Wärmebehandlung

Die Kombination von Verfahren zur gezielten Veränderung der Eigenschaften metallischer Werkstoffe heißt Wärmebehandlung. Mit insgesamt elf verschiedenen Öfen gehört die Silbitz Group zu den größten Gießerei-Unternehmen, die den Stahlverarbeitungsbereich Wärmebehandlung erfolgreich bedienen. Zumeist sind es Werkstoffe, die während der Behandlung zeitlich begrenzt auf die jeweils erforderlichen Temperaturen erwärmt werden. So lassen sich die Werkstoffeigenschaften zielgerichtet verbessern. Die entscheidenden Einflussfaktoren bei den Prozessen sind Atmosphäre, Temperatur, Erwärmungs- und Haltezeit sowie Abschreckung bzw. Abkühlung. Zu den Basis-Verfahren der Wärmebehandlung zählen in zeitlicher Reihenfolge Glühen, Härten, Vergüten und Anlassen. Zum Beispiel kann hartgewordener Stahl zunächst weichgeglüht und anschließend in drei Stufen gehärtet werden, bevor durch das Vergüten der Werkstoff seine erforderliche Zähigkeit und Festigkeit erhält.
 

Das Glühen in der Wärmebehandlung umfasst drei grundsätzliche Arbeitsabläufe. Zunächst wird das Werkstück langsam auf eine bestimmte Temperatur erwärmt. Diese bleibt für eine gewisse, dem Ziel entsprechende Zeit erhalten, bevor es zuletzt wieder zu einer langsamen Abkühlung kommt. Wenn der Werkstoff kurz unterhalb der ersten Umwandlungslinie geglüht wird, um eine nur geringe Härte und Festigkeit zu erhalten, bezeichnet man dies als Weichglühen. Eine ähnliche Wirkung für Gusswerkstoffe zeigt das Ferritisieren, das freies und in Perlit gebundenes Zementit in Ferrit und Graphit auflöst. Zur Reduzierung von Eigenspannungen findet als besondere Sparte der Wärmebehandlung das sogenannte Spannungsarmglühen Anwendung.

Der eigentliche Härtevorgang bei der Wärmebehandlung läuft in drei Stufen ab. In den ersten beiden Schritten, die auch Austenitisieren genannt werden, wird der Werkstoff anfangs nur langsam erwärmt, damit die Werkstückpartien nicht überdehnt werden oder verbrennen. Danach wird schnell auf die erforderliche Härtetemperatur erhöht. Im zweiten Schritt wird die Härtetemperatur für ein gleichmäßiges Durchwärmen gehalten. Die dritte Härten-Stufe der Wärmebehandlung ist das Abschrecken, wobei der erhitzte Werkstoff in kürzester Zeit abkühlt. Die Abkühlgeschwindigkeit beeinflusst die Härte des Werkstücks und ist u. a. abhängig vom jeweiligen Abschreckmittel. Die Silbitz Group bietet drei Varianten an: Die normale Form Wasser, Öl und bewegte Luft. Für beide Flüssigkeiten sind Becken mit bis zu 40 Kubikmeter Fassungsvermögen vorhanden. Für hochlegierte Stähle (Lufthärter) dient bei der Wärmebehandlung das Abschreckmittel bewegte Luft, die von Ventilatoren in einer Kühlkammer mit einer Maximalbeladung von 60 Tonnen erzeugt wird.

Konstruktionswerkstoffe, die nicht nur besonders fest sein sollen, sondern auch eine große Zähigkeit besitzen müssen, werden während der Wärmebehandlung vergütet. Hierzu gehören z. B. Wellen, Keile oder Schrauben. Bei dieser Art von Wärmebehandlung handelt es sich um einen Anlass-Vorgang, durch den bei Temperaturen bis zu 700° ein extrem festes, feinkörniges Werkstoffgefüge entsteht.

Beim Anlassen wird während der Wärmebehandlung das Werkstück nach dem Härten auf bis zu 350° wiedererwärmt. So entsteht ein Vergütungsgefüge, das unter Abbau der härtebedingten Sprödigkeit sowie etwaiger innerer Spannungen für den jeweiligen Einsatzfall die mechanischen Eigenschaften optimiert.

Zu den typischen Aufgaben einer Wärmebehandlung gehören der Abbau von Verfestigungen und Spannungen im Bauteil sowie die gezielte Einstellung von Bauteil- und Werkstoffeigenschaften wie Verschleißfähigkeit, Zugfestigkeit, Zähigkeit und Härte. Die Silbitz Group hat sich bei der Wärmebehandlung zum Ziel gesetzt, durch besondere Qualitäten die Lebensdauer von Werkzeugen oder Bauteilen zu steigern und damit die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen; Resultate, die mit herkömmlichen Verfahren kaum zu erreichen sind.

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