Tratamento térmico de präzisionsbauteilen
o Einsatz von Wärme ist in der Fertigungsindustrie unverzichtbar. Dabei handelt es sich nicht nur um Aggregatszustandsänderungen zwischen fest, flüssig und gasförmig, die durch Warme gesteuert werden können: In der metallischen Werkstoffbearbeitung können durch den intelligenten Einsatz von Wärme und Kälte auch die Mikrostruktur und somit wichtig e physikalische Materialeigenschaften modifiziert werden. Insbesondere im Bereich
- Bearbeitbarkeit e Verarbeitbarkeit,
- Beanspruchbarkeit e Haltbarkeit sowie
- Zähigkeit e Härte
Eisenmetalle und die jeweiligen Stahlsorten machen mit etwa 80 Prozent den Grosseil wärmebehandelter Werkstoffe aus. Das Feld hierbei zum Einsatz kommender Behandlungsmethoden ist gross und es finden sich verschiedene Differenzierungen. Beispielsweise werden Wärmebehandlungen unterschieden in fertigungsorientiert, bei dem die Behandlung während des Produktionsprozesses als Zwischenschritt eingebaut wird, und beanspruchungsorientiert, bei dem das Konstruktionsteil nach dem Fertigungsprozess durch die Wärmebehandlung in sei nen Eigenschaften modifiziert wird. Von besonderer Bedeutung spielen bei Wärmebehandlungen sogenannte thermomechanische Verfahren. Nachfolgend werden die vier wohl proeminenteesten dieser thermomechanischen Prozesse vorgestellt: Das Glühen, das Härten, das Anlassen und zuletzt das sogenannte Vergüten.
brilho
Glühen encontra-se com o tratamento térmico insbesondere bei (hoch-)legierten wie unlegierten Eisen und Stählen mais largo. Glühen folgt dem Dreischritt Aufwärmen, Halten e Abkühlen. Durante o aquecimento, a temperatura do aparelho é controlada e a temperatura ambiente é mantida em uma temperatura ambiente elevada. Die Wahl der Temperatur ist entscheidend für the jeweils erwünschte Modifikation des Werkstoffs. Abhängig der eingestellten Zieltemperatur werden die jeweiligen Glühprozesse voneinander unterschieden: Beim brilho suave wird der Werkstoff beispielsweise zwischen 700 e 730 Grad Celsius erhitzt. Dadurch kann hart gewordener Stahl wieder leichter verarbeitbar gemacht werden. Dieser fertigungsorientierte Einsatz ist unter anderem bei Kaltumformungen als Zwischenschritt notwendig. Leicht unterhalb this Temperatur befindet sich der Bereich des sogenannten Spannungsarmglühens, bei dem im Fertigungsprozess aufgetretene Spannungen – beispielsweise durch Biegen – eines Bauteils wieder ausgeglichen werden können.
Weitere Glüharten:
- normalizando
- Difusõesglühen/Lösungsglühen
- Grobkornglühen
- Rekristalisationsglühen
Nach Erreichen der jeweiligen Zieltemperatur wird der Werkstoff auf dieser gehalten, damit es zu einer Durcherwärmung und folglich zu einer ganzheitlichen Eigenschaftsanpassung kommt. Gefolgt vom Halten ist der Abkühlungsprozess. Bei allen Formen des Gluhens ist die Rückführung auf Normaltemperatur kontrolliert und langsam durchzuführen – anderseits können durch ungewollte atomar Gittereffekte die gewünschte Eigenschaftsanpassung nichtig gemacht werden.
Nota: fio Stellenweise bewusst nur eine Eigenschaftsänderung der Außenschicht mais forte (Randgluhen). In diesem Fall dauert das Temperatur-Halten des Werkstoffs entsprechend kürzer.
endurecimento
Härten als Wärmebehandlung findet sich grandes tendas perto de Bauteilen aus Eisen Óder Aços. Darüber hinaus eignet sich diese Methode aber também para Nichteisenwerkstoffe como etwa Titan, Titanlegierungen ou Magnesiumlegierungen. Im Vergleich zum brilho Fällt auf, dass es dieselben Vorgänge Aufwärmen, Halten e Abkühlen aufweist. Innerhalb this liegen jedoch zwei große Unterschiede: Der erste besteht in der Zieltemperatur. Este valor é superior a 1000 graus Celsius alemão acima da temperatura ambiente perto do Glühen. Der zweite Unterschied liegt darin, dass nach dem Halten und Durcherwärmen des Werkstoffs dieser nicht langsam, sondern schlagartig abgekühlt wird. Este processo também foi feito Abscrito mencionada.
Das Prinzip dieser Warmebehandlung basiert auf Gefügeumwandlungen respektive einer Veränderung der atomaren Gitterstruktur, die erst durch hohe Temperaturen erzielt werden kann. Durch das Abschrecken verbleiben die Atome in dieser für sich genommenen ungünstigen (metastabilen) Struktur. Der sich dadurch ergebende Vorteil ist, dass diese Struktur und somit der Werkstoff eine maximale Härte aufweist. Durch morre beanspruchungsorientierte Verfahren können bereits robusto Bauteile aus härtbarem Material noch stands mais largos fester und belastbarer gemacht werden.
Randschichterharten
Wie eingangs angedeutet, ist das Feld möglicher Methoden der Wärmebehandlung groß. Wohingegen bei den zuvor beschriebenen Methoden der Werkstoff bzw. das Bauteil durchgehärtet wird, bildet eine weitere Kategorie die sogenannte Randschichterhärtung. Es handelt sich hierbei um eine Oberflächenbehandlung. Gängiger Werkstoff für Randschichterhärtungen ist oftmals Stahl. Hierbei werden insbesondere thermochemische Verfahren, também solche, bei denen chemische Reaktionen bei Wärmezufuhr ausgelöst werden, eingesetzt. Dazu zählen:
- Aufkohlen – Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes bei Stählen
- nitretação
- Borieren
- Aluminieren – Einbringen von Aluminium
- Nitrocarburadores
- Carbonitreno
- Oxidar
- Vanadieren
- Silício
Es handelt sich hierbei meist um beanspruchungsorientierte Verfahren. Também solche, die abgestimmt sind auf die jeweiligen Anforderungen eines bereits fertig hergestellten Bauteils.