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2022
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Welche Arten von Wärmebehandlungs-Abschreckverfahren gibt es?
Die verschiedenen Abschreckverfahren werden nach den unterschiedlichen Abkühlformen unterteilt. Zu den wichtigsten gehören das Ein-Flüssigkeits-Abschrecken, das Zwei-Flüssigkeits-Abschrecken, das Stufenabschrecken und das isotherme Abschrecken.
(1) Flüssigkeitsabschrecken
Beim Ein-Flüssigkeits-Abschrecken werden austenitische Werkstücke schnell in ein bestimmtes Abschreckmedium eingetaucht und auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Wahl des Kühlmediums für das Ein-Flüssigkeits-Abschrecken hängt davon ab, ob die Abkühlgeschwindigkeit des Werkstücks im Medium größer ist als die kritische Abkühlgeschwindigkeit des jeweiligen Stahls und ob das Werkstück durch Abschrecken Risse bekommt. Als Abschreckmedien für das Ein-Flüssigkeits-Abschrecken eignen sich Wasser, Salzlösung, alkalisches Wasser, Öl und speziell formulierte wasserbasierte Abschreckmittel.
(2) Doppelflüssigkeitsabschreckung
Um die Nachteile der Einflüssigkeitsabschreckung zu überwinden und die Abschreck- und Abkühlprozesse des Werkstücks so ideal wie möglich zu gestalten, können zwei Medien mit unterschiedlichen Kühlleistungen kombiniert werden. Das erhitzte Werkstück wird zunächst in das erste Kühlmedium mit der höheren Kühlleistung abgeschreckt und auf eine Temperatur knapp über Ms (ca. 300 °C) abgekühlt. Anschließend wird es sofort in das zweite Medium mit der geringeren Kühlleistung überführt, um auf Raumtemperatur abzukühlen. Dieses Abschreck- und Abkühlverfahren wird als Doppelflüssigkeitsabschreckung bezeichnet.
Bei manchen Werkstücken kann zur weiteren Verlangsamung der Abkühlgeschwindigkeit unter Ms auch eine Wasser- oder Ölabschreckung mit Luftkühlung eingesetzt werden. Auch Luft kann als Kühlmedium verwendet werden. (3) Stufenweises Abschrecken (martensitisches Stufenabschrecken)
Dieses Abschreckverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Werkstück zunächst in ein Bad mit einer Temperatur etwas über Ms eingetaucht und darin warmgehalten wird, bis Oberfläche und Kern des Werkstücks auf die Badtemperatur abgekühlt sind. Anschließend wird es zur Luftkühlung entnommen. Die Badtemperatur beträgt üblicherweise Ms + (10–20) °C. Als Badmedium werden Nitratsalz-, Alkali- oder Neutralsalzbäder verwendet.
(4) Vorkühlen
Nach dem Abschrecken und Erwärmen wird das Werkstück nicht sofort in das Kühlmedium eingetaucht, sondern zunächst kurz an der Luft abgekühlt und erst dann in das Kühlmedium eingetaucht, wenn es eine bestimmte Temperatur erreicht hat. Dieses Abschreckverfahren wird als Vorkühlen oder verzögertes Abschrecken bezeichnet. Der Schlüssel zum Vorkühlen und Abschrecken liegt in der Kontrolle der Vorkühlzeit. Ist sie zu kurz, ist das Ergebnis unzureichend; ist sie zu lang, kann die Härte des Werkstücks nach dem Abschrecken sinken (es kann zu nicht-martensitischer Umwandlung kommen). Da die Werkstoffe, Formen und Abmessungen der Werkstücke stark variieren und zudem von der Ofen- und Umgebungstemperatur beeinflusst werden, lässt sich die Vorkühlzeit nur schwer exakt berechnen. Sie hängt daher maßgeblich von der Erfahrung und dem Fachwissen des Bedieners ab.
(5) Teilabschrecken
Manche Werkstücke weisen nur in bestimmten Bereichen eine hohe Härte auf, während andere Bereiche keine oder nur geringe Härteanforderungen haben. In diesem Fall kann in der Regel das Teilabschrecken angewendet werden, d. h. nur ein bestimmter Bereich des Werkstücks abgeschreckt werden. Es gibt zwei Hauptformen des Teilabschreckens: lokales Erwärmen und lokales Abkühlen sowie vollständiges Erwärmen und lokales Abkühlen. Ersteres eignet sich hauptsächlich für Werkstücke, die in Salzbadöfen erhitzt werden, während letzteres sowohl in Kastenöfen als auch in Salzbadöfen Anwendung finden kann.
(6) Kaltbehandlung
Die Kaltbehandlung ist ein Nachbehandlungsverfahren, bei dem der abgeschreckte Stahl weiter auf eine Temperatur unterhalb der Raumtemperatur abgekühlt wird, sodass der bei Raumtemperatur nicht umgewandelte Restaustenit weiter in Martensit umgewandelt wird.
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