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Einsatzhärten

Einsatzhärten für höhere Verschleiß- und Dauerfestigkeit

Einsatzhärten ist ein Verfahren zur Randschichthärtung von Stahl und besteht aus drei aufeinander folgenden Prozessschritten. In den HÄRTHA Härtereien wird dieses Verfahren an insgesamt 8 deutschen, niederländischen und italienischen Standorten angeboten. Mit modernsten Technologien sorgen die Härte-Spezialisten von HÄRTHA für eine stabile Randschichthärtung höchster Qualität. Geprüft werden die Ergebnisse in eigenen Industrielaboren, um für unsere Kunden die gewohnte hohe Qualität sicherzustellen.

Einsatzhärten

Einsatzhärten - drei wichtige Verfahrensschritte

Durch das Einsatzhärten entsteht eine Werkstück mit sehr harter Oberfläche und weichem und zähem Kern mit den damit verbundenen Vorteilen.

Einsatzhärten erfolgt in drei Schritten:

  • - Aufkohlen
  • - Härten
  • - Anlassen

Das Aufkohlen erfolgt bei Temperaturen bis zu 950°C in Salzschmelzen, Gasatmosphären, im Unterdruck oder in Kohlungspulver. Bei diesen Temperaturen verfällt der Stahl in den austenitischen Zustand und die von den verwendeten Medien abgegebenen Kohlenstoffatome können in die Oberfläche diffundieren. Dabei bilden sich Härtetiefen von 0,1 bis 2 Millimeter, deren Ausprägung durch verschiedenste Einflussfaktoren wie Temperatur, Haltedauer oder Art der verwendeten Medien während der Aufkohlung und beim Abschrecken beeinflusst wird.

Nach dem Aufkohlen erfolgt die Härtung der Oberfläche durch das Abschrecken in einem Abschreckbad, wofür Medien wie beispielsweise Salzschmelze, Härteöl, Stickstoff und andere zum Einsatz kommen. Dabei entsteht eine extrem harte Randschicht. Um dem Bauteil wieder die ursprünglichen Verformungseigenschaften (Duktilität) zurückzugeben, ist ein umgehendes Anlassen bei Temperaturen ab 160°C bis 300°C einzuleiten.

Einsatzhärten ist auch partiell möglich. In diesem Fall werden jene Bereiche des Bauteils, die nicht gehärtet werden sollen, mit einer schützenden Paste abgedeckt.

Anwendungsbereiche für das Einsatzhärten

Zu den typischen Werkstoffen, die dem Verfahren Einsatzhärten unterzogen werden, zählen kohlenstoffarme Stähle wie Einsatzstähle oder Edelbaustähle. Diese Stähle zeichnen sich durch einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,25 Masse-% aus.

Anwendungsbereiche sind alle Bauteile, die hohen Biege- und Torsionsbelastungen ausgesetzt sind. Da sich durch die Einlagerung des Kohlenstoffs in die Randschichten das Volumen der Oberfläche im Vergleich zum Kern vergrößert, baut sich eine Druckeigenspannung auf. Diese wirkt den Zugspannungen bei den erwähnten Torsions- und Biegebelastungen entgegen.

Vorteile durch das Einsatzhärten

Durch das Einsatzhärten werden Werkstücke spürbar belastbarer, da sich die Biegewechselfestigkeit sowie die Überlasttoleranz deutlich verbessern.

Weitere Vorteile sind

  • - variable Einsatzhärtetiefen
  • - ein elastischer und zäher Kern
  • - stark reduzierte Bruchgefahr der Bauteile
  • - Härten ausgewählter Teilbereiche ist möglich

Die HÄRTHA Experten informieren Sie gerne ausführlich über die Vorteile des Einsatzhärtens und alternative Verfahren wie beispielsweise das Carbonitrieren oder andere Härteverfahren. Rufen Sie uns an oder kontaktieren Sie uns per E-Mail für eine ausführliche Beratung.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Einsatzhärten:

  • Wie funktioniert Einsatzhärten?

    Das Verfahren Einsatzhärten besteht aus drei grundlegenden Prozessschritten, bei denen einen Werkstück im ersten Schritt bei Temperaturen von bis zu 950°C erhitzt und aufgekohlt wird. Im Anschluss wird das Material schnell abgekühlt (abgeschreckt), um anschließend bei Temperaturen von 160°C bis 300°C angelassen zu werden. Dadurch erhält das Material die ursprünglichen Verformungseigenschaften zurück und die Soll-Oberflächenhärte wird dabei präzise eingestellt..

  • Was wird durch Einsatzhärten erreicht?

    Beim Einsatzhärten wird die Randschicht von Stahl gehärtet, während der Kern seine ursprüngliche Elastizität behält. Dies bewirkt eine höhere Druckeigenspannung des Materials. Die Folge ist eine höhere Belastbarkeit durch Zugspannungen, die durch Torsions- und Biegebelastungen entstehen. Daraus resultiert eine stark reduzierte Bruchgefahr von Bauteilen. Details zum Verfahren finden Sie unter dem Punkt Wie funktioniert Einsatzhärten?

  • Welchen C Gehalt haben Einsatzstähle?

    Einsatzstähle zeichnen sich durch einen geringen Kohlenstoffgehalt von unter 0,25 Masse-% aus. Dies ist die Voraussetzung für erfolgreiches Einsatzhärten, da sich während des Verfahrens Kohlenstoff in die Randschichten einlagert und dadurch das Oberflächen-Volumen und somit die Druckeigenspannung vergrößert. Ein zu hoher Kohlenstoffgehalt würde vor allem bei unlegierten Stählen zur Versprödung und zu unerwünschten Gefügeausprägungen führen.

  • Welche Stähle sind zum Härten geeignet?

    Zum Härten allgemein eignen sich Einsatzstahl, Federstahl, Wälzlagerstahl, Kaltarbeitsstahl, Vergütungsstahl, Warmarbeitsstahl sowie Maraging Stahl. Allerdings eignen sich nicht alle genannten Stähle für die gleichen Härteverfahren. So eignen sich Federstahl und Wälzlagerstahl vor allem für das Schutzgashärten, während Warmarbeitsstähle durch Vakuumhärten die gewünschten Eigenschaften erhalten.

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