cfc und graphit .cfc in der wärmebehandlung mit Ölabschreckung 8 graphit und cfc im vakuumofenbau

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  • CFC und Graphit für Hochtemperaturanwendungen

  • 2

    Wir denken in Graphit 3

    Unsere Kompetenzfelder 4

    Werkstoff Graphit: Vielfalt in Form und Anwendung 5

    Werkstoff CFC: Ideal für Hochtemperaturen 6

    CFC in der Wärmebehandlung mit Ölabschreckung 8

    Graphit und CFC im Vakuumofenbau 10

    Patentiertes Hybridsystem aus CFC und Keramik 12

    CFC-Standardteile für den Vakuumofenbau 13

    Hochtemperaturlöten mit CFC-Haltevorrichtungen 14

    Sintern mit CFC- oder Graphit-Transportsystemen 15

    Konstruktion und Realisation nach Ihren Bedürfnissen 16

    Unser Unternehmen 18

    Inhalt

  • 3

    Graphit ist mehr als gepresster Kohlenstoff. Für uns, die GTD Graphit Technologie GmbH, ist er inspirierend, faszinierend und begeisternd zugleich. Wir sind spezialisiert auf anspruchsvolle Graphit- und CFC-Anwendungen und beliefern eine Vielzahl von Unternehmen unterschiedlicher Branchen. Dabei verstehen wir uns als Ideengeber, Entwicklungspartner und Lieferant.

    Wir arbeiten mit  Graphit  CFC  Kohlegraphit  Graphitfolie  Beschichteten Graphiten & CFC

    Wir bieten Handling- und Chargiersysteme für:  Luftfahrtindustrie  Automobilindustrie  Medizintechnik  Werkzeugbau

    Als Tochterunternehmen des weltweit größten Herstellers für isostatisch gepresste Feinkorn-Graphite, der Toyo Tanso Ltd., verfügen wir über eine Marktposition, die uns Türen öffnet und unseren Kunden Sicherheit bietet. Unser Ziel ist es, die Pro- zesse unserer Kunden einfacher, schneller und günstiger zu machen, die Umwelt zu schonen und jeden Tag ein bisschen besser zu werden.

    Unsere Kompetenzen - Ihre Vorteile Wir denken in Graphit

    Unsere Produktionsstätten in Japan: (1) Ausschnitt des Hauptwerks Takuma Plant, (2) Tokan Kago, (3) Hagiwara Plant.

  • 4

    Von der Graphit-Herstellung über die Planung bis zur Realisierung: Unsere hochwertigen Lösungen stammen aus einer Hand. Dabei sind unsere Produkte so vielseitig und zukunftsweisend wie unsere Kunden selbst.

    Wir liefern ab Lager und haben langjährige Erfahrung in der Anfertigung von individuel- len Sonderlösungen. Gerade im Bereich der Hochtemperaturanwendungen ermöglichen unsere langlebigen und wirtschaftlichen CFC- und Graphit-Entwicklungen neue Produk- tionswege und verbesserte Qualitäten.

    Anwendungen für Graphit und CFC  Vakuumöfen  Kontinuierliche Hochtemperaturanlagen  Mehrzweckkammerofen  Hochtemperaturlöten  Sintern  Spezialprodukte

    Beladung Vakuumofen mit CFC-Gestell. *

    Kontinuierliche Ofenanlage mit Ölabschreckung. *

    Hochwertige Lösungen für Hochtemperaturanwendungen Unsere Kompetenzfelder

  • 5

    Graphit eignet sich auf Grund seiner chemischen, physikalischen und thermischen Eigenschaften besonders für Hochtemperatur- anwendungen im Vakuum oder in Schutzgasatmosphären. Da Graphit in großen Blöcken erhältlich ist, sind nahezu alle Form- und Gestaltungs- möglichkeiten realisierbar.

    Standardmäßig arbeiten wir mit vier Werk- stoffen (SG-8, IG-11, ISEM-8 und ISO-63), die alle gängigen Anwendungen abdecken. Wir sind in der Lage, nahezu jede gewünschte Form- und Gestaltungsanforderung im eige- nen Hause herzustellen.

    Bei Bedarf greifen wir auf weitere geeignete Werkstoffe aus dem Hause Toyo Tanso zu- rück. Damit stellen wir sicher, dass nur beste Graphit-Qualitäten aus zuverlässigen Liefer- quellen zum Einsatz kommen.

    Einsatz im Feld Hochtemperatur  Widerstandsheizer  Chargierelemente  Pfosten von Chargierelementen  Bauelemente im Ofen (Trägersysteme,

    Verbindungselemente)

    Vorteile Graphit  Geringes Gewicht  Relativ geringe Ausdehnung  Hohe Warmfestigkeit  Hohe Thermoschockbeständigkeit  Hervorragend bearbeitbar  Isotrop

    Graphitbearbeitung CFC-Stapelrost Plattenrohmaterial

    Erstklassige Qualitäten mit zuverlässiger Lieferfähigkeit Werkstoff Graphit: Vielfalt in Form und Anwendung

  • 6

    CX-31 CX-74 CX-76

    Verstärkungsfaser Kohlenstoff Stapelfasern

    Kohlenstoff 12k-Roving

    Kohlenstoff 12k-Roving

    Verstärkungsart Gewebe 0/90° Gewebe 0/90° Gewebe 0/90°

    Dichte g/cm3 1,61 1,51 1,58

    Spez. elektr. Wider- stand

    µ Ω m (//) 22 23 20

    Biegefestigkeit MPa (//) 90 140 185

    Scherfestigkeit MPa (//) 10 – –

    Druckfestigkeit MPa (//) 80 95 120

    (^) 249 260 260

    Zugfestigkeit MPa (//) 98 185 250

    (^) – – –

    E-Modul (Zug) GPa (//) 47 111 113

    CTE (20-1000°C) x10-6 K-1 (//) < 1 < 1 < 1

    (^) 4,10 8,10 8,40

    Wärmeleitfähigkeit W/mK (//) 31 35 44

    (^) 12 6 9

    (//) = parallel zur Faserebene; (^) = senkrecht zur Faserebene

    Hochfest, leicht und langlebig Werkstoff CFC: Ideal für Hochtemperaturen

    CFC (Carbonfiberreinforced Carbon) ist ein Hochleistungsfaserverbundwerkstoff aus einer Kohlenstoff- oder Graphit- matrix und Kohlenstofffasern. Durch die Einbringung der Fasern entsteht ein warmfester Werkstoff der unter Schutz- gas oder Vakuum bis weit über 2000° C eingesetzt werden kann. Seine hohe spezifi- sche Festigkeit und Steifigkeit verbunden mit der sehr guten chemischen und thermischen Beständigkeit machen CFC zum vielseitigen Konstruktionswerkstoff mit folgenden Vor- teilen:

    Energieeffizienz CFC ermöglicht trotz seiner 2,2-fach höheren Wärmekapazität kürzere Heiz- und Kühlzei- ten. Diese sind möglich wegen der ca. 5-fach geringeren Dichte und der hohen Warmfes- tigkeit von CFC.

    Gewichtsersparnis Durch die hohe Warmfestigkeit lassen sich Gestelle deutlich graziler bauen und sind acht- bis zehnmal leichter als klassische Stahlgestelle. Damit vereinfachen sie Pro- zesse und Arbeitsabläufe und leisten einen wichtigen Beitrag zum Unfallschutz.

    Die angegebenen Werte sind keine verbindlichen, sondern typische Werte an Hand unserer Erfahrungen. Werkstoff- und produktionsspezifische Streuungen sind zu berücksichtigen.

    Verzugsfestigkeit Die molekulare Struktur von CFC hat auch bei höchsten Temperaturen nahezu keine Bewegungstendenz. Aus diesem Grund ist CFC äußerst verzugsfest und behält auch nach tausenden Einsätzen seine Form un- verändert bei. Die höchste Festigkeit erreicht CFC bei etwa 1800° C. Seine Ausdehnung auf einem Meter tendiert bei 1000° C gegen Null. Ein vergleichbares Metallgestell dehnt sich um etwa 1,1 Zentimeter.

  • 7

    CX-31 aus versponnen Kohlenstofffaserabschnitten, verwoben in zwei Richtungen.

    CX-74/CX-76 mit 12k- Kohlenstofffasern in zwei Richtungen.

    Verschleißfreiheit Klassische Chargiergestelle aus Guss oder Stahl haben die Tendenz, sich durch die thermischen Belastungen zunächst zu ver- ziehen und dann brüchig zu werden. Dar- über hinaus wachsen sie temperatur- und atmosphärenbedingt bei Einsätzen im Hoch- temperaturbereich, was zu einer deutlichen Begrenzung ihrer Lebensdauer führt. In der Folge drohen finanzieller und personel- ler Mehraufwand sowie, im schlimmsten Fall, ein Produktionsausfall. CFC verzieht sich über die gesamte Einsatzzeit nicht und behält seine ursprüngliche Form immer- während bei.

    Robustheit Der spezielle Faseraufbau von CFC-Gestellen vereinfacht das Handling in der Produktion. Zudem sind die CFC-Gestelle in Punkto Bruchverhalten und mechanischer Belast- barkeit besonders robust und damit ideal für den dauerhaften Einsatz geeignet.

    Thermoschockbeständigkeit CFC ist auch unter den extremen thermi- schen Bedingungen beim Erhitzen und Ab- kühlen im Ölbad nahezu reaktionsfrei. Weder versprödet es, noch reißt es oder trägt ande- re Schäden davon.

    Rentabilität Trotz der zunächst höheren Anschaffungs- kosten rechnen sich CFC- Lösungen: Der extrem lange Lebenszyklus und die Vorteile der Automatisierung lassen sich in konkreten Berechnungen erfassen und für jedes Pro- jekt in konkreten Zahlen darstellen. Gerne rechnen wir für Sie nach.

    Faserverbundwerkstoff mit vielen Vorteilen: Platten aus CFC.

    CFC weist ein pseudoplastisches Bruchverhalten auf, ähnlich dem von Holz.

    Stapelfaser 12k-Roving

  • 8

    Im Vergleich Stahl 1.4818 (Beispiel) CFC

    Dichte 7,9 kg/dm3 ~ 1,6 kg/dm3

    Biegefestigkeit (bei 1000°C) ~ 10 MPa ~ 230 MPa

    Spez. Wärmkap (bei 1000°C) 0,7 kJ/kg K 1,8 kJ/kg K

    Energie um 1dm3 von 20°C auf 1000°C aufzuheizen

    Q = m cP ∆t 5400 kJ 2800 kJ

    100 % ~ 50 %

    Energie bei gleicher Festigkeit Q = ^CFC /^Stahl m cp ∆t ~ 16000 kJ 2800 kJ

    100 % < 20 %

    CFC-Gestell mit integrierten CFC-Pfosten.

    Einfahrt einer Charge in eine kontinuierliche An- lage mit Flammschleier. *

    Stahl und CFC im Vergleich: Trotz der 2,2-fach höheren Wärmekapazität erzielt CFC durch die niedrige Dichte und hohe Warmfestigkeit eine deutlich günstigere Energiebilanz.

    Physikalisch überlegen gegenüber Stahl- und Gussgestellen CFC in der Wärmebehandlung mit Ölabschreckung

    Chargiergestelle aus CFC sind in Kontinuierlischen Hochtempera- turanlagen und Mehrzweckkam- meröfen extrem belastbar, effizient und formstabil, was insbesondere bei automatisierten Prozessen von Vorteil ist. Darüber hinaus sind Chargierelemente in CFC-Bauweise deutlich leichter als Stahl- und Gussgestelle und überzeugen durch eine wesentlich bessere Energiebilanz.

    Materialvorteile  Hohe Verzugsfreiheit  Geringe Dichte  Sehr gute E

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