Induktivhärten

Induktivhärten, auch Induktionshärten genannt, ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem die Oberflächenschicht eines Stahls durch elektromagnetische Induktion erhitzt und anschließend abgeschreckt wird, sodass sie martensitisch verhärtet, während der Kern weich bleibt. Das Verfahren nutzt Hochfrequenzwechselströme, die in der Werkstückoberfläche Wirbelströme und magnetische Verluste erzeugen und so die Oberfläche rasch erhitzen.

In der Praxis erfolgt das Härten meist durch eine Induktionsspule, die das Bauteil oder Teile des Bauteils umgibt. Die Energieeinbringung, Frequenz und Spulenanordnung steuern die Eindringtiefe der Härtezone (Case Depth). Nach dem Anlassen, optional nach dem Abschrecken, wird die Zähigkeit des Kernmaterials erhalten oder verbessert. Die Kühlung erfolgt üblicherweise mit Wasser, Wasser-Öl-Gemischen oder Polymer-Kühlmitteln, je nach Werkstoff und gewünschter Härteverteilung.

Geeignete Werkstoffe sind Stähle mit ausreichender Härtbarkeit, vor allem Kohlenstoffstähle und legierte Stähle. Typische Anwendungsbereiche sind Bauteile mit hohen Oberflächenbeanspruchungen, wie Zahnräder, Wellen, Nocken, Bolzen, Federalteile und Kegelräder. Die Härte im Oberflächenbereich liegt typischerweise im Bereich von etwa 50 bis 65 HRC, abhängig von Werkstoff, Eindringtiefe und Abkühlrate. Die Eindringtiefe beträgt oft wenige Zehntausend bis einige Millimeter.

Zu den Vorteilen gehören schnelle Erwärmung, lokalisierte Härte, geringe Verzerrungen und gute Reproduzierbarkeit bei vergleichsweise geringem Energiebedarf. Nachteile sind hohe Investitionskosten, anspruchsvolle Prozesssteuerung, Restspannungen und Gefahr von Oberflächenrissen, sowie begrenzte Eindringtiefe bei sehr großen Bauteilen. Induktivhärten wird oft in Verbindung mit anschließender An- oder Zwischenhärtung eingesetzt, um gewünschte mechanische Eigenschaften zu erreichen.