Toen een Amerikaanse fabrikant van auto-onderdelen zijn gegevens over schroot en herbewerking bekeek, viel één patroon op: er werden te veel onderdelen afgekeurd na warmtebehandeling. Hardheidsvariatie tussen batches, inconsistente casusdiepte en microstructuur, en klachten van klanten over onvoorspelbare prestaties werden allemaal herleid tot een verouderde doosvormige oven in het midden van de lijn.

Om dit op te lossen, investeerde de fabriek in een 580kW buisvormige warmtebehandelingsoven met een maximale bedrijfstemperatuur van 1100°C, speciaal ontworpen voor tandwielen, assen en andere veiligheidskritische componenten.

Hardheidsspreiding en inconsistentie van de microstructuur: waar de oude oven faalde

Vóór de upgrade waren de belangrijkste problemen:

• Batch-to-batch hardheidsvariatie die de klantlimieten overschreed, waardoor kostbare 100% inspectie en herbewerking nodig waren.

• Ongelijke temperatuurverdeling in de ovenkamer, wat leidde tot inconsistente microstructuur, zelfs als de cyclustijden theoretisch correct waren.

• Beperkte temperatuurruimte, waardoor het riskant was om cycli met hogere temperaturen uit te voeren voor nieuwe legeringskwaliteiten.

Met andere woorden, zelfs met goede procesrecepten op papier, kon de oude warmtebehandelingsoven de vereiste uniformiteit in de werkzone fysiek niet handhaven.

Buisvormig ontwerp en multi-zone controle: stabiliseren van 1100°C processen

De nieuwe buisvormige warmtebehandelingsoven is gebouwd rond verschillende kwaliteitsgerichte functies:

• Multi-zone buiskamer met onafhankelijk gecontroleerde zones om het temperatuurprofiel langs de ovengte te vormen.

• Zeer nauwkeurige thermocouples en PID-regeling, waardoor een nauwkeurige controle rond 1100°C mogelijk is voor veeleisende cycli.

• Geoptimaliseerde laadvoorzieningen en onderdeelafstand, zodat elke batch een vergelijkbare gasstroom, temperatuurbelasting en afschriktiming ziet.

Door het ovenontwerp te combineren met bijgewerkte procesvalidatie, kon de fabriek de controle over de hardheid en casusdiepte voor belangrijke componenten aanscherpen.

Resultaten: minder verrassingen, meer voorspelbare kwaliteit

Binnen enkele maanden na het uitvoeren van de productie via de nieuwe oven, registreerde de fabriek:

• Een aanzienlijke vermindering van de herbewerking als gevolg van hardheid buiten de tolerantie.

• Meer consistente microstructuur over de belasting, waardoor de vermoeiings- en slijtageprestaties werden verbeterd.

• Meer vertrouwen bij het goedkeuren van nieuwe warmtebehandelingsrecepten voor geavanceerde staalsoorten.

Voor deze Amerikaanse autofabriek veranderde de 580kW, 1100°C buisvormige warmtebehandelingsoven de warmtebehandeling van een chronisch risicopunt in een gecontroleerd, voorspelbaar kernproces.