ZIM-Vorhaben ZF4042204US6

Entwicklung einer heiß-isostatischen Presse zur kombinierten Verdichtung und Wärmebehandlung von Halbzeugen und Bauteilen

Forschungsstellen
CREMER Thermoprozessanlagen GmbH
RWTH Aachen, Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau
RWTH Aachen, Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik

Laufzeit
01.01.2017 – 31.12.2018

Zusammenfassung
Pulvermetallurgisch hergestellte Bauteile, die sowohl heiß-isostatisch gepresst als auch wärmebehandelt werden müssen, durchlaufen in der Regel diese beiden Prozesse in zwei getrennten Anlagen. Bisher müssen daher konventionell heiß-isostatisch gepresste und wärmebehandelte Bauteile von Temperaturen, die zum Teil mehr als 1200 °C betragen, nach dem heiß-isostatischen Pressen zunächst in der HIP-Anlage auf Raumtemperatur abkühlen. Anschließend werden sie an der Luft zur Wärmebehandlungsanlage transportiert und auf einem für die Wärmebehandlung geeigneten Gestell positioniert. Die Abkühlung kann mehrere Stunden in Anspruch nehmen und die in der Anlage und in den Bauteilen gespeicherte Wärme geht verloren. In der zusätzlich benötigten Wärmebehandlungsanlage müssen sowohl die Bauteile als auch die Anlage wieder erwärmt werden, um die für die Wärmebehandlung notwendige Temperatur zu erreichen.
Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen heiß-isostatischen Presse (HIP) mit integrierter, innovativer Schnellkühlung zur Wärmebehandlung. In dieser neuartigen Anlage kann zusätzlich zur porenfreien Verdichtung eine definierte Abkühlung des Bauteils zum gezielten Einstellen des Werkstoffgefüges und damit der Werkstoffeigenschaften (Härte, Festigkeit) durchgeführt werden. Das Resultat ist die Kombination der zwei energie- und zeitintensiven Prozessschritte des Verdichtens auf volle Dichte und der Wärmebehandlung (definiertes Erwärmen des Bauteils auf Zieltemperatur und anschließendes schnelles Abkühlen) in einer industriellen Anlage. Kern des Forschungsvorhabens ist die Auslegung, Fertigung und Funktionsprüfung eines geeigneten Schnellkühlsystems, welches es ermöglicht, die für die Wärmebehandlung notwendige Abkühlrate in Abhängigkeit der Bauteilgeometrie, der Beladungssituation des Rezipienten und der vom Anwender geforderten Materialeigenschaften flexibel anzupassen. Zusätzliche Investitionen in eine Wärmebehandlungsanlage entfallen.


BMWi_Web_de_WBZlogo_zimDas Forschungsvorhaben mit dem Förderkennzeichen ZF4042204US6 wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.