Randschichthärten von Stahl

Einführung

• Zweck: Erhöhung der Verschleißfestigkeit von Bauteilen
• Ziel: Harte Oberfläche (z.B. Zahnflanken von Zahnrädern)
• Nachteil: Verlust der Zähigkeit, Gefahr von Werkstoffversagen

Randschichthärten

• Definition: Härten nur der Oberfläche, um Zähigkeit des Kerns zu erhalten
• Anwendungsbeispiele:
  • Zahnräder
  • Führungsschienen
  • Kurbelwellen
  • Nockenwellen

Verfahren des Randschichthärtens

1. Flammhärten

   • Vorgehen: Brennerflamme führt über Werkstoffoberfläche
   • Temperatur: Austenitisierung, Umwandlung in Martensit
   • Abschreckung: Wasserdüsen nach der Erwärmung
   • Vorteile: Keine Notwendigkeit für Anlassen
   • Steuerung der Randschichtdicke durch Vorschubgeschwindigkeit
   • Nachteile: Eingeschränkte Anwendung bei kleinen Bauteilen

2. Induktionshärten

   • Prinzip: Induktionseffekt zur Erwärmung des Werkstücks
   • Wirbelströme erzeugen hohe Temperaturen
   • Abschreckung: Durch Wasserdüsen oder Selbstabschreckung
   • Vorteile: Hohe Oberflächenhärte, kurze Aufheizzeiten
   • Frequenzsteuerung der Einhärtetiefe

3. Laserhärten

   • Vorgehen: Laserstrahl mit hoher Leistung über Werkstückoberfläche
   • Vorteile: Geringe Zunderbildung, keine giftigen Abgase
   • Anwendungsgebiete: Schwer zugängliche Stellen
   • Randschichtdicken: 0,1 bis 2 mm

4. Einsatzhärten

   • Vorgehen: Kohlenstoffarmer Stahl wird in kohlenstoffhaltiger Umgebung erhitzt
   • Aufkohlung: Anreicherung des Kohlenstoffs in der Randschicht
   • Abschreckung: Nach dem Aufkohlen im Wasserbad
   • Vorteil: Hohe Härte und verschleißfest

5. Nitrierhärten

   • Vorgehen: Nitrierstähle werden einer stickstoffhaltigen Umgebung ausgesetzt
   • Bildung von harten Nitriden an der Oberfläche
   • Vorteile: Erhöhte Dauerfestigkeit, verbesserte Korrosionsbeständigkeit

Fazit

• Randschichthärten erhöht die Verschleißfestigkeit
• Auswahl des Verfahrens abhängig von Anwendung und Werkstoff
• Jedes Verfahren hat spezifische Vor- und Nachteile

Quellen

• Verlinktes Video (weitere Informationen)