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Die Metallhärtung ist heute eines der wichtigsten Verfahren in der industriellen Bearbeitung von Kleinteilen aus Metall. Es senkt das Fehler- und Bruchrisiko und trägt dazu bei, qualitativ hochwertige Produkte herzustellen, die den Anforderungen wettbewerbsintensiver Branchen entsprechen.
In einigen Fällen wird das Härten empfohlen, in anderen ist es unverzichtbar. In diesem Artikel werden beide Szenarien analysiert, wobei der Schwerpunkt auf den potenziellen Vorteilen dieses Verfahrens liegt.
Was bewirkt das Abschreckhärten?
Das Abschreckhärten ist eine Wärmebehandlung, die die mechanische Festigkeit, die Härte und die Haltbarkeit von Stählen erhöht. Bei diesem Verfahren wird das Material kontrolliert auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und anschließend in einem Medium wie Öl, Wasser oder Luft schnell gekühlt. Die rasche Temperaturabsenkung bewirkt eine Veränderung der inneren Struktur des Stahls und verleiht ihm hervorragende mechanische Eigenschaften
Bei der Verarbeitung von Metallkleinteilen bewirkt das Abschreckhärten, dass kleine Bauteile besser hohen Belastungen standhalten, verschleißfester werden und auch bei mechanischer oder thermischer Beanspruchung formbeständiger sind. Schrauben, Stifte, Federn und andere kritische Komponenten ist die Härtung die optimale Lösung, um die Lebensdauer zu verlängern und die technische Leistung zu verbessern.
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In diesen Fällen ist Abschreckhärtung erforderlich
Das Verfahren der Abschreckhärtung ist für Metallkomponenten erforderlich, die mechanischer Belastung, Vibrationen, Reibung oder aggressiven Umgebungen ausgesetzt sind. Hochfeste Schrauben, Bolzen für die Automobilindustrie, Präzisionszahnräder und Bauteile für Industriemaschinen sind typische Beispiele, bei denen das Härten für die Gewährleistung von Zuverlässigkeit und Haltbarkeit unerlässlich ist.
Allerdings müssen nicht alle Kleinteile zwingend gehärtet werden.
Wenn sie hauptsächlich der Dekoration dienen oder die mechanische Belastung sehr geringfügig ist, wie bei einigen leichten Verbindungselementen, ist das Härten möglicherweise nicht erforderlich. In diesen Fällen können weniger komplexe Verfahren wie das Brünieren oder Verzinken eingesetzt werden, die die Ästhetik und Korrosionsbeständigkeit verbessern, ohne die mechanischen Eigenschaften wesentlich zu verändern.
Techniken und Verfahren
Die am häufigsten eingesetzten Härtungsverfahren variieren je nach Stahlsorte, Geometrie des Teils und den Anforderungen des Produktionssektors. Hier einige Beispiele:
- Induktionshärten Bei dieser Technik wird das Bauteil durch induzierte Ströme schnell erwärmt und anschließend sofort abgekühlt. Sie ist ideal für kleine Teile, die eine Oberflächenhärtung erfordern, während der Kern des Teils dehnbarer und schlagfester bleibt.
- Ölhärten Eine sehr weit verbreitete Technik ist das Eintauchen des erhitzten Werkstücks in ein Ölbad: Diese Methode gewährleistet eine kontrollierte Abkühlung, verringert das Risiko der Bildung von Verformungen und Rissen und eignet sich besonders für komplexe oder kleine Teile mit sehr geringen Toleranzen.
- Härten mit Wasser Dieses Verfahren wird verwendet, wenn eine sehr hohe Härte erforderlich ist. Hier erfolgt die Abkühlung sehr schnell, was aber ein höheres Verformungsrisiko birgt. Es eignet sich für einfache Bauteile oder für spezielle Stähle, die gegen abrupte Temperaturschwankungen beständig sind.
- Härten in kontrollierter Atmosphäre Dieser Prozess findet in sauerstofffreien Öfen statt, wodurch eine Oxidation der Teile verhindert und eine hohe Oberflächenqualität gewährleistet wird, wie sie für kleine Präzisionsteile, die für kritische Sektoren wie die Luft- und Raumfahrt oder die Medizintechnik bestimmt sind, unerlässlich ist.
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Risiken des Härtens und deren Minderung
So wichtig es auch ist, das Härten von Metallen hat einige kritische Aspekte, die bei falschem Umgang damit die Qualität der Bauteile beeinträchtigen können. Die häufigsten Probleme sind die Bildung von Verformungen und Rissen sowie der Verlust von Flexibilität.
Verformungen treten auf, wenn die Abkühlung nicht gleichmäßig erfolgt, was zu unerwünschten Maßänderungen führt, die insbesondere bei kleinen Metallteilen mit sehr engen Toleranzen kritisch sind. Um dieses Problem zu vermeiden, ist es wichtig, das am besten geeignete Kühlmedium (Öl, Wasser, Luft) zu wählen und die Kühlleistung sorgfältig zu überwachen. Darüber hinaus verringern die Verwendung von Öfen mit Temperaturregelung und Techniken wie das Härten in kontrollierter Atmosphäre das Risiko von Verformungen.
Durch hohe thermische Spannungen beim schnellen Abkühlen können Risse entstehen. Um dies zu vermeiden, sollten Stähle mit guter Härtbarkeit verwendet und eine Vorwärmbehandlung angewendet werden, die die thermischen Unterschiede zwischen der Oberfläche und dem Kern des Teils verringert.
Durch Flexibilitätsverlust werden Komponenten empfindlich und brüchig. In diesem Fall ermöglicht eine Anlassbehandlung nach dem Härten die Wiederherstellung eines Gleichgewichts zwischen Härte und Zähigkeit.
Die Beauftragung eines auf die Wärmebehandlung spezialisierten Unternehmens gewährleistet eine genaue Kontrolle aller Phasen des Härtungsprozesses und verringert das Risiko unvorhergesehener Effekte. Erfahrung und der Einsatz modernster Technologien gewährleisten Produkte, die den Spezifikationen entsprechen, zuverlässig sind und sich durch eine hervorragende technische Performance auszeichnen.
