Das Abschreckhärten ist ein mechanischer Prozess, bei dem Stahl und Gusseisenlegierungen verstärkt und gehärtet werden. Diese Metalle bestehen aus Eisenmetallen und Legierungen. Dies geschieht durch Erhitzen des Materials auf eine bestimmte Temperatur, abhängig vom Material. Dies erzeugt ein härteres Material entweder durch Oberflächenhärten oder Durchhärten, abhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Material abgekühlt wird. Das Material wird dann häufig getempert, um die Sprödigkeit zu verringern, die durch den Abschreckhärteprozess zunehmen kann. Zu den Gegenständen, die abgeschreckt werden können, gehören Zahnräder, Wellen und Verschleißblöcke.

Zweckbearbeiten

Gussstähle und Eisen haben vor dem Härten eine gleichmäßige und lamellare (oder geschichtete) perlitische Kornstruktur. Dies ist eine Mischung aus Ferrit und Zementit, die entsteht, wenn Stahl oder Gusseisen hergestellt und langsam abgekühlt werden. Perlit ist kein ideales Material für viele gängige Anwendungen von Stahllegierungen, da es ziemlich weich ist. Durch Erhitzen von Perlit über seine eutektoide Übergangstemperatur von 727 ° C hinaus und anschließendes schnelles Abkühlen kann ein Teil der Kristallstruktur des Materials in eine viel härtere Struktur umgewandelt werden, die als Martensit bekannt ist. Stähle mit dieser martensitischen Struktur werden häufig in Anwendungen verwendet, bei denen das Werkstück sehr verformungsbeständig sein muss, wie z. B. die Schneidkante von Klingen. Dies ist sehr effizient.

ProcessEdit

Der Prozess des Abschreckens ist eine Progression, beginnend mit dem Erhitzen der Probe. Die meisten Materialien werden zwischen 815 und 900 ° C (1.500 bis 1.650 ° F) erhitzt, wobei sorgfältig darauf geachtet wird, die Temperaturen im gesamten Werkstück gleichmäßig zu halten. Die Minimierung von ungleichmäßiger Erwärmung und Überhitzung ist der Schlüssel zur Erzielung der gewünschten Materialeigenschaften.

Der zweite Schritt im Abschreckprozess ist das Einweichen. Werkstücke können in Luft (Luftofen), einem Flüssigkeitsbad oder einem Vakuum eingeweicht werden. Die empfohlene Zeitzuteilung in Salz- oder Bleibädern beträgt bis zu 6 Minuten. Die Einweichzeiten können im Vakuum etwas höher liegen. Wie beim Aufheizen ist es wichtig, dass die Temperatur während des Einweichens in der gesamten Probe so gleichmäßig wie möglich bleibt.

Nach dem Einweichen des Werkstücks geht es weiter zum Abkühlschritt. Während dieses Schritts wird das Teil in eine Art Abschreckflüssigkeit getaucht; unterschiedliche Abschreckflüssigkeiten können die endgültigen Eigenschaften eines abgeschreckten Teils erheblich beeinflussen. Wasser ist eines der effizientesten Abschreckmedien, bei denen maximale Härte gewünscht wird, Es besteht jedoch eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass es zu Verzerrungen und winzigen Rissen kommt. Wenn Härte geopfert werden kann, werden häufig Mineralöle verwendet. Diese ölbasierten Flüssigkeiten oxidieren häufig und bilden während des Abschreckens einen Schlamm, was folglich die Effizienz des Prozesses senkt. Die Kühlrate von Öl ist viel geringer als bei Wasser. Zwischenraten zwischen Wasser und Öl können mit einem speziell formulierten Quenchant erhalten werden, einer Substanz mit einer inversen Löslichkeit, die sich daher auf dem Objekt ablagert, um die Abkühlgeschwindigkeit zu verlangsamen.

Das Abschrecken kann auch mit Inertgasen wie Stickstoff und Edelgasen erfolgen. Stickstoff wird üblicherweise bei einem höheren als atmosphärischen Druck von bis zu 20 bar absolut verwendet. Helium wird auch verwendet, weil seine Wärmekapazität größer ist als Stickstoff. Alternativ kann Argon verwendet werden; seine Dichte erfordert jedoch deutlich mehr Energie, um sich zu bewegen, und seine Wärmekapazität ist geringer als die der Alternativen. Um Verzerrungen im Werkstück zu minimieren, werden lange zylindrische Werkstücke vertikal abgeschreckt; flache Werkstücke werden am Rand abgeschreckt; und dicke Abschnitte sollten zuerst in das Bad gelangen. Um Dampfblasen zu vermeiden, wird das Bad gerührt.

Oft ist eine Eisen- oder Stahllegierung nach dem Abschrecken aufgrund eines Überflusses an Martensit übermäßig hart und spröde. In diesen Fällen wird eine andere Wärmebehandlungstechnik, die als Anlassen bekannt ist, am abgeschreckten Material durchgeführt, um die Zähigkeit von Eisenbasislegierungen zu erhöhen. Das Anlassen wird normalerweise nach dem Aushärten durchgeführt, um einen Teil der überschüssigen Härte zu verringern, und erfolgt durch Erhitzen des Metalls auf eine Temperatur unter dem kritischen Punkt für einen bestimmten Zeitraum, dann kann es in ruhiger Luft abkühlen.