Leitartikel Ausgabe 3/2024

2nd Bosphorus International Heat Treatment Symposium

Hüseyin SAVAŞ und BHTS’2024 Symposium Coordination Office

Symposium
In Zusammenarbeit mit der MISAD – Metal Heat Treatment Industrialists Association und dem METEM – UCTEA Chamber of Metallurgical and Materials Engineers‘ Training Center fand am 25. und 26. April 2024 im Halic Congress Center in Istanbul ein Symposium über Wärmebehandlung mit internationalen Teilnehmern statt. Zahlreiche Firmen präsentierten zusätzlich zu dem Vortragsteil ihre Produkte und Dienstleistungen in Präsentationsstände.
BHTS’2024 war Gastgeber für viele Unternehmer, Ingenieure und wissenschaftliche Mitarbeiter. Das Symposium schuf ein Umfeld, in dem die aktuelle Situation technologischer und wissenschaftlicher Entwicklungen in der Wärmebehandlung diskutiert werden konnte und in dem die Position der Türkei in der Welt der Wärmebehandlungsstudien umfassend erörtert wurde.
Die Eröffnungsreden des Symposiums wurden von METEM-Vorstandsmitglied Utku İNAN, dem MISAD-Vorstandsvorsitzenden und BHTS’2024-Vorsitzenden Koray YAVUZ, dem IFTHSE-Präsidenten Prof. Massimo PELLIZZARI und schließlich dem ICI-Versammlungspräsidenten Ender YILMAZ gehalten. Als symbolisches Startzeichen der Symposium-Eröffnung wurde von den Organisatoren und den eingeladenen Referenten ein Band zerschnitten.

Die Podiumsdiskussion mit dem Titel „Die Zukunft der Wärmebehandlung und der Nachhaltigkeit“ fand am ersten Tag statt und wurde von einer großen Anzahl der Teilnehmer besucht. An der von Koray YAVUZ, dem Vorstandsvorsitzenden der MISAD, moderierten Podiumsdiskussion nahmen Bora ÖZKAN von der Firma Ipsen, Fatih TAMAY von der Board Members Association und Tamer TAŞKIN von der Firma Petrofer teil und teilten dem Publikum ihre Sicht auf die Zukunft der Welt allgemein und die türkische Wärmebehandlungsindustrie im Besonderen sowie ihre persönlichen Erfahrungen auf diesem Gebiet mit.
Fünf geladene Redner, die sowohl in der Türkei als auch auf internationaler Ebene Experten auf ihrem Gebiet sind, Andy CHEN von der Firma Marstate Industrial Corporation, Yasemin ÖZKAN von der Firma TEI-TUSAŞ, Marcel A. J. SOMERS von der Technischen Universität Dänemark, Peter SOMMER von der Firma Dr. Sommer Werkstofftechnik GmbH und Karl Michael WINTER von der Firma Nitrex, berichteten den Zuhörern über ihre Arbeit.
Während der zwei Tage und acht Sitzungen wurden insgesamt 23 mündliche Präsentationen in der Symposiumshalle und fünf Posterpräsentationen vorgestellt. 21 Unternehmen und Institutionen hatten die Möglichkeit, ihre Produkte und Dienstleistungen den Teilnehmern im Standbereich des Symposiums vorzustellen.
Der Rahmen dieses internationalen Symposiums erstreckte sich weitgehend auf neue Herausforderungen, jüngste Fortschritte und neue Ideen auf dem Gebiet der fortgeschrittenen Wärmebehandlung. Es bot zudem auch die Gelegenheit, den derzeitigen Stand und die Perspektiven der Wärmebehandlung und Oberflächentechnik von Metallen in Theorie und Praxis zu untersuchen. Auf dem Symposium wurden verschiedene Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich der Wärmebehandlung und Oberflächentechnik vorgestellt und behandelt.

Die Hauptthemen waren: – Gefügeumwandlung; – Mechanische, physikalische und tribologische Eigenschaften; – Fortgeschrittene Fertigungsverfahren der Wärmebehandlung; – Vakuum-Wärmebehandlung; – Kryogenische Behandlung und Anlassen; – Bainitisierung; – Induktion und magnetische Erwärmung mit niedriger Energie; – Abschreckmittel und Abschrecktechnik; – Ausrüstung für die Wärmebehandlung; – Anwendung der Nanotechnologie; – Mathematische Modellierung und Prozesssimulation; – Umweltfreundliche Energie und CO2-Bilanz; – Techniken der Oberflächenvorbereitung.

Nachfolgend die Vorstellung der Vortragenden und eine Zusammenfassung der jeweiligen Vorträge.

Vortrag 1

Im Jahr 2018 beendete Andy Chen seine Tätigkeit bei PowerMax und Austemper und kehrte in seine Heimat Taiwan zurück. Er betrachtet das Ofengeschäft als lebenslange Karriere und entwickelt weiterhin Atmosphärenanlagen für die nächste Generation. Sein erstes erfolgreiches Projekt einer neuen Generation von Ringöfen ermutigt ihn, weitere Anlagen mit einzigartigen Eigenschaften in diesem Bereich zu entwickeln.

The Next Generation of Atmosphere Equipment, Goals of Reduce Energy, Less Atmosphere Consumption, Less NOx emission, Less anpower Requirement and High Performance

Wärmebehandlungsanlagen waren schon immer sehr wichtige Produktionsanlagen in der Metallverarbeitungsindustrie. Wärmebehandlungsanlagen erfordern einen Prozess mit hohem Energieverbrauch, hoher Umweltverschmutzung und hohem Personalaufwand. Energie zu sparen, Emissionen zu reduzieren und Automatisierung zu erreichen, sind wichtige Ziele, die jeder anstrebt.
In diesem Artikel wurden detailliert eine neue Generation von Ringöfen, eine neue Generation von Glühöfen für Gussteile, eine neue Generation von Nitrieröfen und eine neue Generation von Gasbrennern beschrieben, mit denen die zuvor beschriebenen Ziele erreicht wurden. Dieses Ergebnis wird bestimmt zu weiteren Entwicklungen und Forschungen in diesem Bereich führen.

Vortrag 2

Yasemin Özkan ist Elektro- und Elektronikingenieurin mit MS-Abschluss. Während ihrer Ingenieurausbildung absolvierte sie ein Doppelstudium in Betriebswirtschaft. Seit 2004 arbeitet sie bei TEI – Tusas Engine Industries Inc. als Senior Team Leader in der Abteilung NDT & Special Process Quality. Sie ist seit etwa 6 Jahren stimmberechtigtes Mitglied des Nadcap Heat Treatment Supplier Committee und seit 6 Jahren Mitglied des Beirats des Tübitak National Metrology Institute.

Pyrometric Requirements in Aviation Industry

Die Luftfahrtindustrie hat im Vergleich zu anderen Branchen höhere strukturelle und technische Anforderungen. Parallel dazu umfasst der Wärmebehandlungsprozess viele Kriterien in Bezug auf Sensoren, Indikatoren, Aufzeichnungsgeräte und Prüfanwendungen. Ziel dieser Studie ist es, die allgemeinen Anforderungen für die relevanten technischen Kriterien zu definieren und die angewandten Prüfmethoden zu erläutern. Obwohl sich die Anforderungen der wichtigsten Triebwerkshersteller in der Luftfahrtindustrie in gewisser Weise unterscheiden, verweisen sie für die Anforderungen an die Pyrometrie hauptsächlich auf SAE AMS2750. In dieser Studie wurden die allgemeinen Anforderungen der AMS2750 erläutert.

Vortrag 3

Marcel A.J. Somers erwarb seinen M.Sc. (1985) und seinen Doktortitel (1989) an der Technischen Universität Delft in den Niederlanden. Nach Tätigkeiten in der Industrie (Philips) und weiteren sieben Jahren als Assistenzprofessor an der Technischen Universität Delft wurde er 1997 zum ordentlichen Professor an der Technischen Universität Dänemark ernannt, wo er seit mehr als 20 Jahren eine Hochschulgruppe für Material- und Oberflächentechnik leitet. Er war Mitautor von mehr als 350 Beiträgen in Fachzeitschriften, Büchern und Konferenzberichten und ist Miterfinder von etwa 20 Patenten. Für seine Forschung und Innovation wurde er mit mehreren Preisen ausgezeichnet, darunter der ASM European Lecturer Award (1999), die Alex-Foss-Goldmedaille (2014) und die IFHTSE-Medaille (2019). Er ist Fellow von ASM International (2016) und wurde 2022 von der dänischen Königin zum Ritter geschlagen.

Nitriding and Nitrocarburizing; An Interwoven Braid of Science and Innovation

Nitrieren und Nitrocarburieren sind Verfahren in der Oberflächentechnik, bei denen ein Stahlwerkstück bei erhöhter Temperatur absichtlich mit Stickstoff/Kohlenstoff legiert wird, um die Lebensdauer unter Korrosions-, Ermüdungs- und Verschleißbedingungen oder einer Kombination davon zu verlängern. Der Vortrag deckte einige Höhepunkte der Arbeit des Teils der Karriere des Autors ab, der sich mit der Forschung und Innovation im Bereich des Gasnitrierens und Nitrocarburierens von Eisen und Stahl befasst, – von der Grundlagenforschung bis zur Anwendung und von der experimentellen zur numerischen Forschung.
Die folgenden Themen wurden angesprochen: – Bildung von Verbindungsschichten beim ferritischen Nitrocarburieren; – Expandierter Austenit auf nitrierten und nitrocarburierten nichtrostenden Stählen; – Hochtemperatur-Lösungsnitrieren für Werkstoffinnovationen; – Nitrieren von additiv gefertigten (nichtrostenden) Stahlteilen.

Vortrag 4

Peter Sommer studierte Werkstoffwissenschaften an der TU Berlin mit Abschluss als Dipl.-Ing.; – Fünf Jahre wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Maschinenbau/Werkstofftechnik an der Mercator-Universität Duisburg mit Promotion (Dr.-Ing.); – Sieben Jahre technischer Geschäftsführer bei der Schwing Verfahrenstechnik GmbH (Wirbelschichttechnik); – Oktober 1988: Gründung der Dr. Sommer Werkstofftechnik GmbH; – 2012 – 2022: Lehrauftrag an der Hochschule Rhein-Waal, Kleve für das Wahlpflichtfach „Werkstoffprüfung und Schadensanalyse“; – 2018: Ernennung zum Honorarprofessor; – Burgdorf-Preisträger in 2015; – Hochschulpreisträger in der Hochschule Rhein-Waal in Kleve; – 2012 – 2019: Vorsitzender des DIN-Normenausschusses „Anforderungen an Wärmebehandlungsanlagen“; – 2017 – 2021: Vorsitzender des VDI-Arbeitskreises „Werkstofftechnik“ des VDI-Bezirks Niederrhein; – 2016 – 2022: Mitglied im Verwaltungsrat der Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik.

Faults Before, During and After Heat Treatment of Steels

Zahlreiche Bauteile und die Mehrzahl der Werkzeuge erhalten ihre Leistungseigenschaften durch eine gezielte Wärmebehandlung. Dies erfordert materialabhängige Temperatur-Zeit-Atmosphären-Zyklen, die zu sehr hohen Spannungen in den Werkstücken führen können. Abweichungen von der bestmöglichen Auswahl der Wärmebehandlungsparameter können die weitere Verwendung dieser Werkstücke verhindern. Übermäßiger Verzug, Rissbildung und unerwünschte Veränderungen der Kantenbeschaffenheit sind nur einige der möglichen Wärmebehandlungsfehler.

Oft wird jedoch nicht erkannt, dass auch bei ordnungsgemäßer Wärmebehandlung Fehler auftreten können, die latent im Werkstück vorhanden sind und durch die spezifischen Wärmebehandlungsbedingungen an die Oberfläche kommen. Zum Beispiel: Eigenspannungen aus der mechanischen Bearbeitung werden bei Überschreiten der Rekristallisationstemperatur freigesetzt. Wenn diese Eigenspannungen ungleichmäßig im Werkstück vorhanden sind, werden auch die Ergebnisse der Freisetzung dieser Eigenspannungen unterschiedlich ausfallen. – Die Stähle selbst können eine Vielzahl von Unvollkommenheiten oder Fehlern aufweisen, die sich ebenfalls auf die Wärmebehandlung auswirken. – Die Bearbeitung im harten Zustand nach der Wärmebehandlung erfordert hohe Präzision, um Risse oder Eigenschaftsveränderungen zu vermeiden. – Schließlich können unsachgemäße Betriebsbedingungen beim Einsatz der Werkstücke zu Schäden führen.
Diese kurze Aufzählung machte deutlich, dass Fehler vor, während und nach der Wärmebehandlung auftreten können. Die möglichen Ursachen sind nahezu unbegrenzt, zumal sich mehrere Einflussfaktoren überlagern können.
Die Darstellung verdeutlichte, dass Fehler an wärmebehandelten Bauteilen nicht immer auf einen Wärmebehandlungsfehler zurückzuführen sind.

Vortrag 5

Karl-Michael Winter ist als Vice President of Global R&D and Engineering bei Nitrex für die globalen Forschungs- und Entwicklungsinitiativen des Unternehmens zuständig. Seit er diese Funktion im Jahr 2019 übernommen hat, spielt er eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung des bestehenden Produktportfolios, der Prozesse und Technologien von Nitrex und treibt gleichzeitig Innovationen bei der Entwicklung neuer Produkte voran.
Er ist federführend bei der Integration von Industrial Internet of Things (IIoT)-Lösungen in die intelligente Produktplattform von Nitrex und zielt darauf ab, die Fernüberwachung, Betriebsanalyse und Interaktion zwischen Maschinen zu verbessern. Diese strategische Initiative zielt darauf ab, die betriebliche Effizienz zu optimieren, die Betriebszeit zu erhöhen, die Leistung zu verbessern und Kosteneffizienz zu erreichen.
Mit einem umfangreichen Hintergrund, der sich über mehr als drei Jahrzehnte erstreckt, darunter seine Tätigkeit als Vice President R&D bei United Process Controls und Führungspositionen bei Process-Electronic, AEG und Siemens, bringt Michael einen reichen Erfahrungsschatz in den Bereich der Wärmebehandlung ein. Seine aktive Teilnahme an der AWT macht ihn zu einer anerkannten Autorität auf dem Gebiet der Ofenprozesssteuerung und Automatisierung.

New Generation of Post-Oxidized Brake Rotors

Bremsenemissionen sind eine wesentliche Quelle für Partikel in städtischen Gebieten, erhöhen die Gesamtzahl der Partikel in der Luft und tragen zur PM 2,5-Belastung bei. Für das Jahr 2025 plant die EU-Kommission die Einführung der neuen Abgasnorm Euro 7, welche strenge Vorschriften für die Partikelemissionen von Pkw und Nutzfahrzeugen vorsieht. Da die Partikelemissionen von Motoren in den letzten Jahrzehnten stetig zurückgegangen sind, sind Reifen und Bremssysteme derzeit die Hauptquelle für Feinstaub (PM) und Partikelanzahl (PN).
Die Korrosion der Bremsen hat durch die Einführung von Energierückgewinnungssystemen sowie durch die Nutzung der Motorbremse bei intelligenten Automatikgetrieben zugenommen. Dies wird aufgrund neuer Anforderungen an die Elektromobilität, die das mechanische Bremsen auf ein Minimum reduziert, weiter zunehmen. Herkömmliche Bremsscheiben sind aus Gusseisen gefertigt, das rostet. Wenn die Bremsen nicht benutzt werden, wird die Rostschicht nicht mehr von den Bremsbelägen abgeschliffen, und die Korrosion setzt sich tiefer fort, was zu einem deutlich höheren Verschleiß der Bremsscheiben führt, insbesondere bei den hinteren Bremsen. Dies trägt zur PM- und PN-Verschmutzung bei.
Die Anwendung des ferritischen Nitrocarburierverfahrens (FNC) auf Bremsscheiben aus Grauguss (GCI) ist nachweislich eine geeignete technische und wirtschaftliche Lösung, wenn sie mit einem Spannungsarmglühverfahren (SR) vor der Endbearbeitung kombiniert wird. Dies ist besonders wichtig, da der weltweite Markt für Kfz-Scheibenbremsen bis 2025 ein Volumen von 18 Mrd. USD erreichen soll.
Nitrex, ein Lösungsanbieter für Wärmebehandlungsanlagen und -dienstleistungen und Experte für Nitrierverfahren, hat in die Erforschung von verschleißfesten nitrocarburierten und nachoxidierten Oberflächen auf Guss- und Stahlteilen investiert. Eine neue Generation der Nachoxidationsschichten ist eine konversionsbeschichtete, kontrollierte In-situ-Nachoxidation, die Nitrex aufgrund ihrer „selbstheilenden“ Eigenschaften Smart-ONC nennt. Eine zusätzliche Schutzbarriere wird hinzugefügt, d.h. ein weiteres Metall wird ergänzt, welches eine hohe Korrosionsbeständigkeit bietet und die Oberfläche vor Schäden oder Ausfällen schützt.
Nitrex bietet eine Lösung, die die Großserienproduktion von ferritisch nitrocarburierten (FNC) Bremsscheiben ermöglicht, die den Anforderungen der Automobilindustrie und anderer Transportunternehmen entsprechen.

Ausblick

In der Nachbetrachtung und mit dem positiven Feedback vieler Teilnehmer kann diese Veranstaltung nur als Erfolg gewertet werden. Sie hat den aktuellen Status der Wärmebehandlungstechnik in der Türkei anschaulich, vielfältig und kompetent repräsentiert. Die eingeladenen Referenten boten in ihren Vorträgen darüber hinaus interessante Einblicke in den internationalen Stand der Wärmebehandlungstechnik.
Diese Veranstaltung hat ganz bestimmt eine Wiederholung verdient, – im Jahr 2026 wird es wieder so weit sein.