Härteverbesserung

Härteverbesserung bezeichnet Verfahren zur Erhöhung der Härte eines Werkstoffs, typischerweise von Stahl, um Verschleißfestigkeit, Festigkeit und Lebensdauer zu steigern. Ziel ist eine harte, verschleißbeständige Oberfläche oder ein harter Kern, abhängig vom Verfahren.

Wärmebehandlung: Vergüten ist ein verbreitetes Verfahren zur Härteverbesserung. Dabei wird der Werkstoff auf eine Austenitisierungstemperatur erhitzt, abgeschreckt (z. B. in Öl oder Wasser) und anschließend angelassen, um eine harte, zähe Mikrostruktur zu erzeugen. Die Härte, Festigkeit und Zähigkeit lassen sich durch Temperatur, Abkühlgeschwindigkeit, Anlassen und Legierungsgehalt steuern.

Oberflächenhärtung: Induktionshärtung erhitzt die Oberfläche schnell durch induzierte Wirbelströme und härtet sie örtlich aus. Karburieren oder Carbonitrieren führt zu einer kohlenstoffreichen Oberfläche durch Diffusion, wodurch harte Oberflächenzonen entstehen, während der Kern duktil bleibt. Nitrieren und Gasnitrieren erzeugen harte Nitride auf der Oberfläche, typischerweise mit geringerer Verformung des Kerns. Ziel ist eine harte Oberfläche mit ausreichender Kernduktilität.

Kaltverfestigung: Durch Kaltverformen wird die Versetzungsdichte erhöht, wodurch Härte und Festigkeit steigen. Dies geht jedoch oft mit eingeschränkter duktiler Verformbarkeit einher und erfordert meist anschließende Wärmebehandlung oder Temperung.

Prüfung und Anwendungen: Härte wird typischerweise mit Rockwell-, Vickers- oder Brinell-Verfahren gemessen. Anwendungen finden sich in Zahnrädern, Wellen, Schneidstoffen und anderen Verschleißteilen, wo eine Kombination aus Härte, Festigkeit und Zähigkeit gefordert ist.

Auswahl und Kontrolle: Die Wahl des Verfahrens hängt von Material, gewünschter Härtezone, Zähigkeit, Bauteilgeometrie und Kosten ab. Eine präzise Prozesskontrolle ist entscheidend für reproduzierbare Ergebnisse.