HWL Löttechnik GmbH's kerneområde er varmebehandling af stål og andre metaller, primært til luft- og bilindustrien samt kraftværksteknologi. De tilbyder næsten alle former for varmebehandling, fra induktionshærdning og udglødning, til vakuumhærdning, glødning og lodning og alle former for hærdning. Til plasma nitreringsprocessen, er HWL afhængig af vakuum teknologi fra Busch, der anvendes i nitriding ovnen.

HWL Löttechnik blev grundlagt i 1981 på en gård i Berlin-Wedding, Tyskland, med kun én medarbejder. I 1983 begyndte Berlins første nogensinde vakuumovn på HWL. Siden da har de behandlet varmebehandlingen af stål og andre metaller, herunder titanium. I 1996 flyttede virksomheden til en ny bygning i Berlin-Reinickendorf. I 2006 flyttede de ind på yderligere et sted. I dag har HWL 30 medarbejdere og planlægger yderligere udvidelse til et tredje sted. Udstyret er i drift 365 dage om året.

Kai Lembke har arbejdet i HWLs familiedrevne virksomhed siden 2004 og har været aktionær og medlem af bestyrelsen siden 2011. Han ser sit firma som udviklingspartner for mange af hans kunder, der ofte kommer til ham med kun en ide. Disse ideer bliver grundlaget for prototyper, småskala produktion, og resulterer ofte i storskala produktion. I de fleste tilfælde omfatter processen ekstremt komplekse opgaver, hvor HWL arbejder sammen med kunden for at finde en løsning. HWLs aktiviteter som officielle Rolls Royce Aerospace Research Association-partner er et tegn på respekt for familie virksomheden som en kompetent leverandør.

Plasmititrering bliver stadig vigtigere for varmebehandling ved HWL. De har mere end 30 års erfaring med denne proces. I dag sikrer state-of-the-art systemteknologi og kontrol, at strukturen og sammensætningen af forbindelses- og diffusionslagene løbende kan kontrolleres og overvåges. Plasma bruges til at opnå ensartede varmebehandlingsresultater. Fordelen ved denne termokemiske proces er, at varmebehandling kan udføres ved forholdsvis lave temperaturer mellem 520 og 580 °C.

Gratis ladestyrere til transmission af elektricitet skal være tilgængelige for at gøre plasmaet elektrisk ledende. Ved atmosfærisk tryk ville det være nødvendigt med urealistiske temperaturer for at gøre plasmaets elektriske ledende. HWL arbejder med tryk på 2,5 millibar, som i praksis muliggør varmebehandling under 600 °C. Temperaturerne er lave sammenlignet med andre varmebehandlingsmetoder, og dette har en ekstremt positiv effekt på komponenternes vridningsadfærd.

En anden fordel ved denne fremgangsmåde er, at enkelte dele af komponenter, som ikke bør nitrideres, kan mekanisk maskeres og således selektivt udelukkes fra nitrideringsprocessen. Dette ændrer ikke egenskaberne af overfladen under de maskerede sektioner.

Før den faktiske plasma nitrering proces, er de komponenter, der skal behandles, nøjagtigt anbragt på monteringsanordningen. HWLs mange års erfaring betaler sig her, da delene skal placeres optimalt i ovnen for at opnå de ønskede overfladeegenskaber. Efter opladningsproceduren og efter at ovnen er lukket, evakueres den til det krævede procestryk og opvarmes ved hjælp af vægvarmeren. Efter denne opvarmning er komponenterne udsat for glødudladning i en nitrogenatmosfære. Et plasma skabes i denne glødudladning. Nitrogen dissocierer i processen, ioniserer og fyres mod overfladen af komponenterne. Den nøjagtige håndteringstemperatur og nitrideringsvarigheden afhænger af materialernes størrelse, størrelse og sammensætning og nitrideringsdybderne, der skal opnås. Efter nitreringsproceduren, afkøles ovnen med komponenterne. Hele processen varer mellem 17 og 30 timer. Vakuumsystemet er i drift i denne periode (fig. 1).

Efter at HWL allerede havde positive erfaringer med andre varmebehandlingssystemer med vakuumpumper fra firmaet Dr.-Ing. K. Busch GmbH, en ny nitreringovn blev installeret i 2013, og den havde også et Busch vakuumsystem. Den består af en oliesmurt R5 lamelvakuumpumpe samt en Puma vakuum booster. Dette vakuumsystem opnår et ultimativt tryk på <1 x 10-2 mbar, mens det faktiske driftstryk under processen er 2,5 millibarer. Dette anvender den optimale pumpehastighed af vakuumsystemet, hvilket er højest i dette driftsområde (fig. 2).I begyndelsen af processen evakuerer R5 lamelvakuumpumperne ovnen fra atmosfærisk tryk til et groft vakuum på 100 millibarer. Puma vakuumforstærkeren er kun tændt nu. Som en booster øges pumpens hastighed i vakuumsystemet betydeligt for hurtigt at opnå og pålideligt opretholde procestrykket.

Ved at kombinere vakuumsystemet med en lamelvakuumpumpe og dens kontrolsystem, som er specifikt koordineret til processen, er det muligt at opnå maksimal pumpehastighed med de lavest mulige energiforbrug.

Præcis vedligeholdelse af driftstryk og pumpens hastighed garanterer evnen til at køre og dokumenter processerne. Dette gør det muligt at nøjagtigt opnå de ønskede produktegenskaber. For det mest af tiden, er højlegerede rustfrit stål plasma nitreret ved HWL, men konstruktion stål eller sintrede metaller er også varmebehandlet ved hjælp af denne proces. Siden starten af nitridovnen i 2013 har der aldrig været en fejl i et vakuumsystem, selvom det kører i døgndrift. Kontinuerlig drift afbrydes kun pga. opsætning eller placering af komponenterne.

For Kai Lembke har den absolutte pålidelighed af vakuumteknologien højeste prioritet. Dette skyldes, at fejl i vakuumsystemet under processen kan gøre hele batchet af topkvalitet og kostbare præcisionskomponenter ubrugelige. I løbet af denne tid har der aldrig været en fejl i vakuumforsyningen. Derfor er det klart for Kai Lembke, at de eneste nitrider, der er værd at overveje til den planlagte udvidelse af virksomheden og "plasma nitriding" -afdelingen, skal være udstyret med Busch-vakuumteknologi. Vedligeholdelse af vakuumsystemet er begrænset til et minimum. Ud over den daglige visuelle inspektion af olieniveauet ændres olien i R5 lamelvakuumpumpen og i gearet til Puma vakuum booster hvert andet år. Kai Lembke ved også, at Busch Service Center er i nærheden og kan være på stedet straks, hvis der nogensinde sker noget.

Læs mere om HWL Löttechnik GmbH og deres produkter her