FCP-Behandlung

Hallo zusammen
Ich bin heute mit einer "Kältebehandlung" konfrontiert worden, von der ich bisher noch nichts gehört hatte.
Dem sogenannten Freeze Cycle Prozessing.
Mit dieser Behandlung werden sagenhafte Werkstoffverbesserungen in Bezug auf Standzeiterhöhung etc. angepriesen.

Fertig behandelte Werkzeuge (also bereits gehärtet und angelassen) werden mehrfach einer Tieftemperaturbehandlung in flüssigem Stickstoff über lange Zeit ausgesetzt und dann wieder geregelt aufgewärmt. So ein Prozess soll ca. 48h dauern.
Es hat nichts mit der TK-Behandlung nach dem Abschrecken zu tuen.

Es kursieren dort Werte von Standzeiterhöhungen von 817% beim 1.2379 (um nur ein Beispiel zu nennen)
Ein paar Infos findet Ihr hier:
http://www.mesote.com/tabelle1.htm
http://www.precitec-gmbh.de/werkzeugoptimierung.htm
Ich frage mich jetzt ob man das ernst nehmen kann oder ob dies Marketinggelabere ist ?

Ich zitiere mal einen Satz:

Durch diese Behandlung im Tiefst-Temperaturbereich wird dem Material genug Zeit gegeben, um Gitterfehler in den Mikrokristallen „auszuheilen“, eine geordnetere Kristallstruktur aufzubauen und dabei eine Umwandlung der Mikrostruktur in ein gleichförmigeres, feinkörnigeres Gefüge zu erreichen.

Zum Vergrößern anklicken....

Das sind eigentlich Diffusionsvorgänge ! Aber bei -180°C ??

Hat jemand von Euch damit schon Erfahrungen sammeln können?
Kann mir einer die Vorgänge, die dort abgehen erklären?

Gruß Klaus
P.S.
Gerne würde ich dazu auch was von Herbert, Roman und U.Gerfin hören.

Hallo Klaus,

Erfahrung mit dieser Behandlung hab ich noch nicht, aber ich komm grade aus der Kälte, zählt das?

...also Deine Skepsis teile ich erstmal. Diese Seite habe ich noch gefunden:

http://www.deepfreezecryo.com/process.htm

Hier schreiben die Leute, dass es also schon um die Restaustenitumwandlung geht. Und dieses Thema ist hier...

http://www.messerforum.net/showthread.php?t=20706

..schon mal diskutiert worden

Das hier:
http://www.precitec-gmbh.de/werkzeugoptimierung.htm
hört sich für mich echt nach "Marketinggelabere" an. Dem Text nach handelt es sich um einen Erholungsvorgang und wie Du schon sagst: Diffusion bei -180 °C ... so ein Gschmarri!

Bis wann sich Restaustenit umwandeln läßt, kann man ja durchaus streiten (schließlich wird die Nase im ZTU-Schaubild auch erst bei großen Zeiten geschnitten), aber so wie es hier geschrieben wird, sorry, da sträubt sich bei mir alles. -Un die dolle Statistik mit viel "%", nee, nee, nee.

Gruß,
Daniel

Danke Daniel
ist ja ein interessanter Thread. Leider führen die alten Links ins Leere.
Aber mittlerweile sind gut 3 Jahre vergangen. Ist was aus dem angekündigten Versuch geworden ? Gibt es mittlerweile vielleicht Erklärungen für die merkwürdigen Vorgänge? Fragen über Fragen.

Klaus

Die Anpreisungen mit den behaupteten Verbesserungen um das Vielfache werden schon stimmen. Firmen wagen sich nicht mit leicht widerlegbaren Behauptungen an die Öffentlichkeit.
Wie man diese Verbesserungen darstellt, habe ich gerade im thread über die PM -Stähle beschrieben.
Ich sage nicht, daß an dem Verfahren nichts dran sein kann, aber es gibt Anlaß, an einigen Erklärungen zu zweifeln:
1. Gitterfehler in Mikrokristallen heilen aus- wie machen sie das ausgerechnet bei -180 Grad ?. Je niedriger die Temperatur, desto weniger können sich die Moleküle bewegen, bis hin zu 0 Grad Kelvin, wo sich eben nichts mehr bewegt-sodaß eine noch niedrigere Temperatur (bei bisher bekannter Materie) nicht möglich ist. Denkbar wäre, daß gerade durch die extreme Kälte Spannungen entstehen, die Gefüge in sich zerreißen könnten. Wären die entstehenden Partikelchen entsprechend winzig, könnten die Mikrorisse durch die hohe Oberflächenaktivität ausheilen. Es bleibt für mich ein großes Fragezeichen.
2. Eine fast vollständige Umwandlung von Restaustenit in Martensit ist denkbar. Bei altem stabilem Restaustenit ist dies nicht ganz einfach.
Wieso führt die Umwandlung des Restaustenits aber dann nicht zu einer Härtesteigerung, was ja ausdrücklich verneint wird ?.
3. Wieso entstehen aus vorhandenen groben Karbiden- über die wir uns alle schon so lange so sehr ärgern- ultrafeine Metallkarbid-Partikel ?.
Wenn die groben Karbide in der Kälte einfach zerplatzen würden, blieben die Trümmer doch an den bisherigen Plätzen. Warum sollten sie sich ausgerechnet in einem Zustand der weitgehenden inneren Gefügeunbeweglichkeit treu und brav homogen verteilen ?. Diese Frage stellt sich auch, wenn man annähme, die Ausheilung der in der Kälte zerbrochenen Matrix- und Karbidstrukuren fände beim anschließenden Erwärmen und Anlassen statt.
4. Mit flüssiger Luft haben schon unsere Großväter im Physikunterricht gespielt. Da soll niemand mal auf die Idee gekommen sein, das schon lange bekannte Tiefkühlverfahren etwas zu intensivieren ?
Fazit: Gewisse Wirkungen und meinetwegen auch Verbesserungen bei speziellen Beanspruchungen sind denkbar, ob für die Herstellung universell einsetzbarer feiner Schneidinstrumente hier die Lösung liegt, scheint mir fraglich.
MfG U. Gerfin

Hallo Ulrich,
danke für den Kommentar.

Ich bin kein Freund von Wikipedia, aber dort findet man:

Die bei 77 Kelvin zur Verfügung stehende thermische Anregungsenergie für Platzwechsel im Kristallgitter ist zwar deutlich geringer als z. B. beim härten, andererseits werden durch kälteinduzierte Schrumpfung des Gitters die hinderlichen Potentialschwellen überproportional abgebaut.

Zum Vergrößern anklicken....

Was ist damit gemeint ? Man könnte sich ja schon vorstellen, dass durch Schrumpfung z.Bsp. Druckspannungen entstehen. Aber die Gesamtspannung müsste doch wieder Null sein, da keine äußere Einwirkung vorhanden ist.

Klaus

@U.Gerfin

U.U.OT

Bei den von mir verfolgten Links ging es bei einigen um ein beschriebenes Anlassen (nach der TK- Behandlung), unter regulärer Anlasstemp.
Ist das nicht falsch?
Folgt dem Tiefkühlen nicht in der Regel ein Anlassen im SHM ?.
Ich hoffe bisher nichts falsch verstanden zu haben.

Andersherum, sind nicht die Stähle, die ein Anlassen im SHM ermöglichen, die Stähle, die einer TK bedürfen.?

Hallo Stefan !
Du hast, soweit es um herkömmliche Tiefkühlverfahren geht, völlig recht. Tiefkühlen macht dort am meisten Sinn, wo der meiste Restaustenit übrigbleibt. Da das Tiefkühlen dazu dient möglichst hohe Anteile Martensit zu erzeugen-im wohl nicht ganz erreichbaren Idealfall 100 %- muß anschließend angelassen werden. Mit dem Sekundärhärtemaximum hat das aber nichts zu tun. Stähle, die im Sekundärhärtemaximum angelassen werden, brauchen keine Tiefkühlung, da das Anlassen bei 550 Grad und darüber den Restaustenit ausreichend zum Zerfall bringt.
Das hier geschilderte neue Verfahren arbeitet mit wesentlich tieferen Temperaturen und wohl am ehesten mit Spannungen, die durch die Kälte entstehen. Das Anlassen in diesem Fall dient dann nur der üblichen Entspannung und kann, da die Stähle ja vorher schon vollständig wärmebehandelt sind, bei der ursprünglichen Anlaßtemperatur oder leicht darunter vorgenommen werden.
MfG U. Gerfin

Sorry, daß ich nochmals nachhake.
Ich hatte gestern den Kopf nicht frei genug, um mich richtig auszudrücken.
Bzw. habe ein Denkergebnis falsch dargestellt.

Ich glaube ziemlich sicher aus einem Gespräch mit Roman zu wissen, daß Stähle wie der .4034 und der 12C27 erst nach einem Tiefkühlvorgang im SHM angelassen werden.
Das veranlasste mich zu einem voreiligen Schluß, was andere Stähle der Reihe .41.... betrifft.

Stimmt das jetzt mit dem .4034, bzw mit dem 420HC von Buck z.B., oder werden die nicht im SHM angelassen.

Hallo
Ich habe folgendes überlegt:
Es heißt ja, dass man eine normale TK-Behandlung bei -70°C spätestens innerhalb von 2 Stunden durchführen soll, da sich ansonsten der RA stabilisiert.

Kann es sein, dass bei einer späteren TK-Behandlung, allerdings mit deutlich niedrigeren Temperaturen (-180°C) diese Stabilisierung wieder überwunden wird und sich der RA trotzdem noch umwandeln lässt ?
Dann würde diese FCP-Behandlung ja noch Sinn machen. Da bleibt aber dann immer noch die Frage, wieviel RA in einem auf SHM angelassenen Werkstück überhaupt noch vorhanden ist?

Klaus

Anlassen im Sekundärhärtemaximum macht man eigentlich nur bei den Schnellarbeitsstählen. Es wäre auch bei andern hochlegierten Stählen möglich, wenn sie genug Sonderkarbidbildner haben. Bei den hoch C haltigen korrosionsbeständigen Stählen stellt sich nach Härtung von der oberen Grenze der Härtetemperatur bei hohen Anlaßtemperaturen ein Sekundärhärtemaximum ein. Beim CPM 440 V lassen sich auf diese Weise Härten bis 67 HRC erzielen. Man vermeidet bei den korrosionsbeständigen Stählen diese Behandlungsweise in der Regel aber, weil da die Korrosionsbeständigkeit schon nachlassen soll.
MfG U. Gerfin

Ich habe im Verlauf der vergangenen Woche mal im www gestöbert.
Unter der Bezeichnung FCP findet man nicht viel.
Unter "Kryogen" steht schon was mehr.
Wie U.Gerfin schon gesagt hat, hat es wohl mit dem inneren Druck/Spannung zu tun die bei Tieftemperaturen entstehen. Es soll wohl auch bei Highend Audiokabeln aus Cu oder Ag eine positive Wirkung zeigen.
Man (oder zumindest ich) findet aber zum Verrecken nichts über die Vorgänge die da auf atomarer Ebene ablaufen.
Ich habe die Vermutung, dass da schon was dran ist, habe aber immer das Problem, dass ich es verstehen muß bevor ich es glauben kann.

Gruß Klaus

Hallo Klaus,

hier...

http://db1.wdc-jp.com/isij/abst/199402/is340205.html

steht ein bißchen was drinnen, aber ich muß auch erst mal am Wochenende sehen, ob ich da so durchsteige. An die meisten weiteren Quellen kommt man ja nicht so ohne weiteres ran.

Anscheinend ist jedenfalls die RA-Umwandlung nur ein Teil der Wahrheit (und da geschieht verglichen mit der "normalen" Tiefkühlung mit CO2 nicht mehr viel) und für den Verschleißwiderstand sind die eta-Karbide verantwortlich, die - so versteh ich es - sich günstiger auswirken als die epsilon-Carbide...
aber mal schau´n

Gruß,
Daniel

Die von Daniel hier zugänglich gemachte Veröffentlichung gibt eine vernünftige Erklärung für die Vorgänge beim Tiefkühlen bei 93 Grad Kelvin. Danach werden in der extremen Kälte Eisen oder die substituierenden Elemente so gedrückt und wieder gezogen, daß sich Kohlenstoffatome im Gitter etwas verschieben können und als feine eta-Karbide ausscheiden. Diese Ausscheidung soll das Martensitgefüge fester und zäher machen und zur Verschleißfestigkeit beitragen.
Bei dem untersuchten Stahl handelt es sich um einen 12 % igen Chromschnittstahl ähnlich D 2 mit noch leicht abgesenktem C-Gehalt.
Geprüft wurde die Verschleißfestigkeit bei rollender Reibung. Als Prüfkörper diente ein gehärtetes Rad aus dem gleichen Werkstoff, das mit unterschiedlicher Geschwindigkeit rotierte und mit 21 N Last arbeitete.
Bei langsam rotierendem Rad war der Verschleißwiderstand nur geringfügig unterschiedlich, bei schneller Rotation zeigten sich erhebliche Vorteile der Ultra-Tiefkühltechnik.
Da die rollende Reibung bei hoher Geschwindigkeit mit der Belastung von feinen Schneiden wenig zu tun hat, gibt es für uns erst mal keinen Anlaß, in Jubelschreie auszubrechen.
Daß sich bei der Ultra-Tiefkühlbehandlung etwas tut, ist in diesem Beitrag jedoch schlüssig dargelegt und das letzte Wort ist noch nicht gesprochen. Nachdem der Weg einmal beschritten ist, werden die Untersuchungen fortgesetzt werden und möglicherweise kommt da auch für uns etwas heraus.
Herzlichen Dank an Daniel!
MfG U. Gerfin

Nun wie bereits von Ulrich bestens beschrieben gibt es noch einiges, das man herausfinden muss beim Thema Restaustenit.

Haasi das mit den Last Legend Schwertern ist aber hier nicht ganz richtig da in diesem Fall propagiert wurde, dass man die Behandlung noch leistungssteigernd anbringen kann, wenn die Wb schon Tage Wochen und Jahre zurück liegt.

Die gefundenen Untersuchungen gehen auch alle von Thermozyklen unmittelbar im Anschluß an die Härtung aus und nicht mit einem Zeitverzug von Tagen, Monaten oder Jahren.

Für diese These wurde bis jetzt noch kein echter Beweis in Form einer unabhängigen Untersuchung gebarcht.

Auch die Fachwelt kennt dazu, wie in diesem Thread beschrieben ist, keine Belege dafür.

Trotzdem muss man das ganze beobachten.

@Diesel
Ich kann mich jetzt zwar nicht erinnern bei bekannten rostträgen Stählen bei der Anwendung Messer auch eine WB im SHM vorgeschlagen zu haben. Ulrich hat das richtig geklärt.
Einzig bei Stählen wie 1.2379 kann man das überlegen, da diese sowieso nicht rostfrei sind und es im mirkobereich an der schneidkante, auch nicht viel unterschied bringt diese hoch oder niedrig anzulassen. Im makroskopischen Bereich der Klinge selbst jedoch kann man uu. noch ein wenig Sicherheit gegenüber Bruch bei eine Behandlung im SHM versuchen einzubauen.
Bitte achtet genau darauf zu unterscheiden zwischen Makro- und Mikroeigenschaften da gibt es gewaltige unterschiede.

RGDS Roman

Hallo

@Roman: Naja, genau, dass die Behandlung auch noch bei alten Werkzeugen möglich sei, wird ja von den Leuten behauptet. -Post #1 von Klaus, 2. Link (recht weit runter scrollen).

Aber genau das wird sonst, wie Du schon sagst, nie so gemacht.

Aber ich mach mich noch mal aweng schlauer...

Danke Daniel für den Link. Da steht ja schon was drin. Meine Englischkenntnisse werden halt etwas strapaziert- aber gut.
Wie Roman sagt, auch dort wird die Behandlung direkt nach dem Abschrecken gemacht. Ob die Behandlung auch an alten Werkzeugen was bringt weiß ich vielleicht in 6 Wochen. (Für einen Versuch haben wir im Geschäft ein Werkzeugpaar einmal extern zum Behandeln gegeben)
Da die Behandlung ja anscheinend auch an NE-Metallen eine Verbesserung bringen soll (Verbesserung der Leitfähigkeit an Audiokabeln) kann es m.E. nicht alleine an der Umwandlung von Restaustenit und Ausscheidung von feinsten Karbiden aus dem Martensit liegen. Da muß noch mehr dahinter stecken. Vielleicht werden ja tatsächlich durch die Schrumpfung und den dadurch entstehenden Druck einige der Gitteraufehler wie Fehlstellen, Versetzungen etc. ausgeheilt. Das würde dann ja auch Verbesserungen in der elektr.- und Wärmeleitfähigkeit erklären.

Über weitere Infos zu diesem Thema bin ich auf jeden Fall dankbar.

Klaus

Ich will Euch die Ergebnisse nicht vorenthalten.
Also die behandelten Werkzeuge wurden eingesetzt. Das Ergebnis sah so aus, dass die Standmenge innerhalb den Schwankungen von unbehandelten Werkzeugen lag. Also keine eindeutige Verbesserung!
Aber zumindest auch keine Verschlechterung!

Lag das jetzt daran, dass der Werkzeugstahl nicht geeignet war, weil er eben keinen RA enthielt und frei von Gitterbaufehlern war? (was ich nicht glaube) oder ......................................... (den Satz könnt ihr euch selber vervollständigen)

Gruß Klaus

Danke fürn Bericht!

RGDS Roman