Technologien / für alle Anwendungsfälle

Durch die Kombination aus jahrzehntelanger Erfahrung und hochleistungsfähigen Anlagen sichert die PVA Löt- und Werkstofftechnik GmbH Ihnen eine zukunftsfähige und wirtschaftliche Fertigung in allen wichtigen Technologienbereichen.

  • Vakuumlöten / Verfahrensweise

    Entscheidend für die technologischen Eigenschaften des Fügeverbundes ist der eingesetzte Lotwerkstoff. Dieser kann, je nach geometrischer Ausführung der Bauteile, als Draht, Folie oder Paste appliziert werden. Weit verbreitet in der Vakuumlöttechnik sind Lote auf AG-Basis, die sich speziell für das Fügen von Kupferbauteilen eignen, sowie Ni-Basislote, die für das Löten hochbelastbarer Edelstahl- und Superlegierungsverbunde eingesetzt werden. Aber auch die sogenannten Aktivlote werden zunehmend eingesetzt - vorzugsweise beim Fügen von keramischen Werkstoffe, wie z.B. Al2O3 oder Si3N4.

    Die Wirkungsweise der beschriebenen Hart- und Hochtemperaturlote beruht auf deren Fähigkeit, im schmelzflüssigen Zustand Bestandteile der zu fügenden Werkstoffe zu lösen und somit einen metallurgischen Verbund, ähnlich einer Schweißverbindung, zu erzeugen. Im Unterschied zum Schweißen erfolgt jedoch kein Aufschmelzen der zu fügenden Grundwerkstoffe, da der Schmelzbereich der Lotlegierungen deutlich unterhalb derjenigen der Grundwerkstoffe liegt.
    Die Verlegung des Fügeprozesses in eine Vakuumatmosphäre verhindert eine Wechselwirkung der Lot- und Grundwerkstoffe mit der Umgebung. Hierdurch kann zum einen auf den Einsatz hochkorrosiver Flußmittel verzichtet werden. Zum anderen erfolgt durch die Vakuumatmosphäre im Fügeprozeß keine Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften der Grundwerkstoffe.

    • Spezifikationen

      Spezifikationen

      Die einzelnen Faktoren, wie die Presskraft und die Haltezeit auf Arbeitstemperatur können von Material zu Material stark variieren und erfordern deshalb genaue metallurgische Kenntnisse, um die jeweiligen Prozessparameter abzuleiten. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, wir beraten Sie ausführlich und ermitteln in unserem Innovation LAB die für sie passende Verfahrensweise.

    • Presskraftunterstützes Vakuumlöten

      Presskraftunterstützes Vakuumlöten  / für besondere Stabilität

      Die Diffusionsschweißanlage bietet weiterhin die Möglichkeit, herkömmliche Vakuumlötungen mit einer Presskraftunterstützung durchzuführen. Bei diesem Verfahren sind die erforderlichen Presskräfte erheblich geringer als beim Diffusionsschweißen, mit dem Ziel, den Bauteilverzug infolge von Spannungsfreisetzungen zu minimieren. Durch das presskraftunterstützte Löten sind auch Vakuumlötungen von großflächigen Werkstoffverbunden möglich, welche durch konventionelles Vakuumlöten nicht mit ausreichender Sicherheit gefügt werden könnten. 

  • Vakuum-Wärmebehandlung / Verfahrensweise

    Die Wärmebehandlung unter Vakuum bietet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Je nach Verbundwerkstoff und den gewünschten Eigenschaften des Fügeteils haben sich verschiedene Vorgehensweisen etabliert.

    Bei all diesen Wärmebehandlungsverfahren dient die Vakuumatmosphäre der Vermeidung unerwünschter Wechselwirkungen zwischen Werkstück und Umgebung. 

    • Vergüten

      Vergüten

      Das Vergüten von Stählen dient der Einstellung bestimmter Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften. Das Verfahren des Vergütens besteht aus zwei Prozessschritten. In einer ersten Stufe wird das zu behandelnde Material zunächst austenitisiert. Hierzu werden im Vakuumofen je nach Werkstoff Temperaturen um 900°C-1000°C eingestellt. Dabei wandelt sich das Stahlgefüge vollständig in den sogenannten Austenit um. Nach einer ausreichend langen Haltedauer, welche abhängig von der Bauteilgeometrie ist, wird der Stahl abgeschreckt. Dies erfolgt in PVA-Vakuumöfen über eine spezielle Schnellkühleinrichtung, die ein direktes Anblasen der Charge mit gekühltem Prozessgas, wie z.B. Stickstoff oder Argon, erlaubt. Zur Steigerung der Kühlwirkung kann der Schnellkühlprozess auch im Überdruckbereich bis zu 1,4 bar erfolgen. Die hiermit erzielbaren Abkühlgeschwindigkeiten reichen aus, um bei den sogenannten lufthärtenden Stählen das gewünschte martensitische Gefüge einzustellen.

      Im Martensit liegt der Kohlenstoff des Stahles zwangsgelöst vor und sorgt für eine starke Gitterverspannung im Gefüge und somit für eine hohe Materialhärte. Für technische Anwendungen ist ein derart behandeltes Material aufgrund seiner hohen Sprödigkeit ungeeignet. Daher wird das abgeschreckte Werkstück in einer zweiten Prozessstufe angelassen. Ziel des Anlassens ist es, die Zähigkeitseigenschaften gegenüber dem gehärteten Zustand zu verbessern. Über die Anlasstemperatur und Anlassdauer können die Werkstoffeigenschaften, insbesondere Festigkeit, Härte und Zähigkeit, in weiten Bereichen eingestellt werden.

    • Rekristallisationsglühen

      Rekristallisationsglühen

      Ziel des Rekristallisationsglühens ist die Umbildung des infolge einer Kaltverformung gerichteten Gefüges und damit die Wiederherstellung der ursprünglichen Werkstoffeigenschaften. Typische Rekristallisationstemperaturen liegen bei unlegierten Stählen zwischen 450 und 600°C, bei mittel- bis hochlegierten Stählen zwischen 600 und 800°C. Das Rekristallisationsglühen wird vornehmlich nach Umformprozessen durchgeführt, um das stark verformte Gefüge des Werkstücks zu entspannen und neu zu orientieren. 

    • Diffusionsglühen

      Diffusionsglühen

      Beim Diffusionsglühen werden Gefügeinhomogenitäten bzw. Konzentrationsunterschiede im Werkstück eliminiert. Da Diffusionsprozesse in Feststoffen stark temperaturgesteuert sind, werden Diffusionsglühungen bei sehr hohen Temperaturen (zumeist zwischen 1050 und 1250°C) und häufig über lange Glühzeiten (bis zu 50 h) ausgeführt. Ein Beispiel ist das Diffusionsglühen von Nickelbasis-Lötverbindungen bei Temperaturen um 1000°C. Während des Glühprozesses kommt es zu einer Konzentrationsverschiebung der im Lotwerkstoff gelösten Metalloide in Richtung des Grundwerkstoffes. Hierdurch wird der Bildung von Hartphasen in der Lötnaht entgegengewirkt und die Festigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit der Lötverbindung deutlich erhöht. 

    • Blankglühen

      Blankglühen

      Beim Blankglühen dient das Vakuum nicht als Schutzatmosphäre, sondern als Funktionsatmosphäre. Das Blankglühen wird bei leicht oxidierten Werkstücken eingesetzt und dient der Beseitigung der Oxide. Ein typisches Anwendungsbeispiel ist das Blankglühen von Kupfer. So kann Kupferoxid bereits bei Temperaturen um 900°C im Hochvakuum problemlos reduziert und entfernt werden. Ebenso werden Blankglühprozesse im Hochvakuum bei Stählen eingesetzt.

    • Entgasungsglühen

      Entgasungsglühen

      Beim Entgasungsglühen erden bei hohen Temperaturen die im Werkstück gelösten Gase freigesetzt und über die Vakuumpumpen abgesaugt. Hierdurch wird der Gasgehalt im Werkstück reduziert, was für verschiedene Hochtemperaturanwendungen in Ultrahochvakuumatmosphäre von Bedeutung ist. Ein typisches Anwendungsbeispiel ist das Wasserstoffentgasen von Stählen.

    • Rein- oder Reinstglühen

      Rein- oder Reinstglühen

      Beim Rein- oder Reinstglühen dagegen werden mit Hilfe einer Wasserstoffatmosphäre bei hohen Temperaturen fest haftende Oberflächenverunreinigungen, wie z.B. sehr dünne Kohlenstoffanhaftungen, entfernt. Hierbei macht man sich die reduzierende Wirkung des Wasserstoffs zu Nutze, welches mit dem Kohlenstoff zu flüchtigen Kohlenwasserstoffverbindungen reagiert. Reinstglühprozesse werden auch unter Hochvakuum ausgeführt, wenn die Oberflächenkontaminationen aus organischen oder leicht flüchtigen Restbestandteilen bestehen. Die Hochvakuumatmosphäre führt dann zu einem Abdampfen der Verunreinigungsbestandteile.

    • Lösungsglühen

      Lösungsglühen

      Das Lösungsglühen wird hauptsächlich bei austenitischen Edelstählen angewandt und dient überwiegend dem Lösen von Ausscheidungsphasen (z.B. Karbiden) in Mischkristallen. Durch eine rapide Abkühlung kann eine erneute Ausscheidung von Karbiden verhindert werden. Weiterhin kann das Lösungsglühen auch den Abbau von Kaltverfestigungen hervorrufen und so ein spannungsärmeres Gefüge generieren. Üblicher Temperaturbereich für diese Wärmebehandlung liegt bei 900°C bis 1100°C.

  • Diffusionsschweißen / Verfahrensweise

    Das Pressschweißverfahren erfolgt unter Aufbringung von Pressdrücken bei gleichzeitig hohen Temperaturen. Die zu fügenden Bauteile werden unter Hochvakuum auf die erforderliche Prozesstemperatur erwärmt. Anschließend erfolgt die Einleitung der Presskräfte durch den Pressstempel (uniaxial). Hierbei werden die Rauhigkeitsspitzen der Materialoberflächen geglättet und so ein inniger Materialkontakt zwischen den Fügeflächen hergestellt. Im Gegensatz zu vielen anderen Schweißverfahren kommt das Diffusionsschweißen ohne flüssige Phase und Fremdwerkstoffe aus.

    Die Verbindungsbildung erfolgt durch Stofftransport über die Grenzflächen hinweg. Da die Diffusionsraten stark temperaturabhängig sind, wird der Fügeprozess bei ca. 50% bis 90% der Schmelztemperatur der zu fügenden Materialien durchgeführt.
    Bei ausreichend langen Haltezeiten kommt es infolge von Diffusionsprozessen bei gleichzeitig stattfindendem Kornwachstum zu einem Schließen der Restporen in der Fügestelle und im Idealfall zu einer vollständigen "Ausheilung" der Fügenaht. Das Ergebnis ist ein monolithisches Bauteil ohne erkennbare Fügestelle (mikroskopisch und makroskopisch).

    • Spezifikationen

      Spezifikationen

      Die einzelnen Faktoren, wie die Presskraft und die Haltezeit auf Arbeitstemperatur können von Material zu Material stark variieren und erfordern deshalb genaue metallurgische Kenntnisse, um die jeweiligen Prozessparameter abzuleiten. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, wir beraten Sie ausführlich und ermitteln in unserem Innovation LAB die für sie passende Verfahrensweise.

  • Sintern / Verfahrensweise

    Das Sintern ist ein Verfahren, bei welchem aus einem pulverförmigen Gemisch stabile, oft sehr dichte Bauteile entstehen. Vergleichbar zum Diffusionsschweißen werden bei erhöhten Temperaturen Stoffwechselprozesse zwischen den einzelnen Körnern angeregt. Gleichzeitig wird eine Kompaktierung der Mischung und somit der Stoffkontakt mittels eines Arbeitsgases genutzt. Im Vergleich zu schmelzbasierten Umformverfahren wird hierbei üblicherweise keine flüssige Phase erzeugt, so dass eine Reihe von Freiheiten bezüglich der Legierungszusammensetzung oder Herstellungsstrategie (Formgebung etc.) eröffnet wird.

    Die Bauteile werden üblicherweise bereits in vorgepresster bzw. stabilisierter Form (Grünling) in der Anlage zu dem finalen Produkt verarbeitet. Da bei dem Grünling lediglich ein geringer stofflicher Zusammenhalt gegeben sein muss, können sogar Spritzgusstechniken zur Formgebung genutzt werden (Metal-Injection-Molding). Neben der reinen Formgebung kann die Anlagentechnik auch dazu genutzt werden, um Porositäten in vorgsinterten Bauteilen zu verringern bzw. um spezielle Senk- und Umformprozesse durchzuführen (Superplastisches Formen).

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