Fine Surface Structures Influencing on Liquid Quenching* Translated title: Feine Oberflächenstrukturen zur Beeinflussung der Flüssigkeitsabschreckung

Abstract

Instead of quenching medium, quenching equipment and quenching parameters, an adapted surface structure of the heat treated component shall be investigated as influencing factor on rewetting during liquid quenching. Steel cylinders and aluminium cylinders have been quenched in water baths and oil baths. Fine surface structures by machining with turning tools with small flange radii have caused a significant relative surface increase compared to flat samples and thereby a significant decrease in rewetting duration of the whole sample (from rewetting start to finish). This is beneficial regarding quenching homogeneity. Local surface structures applied by ultrashort laser pulses have also influenced on rewetting, if resulting fins are arranged in axial cylinder direction and possess a sufficient axial length.

Kurzfassung

Diese Arbeit verfolgt den Ansatz, nicht Abschreckmedium, Abschreckeinrichtung und Abschreckparameter als wesentliche Einflussgrößen auf die Wiederbenetzung bei der Flüssigkeitsabschreckung, sondern eine gezielte Oberflächenstrukturierung des Wärmebehandlungsguts als zusätzliche Einflussgröße zu betrachten. Stahlzylinder und Aluminiumzylinder wurden in Wasserbädern und Ölbädern abgeschreckt. Insbesondere durch eine feine Oberflächenstrukturierung mittels Außenlängsdrehen mit Drehwerkzeugen mit kleinen Eckenradien konnten eine hohe relative Oberflächenvergrößerung gegenüber einer glatten Probe und dadurch eine signifikante Verkürzung der Wiederbenetzungsdauer in Wasser (Beginn bis Ende der Wiederbenetzung) an der gesamten Probe erreicht werden. Dies ist hinsichtlich der örtlichen Abschreckgleichmäßigkeit vorteilhaft. Auch lokale Oberflächenstrukturierungen mittels Ultrakurzpulslaser erwiesen sich als erfolgreich, wenn die Strukturen in axialer Zylinderrichtung angeordnet waren und eine ausreichende axiale Länge aufwiesen.