Die Wärmebehandlung von Metallen umfasst im Allgemeinen drei Prozesse: Erhitzen, Isolieren und Abkühlen. Manchmal beschränkt sie sich auf zwei Prozesse: Erhitzen und Abkühlen. Diese Prozesse sind eng miteinander verbunden und dürfen nicht unterbrochen werden.
1. Erhitzen
Das Erhitzen ist ein wichtiger Prozess der Wärmebehandlung. Es gibt zahlreiche Erhitzungsmethoden für die Metallwärmebehandlung. Anfänglich wurden Holzkohle und Kohle als Wärmequelle genutzt, später flüssige und gasförmige Brennstoffe. Der Einsatz von Elektrizität ermöglicht eine einfache Steuerung des Erhitzungsprozesses und ist umweltfreundlich. Diese Wärmequellen können zur direkten oder indirekten Erwärmung, beispielsweise durch geschmolzenes Salz oder Metall oder sogar durch schwebende Partikel, verwendet werden.
Beim Erhitzen von Metallen kommt das Werkstück mit Luft in Kontakt, was häufig zu Oxidation und Entkohlung führt (d. h. der Kohlenstoffgehalt an der Stahloberfläche sinkt). Dies beeinträchtigt die Oberflächeneigenschaften der Teile nach der Wärmebehandlung erheblich. Daher sollten Metalle üblicherweise in einer kontrollierten Atmosphäre, in Schutzgasatmosphäre, in Salzschmelzen oder im Vakuum erhitzt werden. Eine Schutzerhitzung kann auch durch Beschichtung oder Verpackung erfolgen.
Die Heiztemperatur ist einer der wichtigsten Prozessparameter der Wärmebehandlung. Ihre Wahl und Kontrolle sind entscheidend für die Qualität der Behandlung. Die Heiztemperatur variiert je nach Werkstoff und Behandlungsziel, wird aber im Allgemeinen auf eine bestimmte charakteristische Umwandlungstemperatur erhöht, um ein Hochtemperaturgefüge zu erzielen. Diese Umwandlung benötigt Zeit. Sobald die Oberfläche des Werkstücks die erforderliche Temperatur erreicht hat, muss diese für eine bestimmte Zeit gehalten werden, um einen Temperaturausgleich zwischen Innen- und Außentemperatur und eine vollständige Gefügeumwandlung zu gewährleisten. Diese Zeit wird als Haltezeit bezeichnet. Bei Hochenergie- und Oberflächenwärmebehandlungen ist die Aufheizgeschwindigkeit extrem hoch, sodass in der Regel keine Haltezeit erforderlich ist. Bei chemischen Wärmebehandlungen hingegen ist die Haltezeit oft länger.
2. Kühlung
Die Kühlung ist ein unverzichtbarer Schritt im Wärmebehandlungsprozess. Die Kühlmethoden variieren je nach Prozess und dienen hauptsächlich der Steuerung der Abkühlgeschwindigkeit. Im Allgemeinen weist das Glühen die langsamste, das Normalisieren und das Abschrecken die schnellste Abkühlgeschwindigkeit auf. Aufgrund unterschiedlicher Stahlsorten ergeben sich jedoch unterschiedliche Anforderungen. So kann beispielsweise lufthärtender Stahl mit der gleichen Abkühlgeschwindigkeit wie normalisiert gehärtet werden.
Veröffentlichungsdatum: 31. März 2024
