Es gibt zehn gebräuchliche Abschreckverfahren im Wärmebehandlungsprozess, darunter das Abschrecken in einem einzigen Medium (Wasser, Öl, Luft); das Abschrecken in zwei Medien; das Martensit-Gradientenabschrecken; das Martensit-Gradientenabschreckverfahren unterhalb des Ms-Punktes; das Bainit-Isothermenabschreckverfahren; das Kombinationsabschreckverfahren; das Vorkühl-Isothermenabschreckverfahren; das verzögerte Abkühlabschreckverfahren; das Abschreck-Selbstanlassverfahren; das Sprühabschreckverfahren usw.
1. Abschrecken in einem einzigen Medium (Wasser, Öl, Luft)
Einmedium-Abschrecken (Wasser, Öl, Luft): Das auf die Abschrecktemperatur erhitzte Werkstück wird in ein Abschreckmedium abgeschreckt, um es vollständig abzukühlen. Dies ist das einfachste Abschreckverfahren und wird häufig für Werkstücke aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl mit einfachen Formen angewendet. Das Abschreckmedium wird anhand des Wärmeübergangskoeffizienten, der Härtbarkeit, der Größe, der Form usw. des Werkstücks ausgewählt.
2. Doppeltes Abschrecken in mittlerer Temperatur
Zweimedien-Abschrecken: Das auf die Abschrecktemperatur erhitzte Werkstück wird zunächst in einem Abschreckmedium mit hoher Kühlleistung bis nahe an den Ms-Punkt abgekühlt und anschließend in ein langsam kühlendes Abschreckmedium überführt, um auf Raumtemperatur abzukühlen. Dadurch werden unterschiedliche Abschrecktemperaturbereiche und eine relativ optimale Abschreckgeschwindigkeit erreicht. Dieses Verfahren wird häufig für Teile mit komplexen Formen oder große Werkstücke aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl und legiertem Stahl angewendet. Auch Werkzeugstähle aus Kohlenstoffstahl finden oft Anwendung. Gängige Kühlmedien sind Wasser-Öl, Wasser-Nitrat, Wasser-Luft und Öl-Luft. Wasser dient in der Regel als schnell kühlendes Abschreckmedium, während Öl oder Luft als langsam kühlendes Abschreckmedium eingesetzt werden. Luft wird selten verwendet.
3. Martensit-Graduiertes Abschrecken
Martensitisches Stufenhärten: Der Stahl wird austenitisiert und anschließend in ein flüssiges Medium (Salz- oder Alkalibad) mit einer Temperatur, die etwas über oder unter dem oberen Martensitpunkt des Stahls liegt, eingetaucht und für eine geeignete Zeit gehalten, bis die inneren und äußeren Oberflächenschichten der Stahlteile die Temperatur des Mediums erreicht haben. Anschließend werden sie zur Luftkühlung entnommen, wobei sich der unterkühlte Austenit während des Abschreckprozesses langsam in Martensit umwandelt. Dieses Verfahren wird üblicherweise für kleine Werkstücke mit komplexen Formen und strengen Verformungsanforderungen eingesetzt. Es findet auch häufig Anwendung beim Härten von Schnellarbeitsstahl und hochlegierten Stählen für Werkzeuge und Formen.
4. Martensit-Graduierungsverfahren unterhalb des Ms-Punktes
Martensit-Gradientenabschreckverfahren unterhalb der Ms-Temperatur: Liegt die Badtemperatur unterhalb der Ms-Temperatur des Werkstückstahls, aber oberhalb der Mf-Temperatur, kühlt das Werkstück im Bad schneller ab. Auch bei größeren Werkstücken lassen sich so die gleichen Ergebnisse wie beim Gradientenabschrecken erzielen. Dieses Verfahren wird häufig für größere Stahlwerkstücke mit geringer Härtbarkeit eingesetzt.
5. Isothermes Abschreckverfahren für Bainit
Bainit-Isothermes Abschreckverfahren: Das Werkstück wird in ein Bad mit einer niedrigeren Bainittemperatur als der Stahl isotherm abgeschreckt, um die Bainit-Umwandlung zu induzieren. Die Verweildauer im Bad beträgt in der Regel 30 bis 60 Minuten. Das Bainit-Austenitisierungsverfahren umfasst drei Hauptschritte: ① Austenitisierung; ② Abkühlen nach der Austenitisierung; ③ Bainit-Isothermes Abschrecken. Es wird häufig bei legiertem Stahl, kleinen Bauteilen aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl und Gusseisen mit Kugelgraphit angewendet.
6. Methode der zusammengesetzten Quenchung
Kombiniertes Abschreckverfahren: Zunächst wird das Werkstück unterhalb der Ms-Temperatur abgeschreckt, um Martensit mit einem Volumenanteil von 10 % bis 30 % zu erhalten. Anschließend erfolgt eine isotherme Abschreckung in der unteren Bainitzone, um bei Werkstücken mit größerem Querschnitt Martensit- und Bainitstrukturen zu erzielen. Dieses Verfahren wird häufig bei Werkstücken aus legiertem Werkzeugstahl angewendet.
7. Vorkühl- und isothermes Abschreckverfahren
Vorkühl-Isothermes Abschrecken: Auch als Aufheiz-Isothermes Abschrecken bezeichnet, werden die Werkstücke zunächst in einem Bad mit niedrigerer Temperatur (oberhalb der Ms-Temperatur) abgekühlt und anschließend in ein Bad mit höherer Temperatur überführt, um eine isotherme Umwandlung des Austenits zu bewirken. Dieses Verfahren eignet sich für schlecht härtbare Stahlteile oder große Werkstücke, die bainitisch gehärtet werden sollen.
8. Verzögertes Abkühl- und Abschreckverfahren
Verzögertes Abschreckverfahren: Die Teile werden zunächst in Luft, heißem Wasser oder einem Salzbad auf eine Temperatur etwas oberhalb von Ar3 oder Ar1 vorgekühlt und anschließend in einem einzigen Medium abgeschreckt. Dieses Verfahren wird häufig für Teile mit komplexen Formen und stark variierenden Wandstärken sowie für Teile, die nur geringe Verformungen erfordern, angewendet.
9. Abschreck- und Selbstanlassverfahren
Abschreck- und Selbstanlassverfahren: Das gesamte Werkstück wird erhitzt, beim Abschrecken wird jedoch nur der zu härtende Teil (üblicherweise das Werkstück) in die Abschreckflüssigkeit eingetaucht und abgekühlt. Sobald die glühende Farbe des nicht eingetauchten Teils verschwunden ist, wird dieser sofort an die Luft genommen. Mittelkühlendes Abschreckverfahren. Beim Abschreck- und Selbstanlassverfahren wird die Restwärme des nicht vollständig abgekühlten Kerns an die Oberfläche abgegeben, um diese zu härten. Dieses Verfahren eignet sich für Werkzeuge, die üblicherweise Stößen standhalten müssen, wie z. B. Meißel, Stempel, Hämmer usw.
10. Sprühabschreckverfahren
Sprühhärten: Bei diesem Härteverfahren wird Wasser auf das Werkstück gesprüht. Die Wassermenge kann je nach gewünschter Härtetiefe variiert werden. Da sich beim Sprühhärten kein Dampffilm auf der Werkstückoberfläche bildet, wird eine tiefere Härteschicht als beim Wasserhärten erzielt. Es wird hauptsächlich zum lokalen Oberflächenhärten eingesetzt.
Veröffentlichungsdatum: 08.04.2024
