Wärme- & Oberflächenbehandlung

So erhalten Bauteile ihren persönlichen Charakter.

Wärmebehandlung

Wir bieten Ihnen eine große Bandbreite an Wärmebehandlungen - kompetent, verlässlich, innovativ. Härtezentren in Deutschland, Tschechien, Indien und China.

Unter martensitisch Härten versteht man eine Wärmebehandlung, bestehend aus Austenitisieren und Abkühlen unter solchen Bedingungen, dass eine Härtezunahme durch mehr oder weniger vollständige Umwandlung des Austenits in der Regel in Martensit erfolgt.

Das Austenitisieren ist der Behandlungsschritt, in dem das Werkstück auf Austenitisierungstemperatur gebracht wird und durch vollständige Phasenumwandlung und Carbidauflösung die Matrix des Stahls austenitisch wird.

Nach dem Austenitisieren erfolgt das Abkühlen. Damit das gesamte Werkstück ein martensitisches Gefüge annimmt, muss die Geschwindigkeit des Temperatursturzes größer sein als die kritische Abkühlgeschwindigkeit des jeweiligen Stahls.

Das Abkühlen kann in verschiedenen Medien erfolgen, die sich charakteristisch durch ihre Abkühlwirkung in den verschiedenen Temperaturbereichen unterscheiden.

Das Einsatzhärten zählt zu den thermochemischen Verfahren. Im Rahmen dieses Verfahrens wird die Randschicht von Bauteilen und Werkzeugen mit einem Kohlenstoff abgebenden Medium aufgekohlt und anschließend abgeschreckt. Hierdurch werden die mechanischen Eigenschaften der Bauteilrandschicht (z.B. Verschleiß) verbessert.
Die Aufkohlung erfolgt in der Regel zwischen 880 bis 950°C. Nach dem Abhärten der aufgekohlten Bauteile ist überwiegend ein Anlassen erforderlich, um die aus der Härtung entstandenen Spannungen zu mindern und die geforderten Gebrauchsfestigkeiten einzustellen.

Für das Einsatzhärten stehen unterschiedliche Anlagentechniken wie z.B. Kammeröfen, Durchlauföfen, zur Verfügung. Als Abschreckmedien werden hauptsächlich Öle eingesetzt.

Der konventionelle Weg zur Erhöhung von Härte bzw. Festigkeit ist das Vergüten. Ein zweiter, etwas speziellerer Weg ist das Bainitisieren, das früher Zwischenstufenvergüten genannt wurde.

Bei dieser Wärmebehandlung wird das Bauteil in gleicher Weise wie beim Härten austenitisiert, d.h. es erfolgen, abhängig vom Werkstoff, Wärmebehandlungen bei Temperaturen von 800 - 900°C.

Das Abschrecken erfolgt dann in einem Salzwarmbad. Die Temperatur des Salzwarmbades richtet sich nach dem Werkstoff und liegt zwischen 220 und 450°C. Das Bauteil verweilt im Salzbad bei gleichbleibender Temperatur (isotherm), bis die Gefügeumwandlung von Austenit nach Bainit (=Zwischenstufe) abgeschlossen ist. Dabei bildet sich kein Martensit. Je nach Werkstoff kann die Umwandlung in einigen Minuten abgeschlossen sein; manchmal dauert es aber auch mehrere Stunden.

Bainitgefüge haben sehr spezielle Eigenschaften, die sich durch hohe Festigkeiten (Härten), maximale Zähigkeiten und üblicherweise durch relativ geringe Verzüge auszeichnen. Auch kann ein sehr geringer Restaustenitgehalt eingestellt werden, der ansonsten nur durch Tiefkühlen zu erreichen ist.

Nitrierverfahren

  • Gasnitrieren
  • Plasmanitrieren
  • Vakuumnitrieren

Nitrieren bei Diffusion von Stickstoff und Kohlenstoff

  • Gasnitrocarburieren
  • Plasmanitrocarburieren
  • Salzbadnitrocarburieren

Vorzüge dieser Wärmebehandlung

  • Hoher Verschleißwiderstand bei Adhäsion
  • Anpassung der Schichten an Verschleißarten
  • Reduzierung der Reibungskoeffizienten
  • Einsparung von Schmiermitteln
  • Schaffung korrosionsbeständiger Schichten
  • Wärmebeständigkeit der Nitrierschicht bis 400°C
  • Teilnitrierungen möglich (Ausnahme: Salzbadnitrocarburieren)
Für spezielle Bauteile, die aufgrund hoher Verschleißanforderungen mittels Laser partiell gehärtet werden, haben wir Laserhärteverfahren entwickelt. Durch die geringe Wärmeeinbringung erfolgt die Härtung über Selbstabschreckung – verzugsfrei.

Das Plasmanitrieren zählt zu den thermochemischen Wärmebehandlungsverfahren und wird bei Temperaturen zwischen 350 und 600°C durchgeführt. Positiv geladene Ionen treffen vor der Ofenwand (Anode) mit hoher Aufprallgeschwindigkeit auf die als Kathode geschalteten Werkstücke. Anfangs bewirkt dieser Ionenbeschuss eine äußerst intensive Reinigung der Werkstückoberfläche (Sputtern), dem anschließend das Aufheizen und die Aufstickung der Oberfläche folgen.

Vorzüge dieser Wärmebehandlung

  • Hoher Verschleißwiderstand bei Abrasion und Adhäsion
  • Verzugsarmut
  • Anpassung der Schichten an Verschleißart
  • Schaffung korrosionsbeständiger Schichten
  • Reduzierung der Reibungskoeffizienten
  • Partielles Härten
  • Warmfestigkeit und Anlassbeständigkeit der Randschichten bis über 500°C
  • Umweltverträglichkeit

Unter Glühen versteht man die Behandlung eines Werkstückes bei einer bestimmten Temperatur, mit einer bestimmten Haltedauer und einer nachfolgend, der Erzielung der angestrebten Werkstoffeigenschaften, angepassten Abkühlung.

Man unterscheidet folgende wichtige Glühverfahren

  • Normalglühen
  • Spannungsarmglühen
  • Weichglühen
  • GKZ-Glühen
  • Grobkornglühen
  • Diffusionsglühen
  • Rekristallisationsglühen
  • Lösungsglühen

Bei der induktiven Erwärmung wird durch mittel- oder hochfrequenten elektrischen Wechselstrom über einen an die zu härtende Kontur angepassten Induktor ein Induktionsstrom im Werkstück erzeugt, wodurch die Wärme entsteht.

Die Härtezunahme erfolgt durch eine Umwandlung der Erwärmungsschicht (beim Abschrecken) in Martensit, die erreichbare Härte ist vom Kohlenstoffgehalt und der Legierungszusammensetzung abhängig.

Das Abschrecken erfolgt kontrolliert innerhalb eines werkstoffabhängigen Zeitfensters, meist mit einer synthetischen Polymerlösung mittels Abschreckbrausen.