wärmebehandlung
bereit.
Die Abschreckkammer dient zu Beginn des
Einsatzbeispiel des Vakuum Mehrzweckkammerofens
Prozesses als Einschleuskammer, in welcher
der Luftsauerstoff durch einfaches Evakuieren
entfernt wird. Danach wird die Charge über die
Transportkammer in die Behandlungskammer
chargiert, wo die Wärmebehandlung statt -
findet.
Nach der Wärmebehandlung wird die Charge
in sehr kurzer Zeit mit der Transportgabel zum
Abschrecken in die Abschreckkammer trans -
portiert. Dort findet rezeptgesteuert die
Hochdruck-Gasabschreckung statt. Neben
einer maximalen Abschreckung kann auch eine
gestufte Abschreckung durchgeführt werden,
bei der während der Abschreckung die
Drehzahlen der Umwälzventilatoren sowie der
Kammerdruck geregelt werden.
Nach der Hochdruck-Gasabschreckung sind die
Bauteile sauber, trocken und blank und
brauchen nicht gereinigt zu werden.
Verfahren
Die Anlage des Typs DualTherm ® kann sowohl
zum Glühen und Härten im Temperaturbereich
bis 1250 °C als auch zum Niederdruck-Einsatz -
härten bis ca. 1050 °C eingesetzt werden.
Durch die Möglichkeit der Verwendung unter -
schiedlicher Abschreckgase (z. B. Stickstoff,
Helium, Argon) können neben niedrig legierten
Vergütungs- und Einsatzstählen auch Werk -
zeug stähle, Schnellarbeitsstähle oder PM-
Stähle behandelt werden.
Weitere Verfahren, die in der DualTherm ® -
Anlagen durchgeführt werden können, sind:
■ Glühen unter Konvektion bis 950 °C
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Glühen unter Vakuum und Teildruck
im Temperaturbereich bis 1250 °C
■ Härten im Temperaturbereich bis 1250 °C
mit unterschiedlichen Gasen mit einem
max. Abschreckdruck bis 20 bar
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Niederdruckaufkohlen mit Hochdruck-
Gasabschreckung
Karbonitrieren im Vakuum
Löten im Vakuum oder Teildruck mit
anschließender Schnellkühlung
Anlagensteuerung und Bedienung
Zum „Bedienen und Beobachten“ der
DualTherm ® -Anlage ist in der Nähe der
Beladetür ein Panel-PC an einem Schwenkarm
befestigt. Hier werden aller erforderlichen
Eingaben bezüglich des Behandlungsrezeptes
für die Chargen vorgenommen. Zusätzlich gibt
es die Möglichkeit, Chargendaten wie Bauteil -
nummer, Bauteilname, Stückzahl, Werkstoff
oder sonstige Informationen zur jeweiligen
Charge einzugeben.
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Kundennutzen
umweltfreundliche Alternative zum
konventionellen Mehrzweckkammerofen
saubere, blanke Bauteile, kein
Nachwaschen erforderlich
saubere Arbeitsumgebung, d.h.
keine Flammschleier, Öldämpfe,
Abfackelungen
geringer Gas- und Energieverbrauch
einfache Fertigungsintegration
niedriger Wartungsaufwand
hohe Reproduzierbarkeit
einfache Rezeptsteuerung
hohe Prozessvielfalt
Im System werden die Soll- und Istwerte der
Behandlung auf einem Zeitstrahl dokumentiert
(Schreiberfunktion).
Selbstverständlich werden alle erforderlichen
Störmeldedaten angezeigt, gespeichert und
können am PC entsprechend quittiert werden.
Im PC werden neben der Rezeptverwaltung
auch die Online-Trends von Temperatur sowie
die Druckverläufe angezeigt. Über eine Schnitt -
stelle kann die Anlage an vorhandene Netz -
werke angeschlossen werden, um z. B. eine
zyklische Speicherung der Behandlungsdaten
vorzunehmen. Die Sicherung der Behandlungs -
daten kann außerdem über ein CD/DVD-Lauf -
werk erfolgen.
Alle Bewegungen der Anlage sowie die Prozess -
und Temperatursteuerung erfolgt über die SPS
der DualTherm ® -Anlage.
Wartung und Service
Bei der Konstruktion der DualTherm ® -Anlage
wurde besonderer Wert auf Wartungs freund -
lichkeit gelegt. Alle zu wartenden Bauteile sind
gut zugänglich angebracht. Für die Wartungen
im Inneren der Anlage ist auf der Rückseite
eine Wartungstür vorgesehen. Nach Abkühlung
der Heizkammer und an schließender Belüftung
der Anlage kann die Servicetür geöffnet
werden. Dadurch ist eine gute Zugänglichkeit
zur Heizung, zur Eindüse einheit für das
Aufkohlungsmedium, zum Konvektionslüfter
sowie zu den Chargen auf lagen gewährleistet.
Anlagenschema DualTherm ®