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Hier erfahren Sie alles rund um den Vergütungsprozess Härten und...
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Martensitisches Durchhärten (Vergüten) im Ölbad
Erfahren Sie mehr über unsere eingesetzten Technologien im Bereich Einsatzhärten, Härten und Vergüten, Nitrocarburieren/Carbonitrieren, Zwischenstufenvergüten, Durchhärten und Glühen.
Das Einsatzhärten ist ein spezielles Verfahren zur Oberflächenhärtung von Stahlwerkstücken, bei dem die Randschicht des Materials gezielt gehärtet wird, während der Kern zäh und duktil bleibt. Der Prozess besteht aus drei Hauptschritten:
Aufkohlen: Zunächst wird das Werkstück in einer kohlenstoffreichen Umgebung auf eine Temperatur erwärmt, die unterhalb der Schmelztemperatur des Stahls liegt. Dabei diffundiert Kohlenstoff in die äußere Schicht des Werkstücks und erhöht dessen Kohlenstoffgehalt. Dies bildet die Grundlage für die anschließende Härtung.
Härten: Nach dem Aufkohlen wird das Werkstück schnell abgekühlt (in der Regel durch Abschrecken in einem Öl- oder Wasserbad). Dies führt zur Bildung von Martensit in der Randschicht, einem sehr harten Gefüge, während der Kern des Werkstücks eine niedrigere Härte beibehält.
Anlassen: Im letzten Schritt wird das gehärtete Werkstück erneut erhitzt, jedoch auf eine niedrigere Temperatur. Dieser Prozess verringert innere Spannungen und sorgt dafür, dass die Härte der Randschicht optimiert wird, ohne die Zähigkeit des Kerns zu beeinträchtigen.
Das Einsatzhärten wird häufig für Bauteile verwendet, die eine hohe Verschleißfestigkeit an der Oberfläche benötigen, wie z.B. Zahnräder, Wellen oder Nockenwellen, während gleichzeitig eine zähe und bruchfeste innere Struktur beibehalten werden soll.
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Das Einsatzhärten bietet mehrere Vorteile, die es zu einem bevorzugten Verfahren in der Metallverarbeitung machen. Hier sind einige der wichtigsten Vorteile:
Erhöhte Verschleißfestigkeit: Durch das Härten der Randschicht wird die Oberfläche des Werkstücks besonders widerstandsfähig gegen Abrieb und Verschleiß, was die Lebensdauer von Bauteilen wie Zahnrädern oder Wellen erheblich verlängert.
Kombination von Härte und Zähigkeit: Während die Oberfläche des Werkstücks durch das Einsatzhärten extrem hart wird, bleibt der Kern relativ zäh und duktil. Dies ermöglicht es, Bauteile herzustellen, die sowohl hohe Festigkeit als auch Bruchsicherheit bieten.
Verbesserte Ermüdungsfestigkeit: Die gehärtete Randschicht trägt dazu bei, die Ermüdungsfestigkeit des Werkstücks zu erhöhen. Dies ist besonders wichtig für Bauteile, die zyklischen Belastungen ausgesetzt sind, da es die Entstehung von Rissen und Materialermüdung verzögert.
Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten: Das Einsatzhärten kann für eine breite Palette von Stählen angewendet werden, wodurch es für unterschiedliche industrielle Anwendungen geeignet ist. Es wird häufig in der Automobil-, Maschinenbau- und Werkzeugindustrie eingesetzt.
Präzise Kontrolle der Härte: Durch Anpassung der Prozessparameter wie Temperatur, Zeit und Kohlenstoffgehalt kann die Tiefe und Härte der Randschicht genau gesteuert werden. Dies ermöglicht die Fertigung von Bauteilen, die exakt auf ihre spezifischen Einsatzbedingungen abgestimmt sind.
Kostenersparnis: Da nur die äußere Schicht des Werkstücks gehärtet wird, können kostengünstigere, niedrig legierte Stähle verwendet werden, anstatt durchgehend teure, hochlegierte Stähle einzusetzen.
Diese Vorteile machen das Einsatzhärten zu einer äußerst effektiven Methode, um Bauteile herzustellen, die hohen Belastungen standhalten müssen und gleichzeitig wirtschaftlich produziert werden können.