Wärmebehandlung von Präzisionsbauteilen
den Einsatz von Wärme ist in der Fertigungsindustrie unverzichtbar. Dabei handelt es sich nicht nur um Aggregatszustandsänderungen zwischen fest, flüssig und gasförmig, die durch Wärme gesteuert were können: In der metallischen Werkstoffbearbeitung können durch den intelligenten Einsatz von Wärme und Kälte auch die Mikrostrukture und Kälte auch die Mikrostrukture und Materialert viktige physikalisches. Insbesondere im Bereich
- Bearbeitbarkeit och Verarbeitbarkeit,
- Beanspruchbarkeit och Haltbarkeit sowie
- Zähigkeit und Härte
Eisenmetalle und die jeweiligen Stahlsorten machen mit etwa 80 Prozent den Großteil wärmebehandelter Werkstoffe aus. Das Feld hierbei zum Einsatz kommender Behandlungsmethoden är stora och hittade sich verschiedene Differenzierungen. Beispielsweise were Wärmebehandlungen unterschieden in fertigungsorientiert, by the treatment during thes Productionsproceses as Zwischenschritt ingebaut wird, and beanspruchungsorientiert, by the das Constructionsteil nach dem Fertigungsprocess durch die Wärmebehandlung in its eigeskapen modifiziert wird. Von besonderer Bedeutung spielen bei Wärmebehandlungen sogenannte thermomechanische Verfahren. Nachfolgend werden die vier wohl prominentesten dieser thermomechanischen Processe vorgestellt: Das Glühen, das Härten, das Anlassen und zuletzt das sogenannte Vergüten.
glöd
Glühen findt sich als Wärmebehandlung insbesondere bei (hoch-)legierten wie unlegierten Eisen und Stählen wieder. Glühen folgt dem Dreischritt Aufwärmen, Halten und Abkühlen. Beim Aufwärmen wird der Werkstoff kontrolliert und bei konstanter Geschwindigkeit auf eine voreingestellte Temperatur aufgeheizt. Die Wahl der Temperatur ist entscheidend für die jeweils erwünschte Modifikation des Werkstoffs. Abhängig der eingestellten Zieltemperatur werden die jeweiligen Glühprozesse voneinander unterschieden: Beim mjukt sken wird der Werkstoff beispielsweise zwischen 700 und 730 Grad Celsius erhitzt. Då kan du först ha blivit en ny källa. Dieser fertigungsorientierte Einsatz ist unter anderem bei Kaltumformungen als Zwischenschritt notwendig. Leicht unterhalb dieser Temperatur befindet sich der Bereich des sogenannten Spannungsarmglühens, bei dem im Fertigungsprozess aufgetretene Spannungen –beispielsweise durch Biegen – eines Bauteils wieder ausgeglichen werden können.
Ytterligare Glüharten:
- normalisera
- Diffusionsglühen/Lösungsglühen
- Grobkornglühen
- Rekristallisationsglühen
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 Glühens ist die Rückführung auf Normaltemperatur kontrolliert und langsam durchzuführen – anderseits können durch ungewollte atomare Gittereffekte die gewünschte Eigenschaftsanpassung nichtig gemacht werden.
Obs! Stellenweise wird bewusst nur eine Eigenschaftsänderung der Außenschicht forciert (Randglühen). In diesem Fall dauert das Temperatur-Halten des Werkstoffs entsprechend kürzer.
Harten
Härten als Wärmebehandlung hittat sich größtenteils bei Bauteilen aus Eisen eller stål. Darüber hinaus eignet sich diese Methode aber auch für Nichteisenwerkstoffe wie etwa titan, Titanlegierungen eller Magnesiumlegierungen. Im Vergleich zum glöd fällt auf, dass es dieselben Vorgänge Aufwärmen, Halten und Abkühlen aufweist. Innerhalb dieser liegen jedoch zwei große Unterschiede: Der erste besteht in der Zieltemperatur. Detta ligger med över 1000 grader Celsius deutlich über den Temperaturbereich beim Glühen. Der zweite Unterschied ligger därin, dass nach dem Halten und Durcherwärmen des Werkstoffs dieser nicht langsam, sondern schlagartig abgekühlt wird. Dieser Prozess wird auch Abschrecken nämnts.
Detta princip är baserat på de respektive anläggningarna för atomarens Gitterstruktur, som först kan uppnås genom att temperaturen är säkerställd. Durch das Abschrecken verbleiben die Atome in dieser für sich genommenen ungünstigen (metastabilen) Struktur. Der sich dadurch ergebende Vorteil ist, dass dessa Struktur und somit der Werkstoff eine maximale Härte aufweist. Nederländska dieses beanspruchungsorientierte Verfahren können bereits robuste Bauteile aus härtbarem Material noch widerstandsfester und belastbarer gemacht werden.
Randschichterhärten
Wie eingangs angedeutet, ist das Feld möglicher Methoden der Wärmebehandlung groß. Wohingegen bei den zuvor beschriebenen Methoden der Werkstoff bzw. das Bauteil durchgehärtet wird, bilden ene weitere Kategorie die sogenannte Randschichterhärtung. Es handelt sich hierbei um eine Oberflächenbehandlung. Gängiger Werkstoff für Randschichterhärtungen ist oftmals Stahl. Hierbei werden insbesondere thermochemische Verfahren, även solche, bei denen chemische Reaktionen bei Wärmezufuhr ausgelöst werden, eingesetzt. Så här:
- Aufkohlen – Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes bei Stählen
- nitrering
- Borieren
- Aluminieren – Einbringen von Aluminium
- Nitrocarburieren
- Carbonitrieren
- Oxidera
- Vanadieren
- Silicieren
Es handelt sich hierbei meist um beanspruchungsorientierte Verfahren. Också solche, die abgestimmt sind auf die jeweiligen Anforderungen eines bereits fertig hergestellten Bauteils.