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Kristalle und Diffusion – einem Phänomen auf der Spur Feste Stoffe bestehen meist aus so genannten Kristallen. Man sieht sie z.B. im funkelnden Metallbruch oder wie Zucker und Salzkörner. Charakteristisch für einen festen Stoff und ins- besondere für Metalle ist die Tatsache, dass die Atome an festen Stellen gebunden sind, um die herum sie kleine Vibrationen verursachen. Diese festen Stellen bilden zusammen ein mehr oder weniger regelmäßiges Modell, Kristallgitter genannt. Die Atome im festen Stahl können jedoch durch thermische Aktivierung (Temperaturerhöhung) ihre Plätze wechseln. Bei Erhitzung finden im festen Stahl atomäre Platz-wechselvorgänge statt: Diffusion genannt. Es ist ein wichtiges Phänomen in der Metallkunde, das ein Lohnhärter kennen und beherrschen sollte – Sennestahl hat die langjährige Erfahrung und beherrscht individuelle Diffusi-onsverfahren.
Einsatzhärten… …für hohe Randschichthärte bei gleichzeitiger Gefügezähigkeit des Stahlkernes. 1. Beschreibung 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 900 bis 960°C. Nach dem Abhärten der aufgekohlten Bauteile ist überwiegend ein Anlassen erforderlich, um die aus der Härtung entstan- denen Spannungen zu mindern und die geforderten Gebrauchsfestigkeiten einzustellen. Für das Einsatzhärten stehen uns Vertikalofenanlagen zur Verfügung. Partielles Einsatzhärten ist dank geeigneter Isoliertechniken möglich. Aufgekohlt wird mit Gas. Als Abschreckmedien werden hauptsächlich Öle und synthetische Polymerlösungen eingesetzt. 2. Geeignete Werkstoffe Einsatzstähle sind Baustähle mit verhältnismäßig niedrigem Kohlenstoffgehalt, die für Bauteile verwendet werden und deren Randschicht vor dem Härten üblicherweise aufgekohlt oder carbonitriert wird. Einsatzhärtestähle liegen im Kohlenstoffgehalt unter dem der Vergütungsstähle, also unter 0,25 %. 3. Vorzüge dieser Wärmebehandlung Das Einsatzhärten dient dazu, der Randschicht von Werkstücken und Werkzeugen aus Stahl eine wesentlich höhere Härte und den Werkstücken und Werkzeugen bessere mechanische Eigenschaften zu verleihen. Einsatzgehärtete Bauteile und Werkzeuge zeichnen sich durch erhöhten Verschleißwiderstand, einen zähen Kern sowie durch eine erhöhte Biegewechselfestigkeit aus. Diese Eigenschaften sind vor allem bei Getriebeteilen erwünscht. 4. Kundenangaben zur Wärmebehandlung Zur Durchführung des Einsatzhärtens benötigten wir
folgende Angaben: Weitere für das Einsatzhärten notwendige Angaben bitten
wir, uns über das Anfragemodul „Angaben zum Wärmebehandlungsauftrag“
mitzuteilen.
Aufkohlen …zu härtende Partien selbst bestimmen 1. Beschreibung Der Kohlenstoff ist das wichtigste Legierungselement im Stahl. Er bestimmt die Härte und damit viele Folgeeigenschaften, wie z.B. Verschleiß. Durch Glühbehandlungen bei hohen Temperaturen und ohne Schutzgas kann der Kohlenstoff durch den Luftsauerstoff im Oberflächenbereich vollständig oder teilweise entfernt werden. Ein solcher Vorgang wird mit Entkohlung bezeichnet. Als direkte Folge wird die Oberflächenhärte erniedrigt. Bei Glühbehandlungen unter Schutzgas werden derartige Oberflächenreaktionen
vermieden.
Nitrierverfahren 1. Beschreibung Das aktuelle Verfahrensangebot bietet im Wesentlichen folgende gängige Varianten an: Nitrieren bei Diffusion von Stickstoff: Nitrieren bei Diffusion von Stickstoff und Kohlenstoff:
Gasnitrocarburieren
Je länger die Nitrierdauer, desto größer die Nitrierhärtetiefe
(Nht). Werkstoffe mit nitridbildenden Elementen (z.B. Chrom, Molybdän, Vanadium, Aluminium) weisen eine höhere Nitrierhärte auf, jedoch reduziert sich die mögliche Stickstoffeindringtiefe mit zunehmendem Legierungsgehalt. Die verschiedenen Nitriertechniken im kurzen Überblick: Gasnitrieren: In einer aufgespalteten Ammoniakgasatmosphäre diffundiert üblicherweise bei 500 - 530°C Stickstoff in die Bauteile ein. Durch lange Behandlungsdauern von 10 – 72 Stunden werden, je nach verwendetem Werkstoff, Nitrierhärtetiefen (Nht) von 0,1 - 0,6 mm erzielt. Hauptziele sind z.B. Verbesserungen der Bauteilfestigkeit, Verschleißfestigkeit, Gleiteigenschaften, Temperaturbeständigkeit und Biegewechselfestigkeit. Eine partielle Behandlung kann durch- geführt werden.
In einer Salzschmelze wird bei 570 - 580°C eine Nitrocarburierbehandlung durchgeführt. Die Behandlungszeit beträgt üblicherweise 60 - 120 Min., die Abkühlung erfolgt werkstoffabhängig im Wasserbad. Die Nht beträgt ca. 0,1 - 0,25 mm (je nach verwendetem Werkstoff). Die Behandlung erfolgt vorwiegend zum Verschleiß- und Korrosionsschutz, für hohe Belastungen ist das Salzbad- nitrocarburieren weniger geeignet. Partielles Salzbadnitrocarburieren ist nicht möglich. 2. Geeignete Werkstoffe Salzbadnitrocarburieren: Gasnitrieren, Gasnitrocarburieren: 3. Prüfungen Schlifferstellung – Prüfverfahren: Die Messung der Härte erfolgt nach EN ISO 6507 in HV (Vickers). Zur Beurteilung der Schichten werden klassische metallographische Prüfmethoden eingesetzt. 4. Vorzüge dieser Wärmebehandlung - Hoher Verschleißwiderstand bei Adhäsion 5. Kundenangaben zur Wärmebehandlung Neben der Angabe des Werkstoffes und der Wärmebehandlung vor
der Nitrierung sollten als Qualitätsmaßstäbe in
der Fertigungszeichnung genannt werden: Weitere für die Nitrierverfahren notwendigen Angaben bitten
wir, uns über das Anfragemodul „Angaben zum Wärmebehandlungsauftrag“
mitzuteilen.
Carbonitrieren 1. Beschreibung Das Carbonitrieren zählt zu den thermochemischen Verfahren. Im Rahmen dieses Verfahrens wird die Randschicht von Bauteilen mit Kohlen- und Stickstoff anreichert und die mechanischen Eigenschaften der Bauteilrandschicht (z.B. Verschleiß) verbessert. Es nimmt praktisch die Mittelstellung zwischen Einsatzhärten und Nitrieren ein. Die Carbonitriertemperaturen sind niedriger als die bei der Einsatzhärtung, jedoch höher als die Nitriertemperaturen. Die Temperaturen bei der Carbonitrierhärtung im Gas liegen im Allgemeinen zwischen 760 und 900 °C. Während beim Einsatzhärten Kohlenstoff und beim Nitrieren Stickstoff in die Stahloberfläche eindringt, beruht die Wirkung der Carbonitrierung auf Kohlenstoff- und gleichzeitig Stickstoff- diffusion. Durch Anreicherung von Stickstoff wird die Härtetemperatur und die kritische Abkühlgeschwindigkeit herabgesetzt, so dass milder abgeschreckt werden kann. Beide Faktoren verringern das Risiko des Verzugs. Mit einer anschließenden Anlaßbehandlung wird die gewünschte Oberflächenhärte eingestellt. Falls eine partielle Carbonitrierung gefordert ist, können die nicht zu carbonitrierenden Bereiche isoliert werden. 2. Geeignete Werkstoffe 3. Vorzüge dieser Wärmebehandlung Das Carbonitrieren dient dazu, der Randschicht von Werkstücken und Werkzeugen aus Stahl eine wesentlich höhere Härte und den Werkstücken und Werkzeugen bessere mechanische Eigenschaften zu verleihen. Durch das Carbonitrieren entsteht ein erhöhter Verschleißwiderstand unter gleichzeitiger Verzugsarmut. 4. Kundenangaben zur Wärmebehandlung Zur Durchführung des Carbonitrierens benötigten wir folgende Angaben: 1. Werkstoffbezeichnung Weitere für das Carbonitrieren notwendigen Angaben bitten wir, uns über das Anfragemodul „Angaben zum Wärmebehandlungs- auftrag“ mitzuteilen. Nach oben
Badnitrieren im Tenifer - Salzbad 1. Beschreibung 2. Geeignete Werkstoffe Bauteile aus Stahl, Gusseisen und Sintereisenwerkstoffen 3. Vorzüge dieser Wärmebehandlung Erhöhung des Verschleißwiderstandes, der Dauerfestigkeit und der Korrosionsbeständigkeit. 4. Kundenangaben zur Wärmebehandlung Zur Durchführung des Badnitrierens im Tenifer – Salzbad benötigten wir folgende Angaben: 1. Werkstoffbezeichnung Weitere für das Badnitrieren im Tenifer – Salzbad notwendige
Angaben bitten wir, uns über das Anfragemodul „Angaben
zum Wärmebehandlungsauftrag“ mitzuteilen. |
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