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WÄRMEBEHANDLUNG & BESCHICHTUNG

Unter Härte versteht man den Widerstand, den ein Werkstoff dem Eindrücken eines Prüfkörpers entgegensetzt. Eigenschaften der Stähle und Eisen-Gusswerkstoffe, wie zum Beispiel Härte, Festigkeit oder Bearbeitbarkeit, können in gewünschter Weise durch Wärmebehandlung verändert bzw. verbessert werden. Die Ursachen für die Verbesserung der Eigenschaften sind Veränderungen im Werkstoffgefüge während der Wärmebehandlung.

Beim Glühen wird das Werkstück auf Glühtemperatur erwärmt, gehalten und dann langsam wieder abgekühlt. Dadurch können innere Spannungen im Werkstück, die durch Umformen aufgetreten sind, verringert werden.

Beim Härten wird das Werkstück auf Härtetemperatur erwärmt und gehalten. Danach muss das Werkstück in Öl oder Wasser abgeschreckt werden. Durch das Härten können Stähle sehr hart und verschleißfest gemacht werden. Allerdings wird der Stahl durch die Wärmebehandlung auch sehr spröde, weswegen das Werkstück nach dem Härtevorgang angelassen werden muss, d.h. es wird nochmals erwärmt und an der Luft abgekühlt um die gewünschte Gebrauchshärte zu erreichen und Spannungen im Werkstück zu reduzieren.

Beim Vergüten wird das Werkstück nach dem Härtevorgang bei höheren Temperaturen (ca. 500 °C – 700 °C) angelassen. Dadurch wird eine höhere Zähigkeit und gleichzeitig eine höhere Festigkeit angestrebt. Diese Art der Wärmebehandlung wird für Bauteile verwendet, die hoher und schlagartiger Belastung ausgesetzt sind wie zum Beispiel Getriebe- oder Kurbelwellen.

Durch das Härten von Randzonen erlangt das behandelte Werkstück eine harte und verschleißfeste Randzone bei gleichzeitig zähem und hochfestem Kern. Dies wird durch starke Wärmezufuhr an der Außenschicht eines Werkstücks und abschließendem Abschrecken erreicht. Diese Art der Wärmebehandlung wird beispielsweise bei Zahnrädern oder Ritzelwellen angewandt.

Die Verschleißfestigkeit von Schneidwerkzeugen aus Schnellarbeitsstahl oder Hartmetall kann auch durch eine Beschichtung erhöht werden. Weitere Aufgaben der Beschichtung sind die Verhinderung von Oxidation und Diffusion, Wärmeisolation gegenüber dem HSS- oder HM-Grundwerkstoff und die Verhinderung der Aufbauschneidenbildung. Durch die höhere Belastbarkeit lassen sich höhere Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe und damit eine effizientere Fertigung erreichen. Die wichtigsten Beschichtungsstoffe sind Titannitrid, Titankarbid, Titanbornitrid, Aluminiumoxid und Diamant. Die Beschichtungsdicke beträgt dabei zwischen 2 – 15 μm.