Abschrecken, auch Härten genannt, ist der Prozess des Erhitzens und anschließenden Abkühlens von Stahl (oder anderen Legierungen) bei hoher Geschwindigkeit, wodurch die Härte entweder an der Oberfläche oder im gesamten Werkstoff deutlich zunimmt. Beim Vakuumabschrecken wird dieser Prozess in Vakuumöfen durchgeführt, in denen Temperaturen von bis zu 1.300 °C erreicht werden können. Die Abschreckmethoden unterscheiden sich je nach behandeltem Material, am gebräuchlichsten ist jedoch das Gasabschrecken mit Stickstoff.
Vakuumgasabschreckung:
Beim Vakuumgasabschrecken wird Material in Abwesenheit von Sauerstoff durch Konvektion in einem Inertgasmedium (N₂) und/oder Wärmestrahlung bei Unterdruck erhitzt. Stahl wird mit einem Stickstoffstrom gehärtet, wobei die Abkühlgeschwindigkeit durch Wahl des Überdrucks bestimmt werden kann. Je nach Werkstückform können auch Richtung und Zeit des Stickstoffblasens gewählt werden. Die Optimierung von Zeit und Stahltemperatur erfolgt während des Prozesses mithilfe von Pilotthermoelementen, die auf dem Werkstück in der Heizkammer platziert werden können. In einem Vakuumofen wärmebehandelter Stahl erhält die angegebenen Festigkeits- und Härteeigenschaften über den gesamten Querschnitt, ohne dass es zu Oberflächenentkohlung kommt. Das austenitische Korn ist fein und entspricht internationalen Normen.
Praktisch alle technisch interessanten Stahllegierungen, wie beispielsweise Federstähle, Kaltarbeitsstähle, Vergütungsstähle, Wälzlagerstähle, Warmarbeitsstähle und Werkzeugstähle sowie eine Vielzahl hochlegierter Edelstähle und Gusseisenlegierungen, lassen sich auf diese Weise härten.
Vakuum-Öl-Abschreckung
Beim Vakuumölabschrecken werden die erhitzten Materialien mit Vakuumöl abgekühlt. Da die Ladungsübertragung nach der Vakuumspülung des Ofens unter Vakuum oder Inertgasschutz erfolgt, ist die Werkstückoberfläche stets geschützt, bis sie vollständig in das Öl eingetaucht ist. Der Oberflächenschutz ist beim Abschrecken in Öl oder Gas sehr ähnlich.
Der Hauptvorteil gegenüber herkömmlichen atmosphärischen Ölabschrecklösungen ist die präzise Steuerung der Kühlparameter. Mit einem Vakuumofen ist es möglich, die Standardabschreckparameter – Temperatur und Bewegung – sowie den Druck über dem Abschreckbehälter zu verändern.
Eine Druckänderung über dem Tank führt zu einem Druckunterschied im Ölbad, der die bei atmosphärischem Druck definierte Ölkühlungseffizienzkurve verändert. Die Siedezone ist die Phase, in der die Abkühlgeschwindigkeit am höchsten ist. Die Änderung des Öldrucks beeinflusst die Verdampfung des Öls aufgrund der Wärme der Ladung.
Der Druckabfall aktiviert das Verdampfungsphänomen, das die Siedephase einleitet. Dies erhöht die Kühlleistung der Abschreckflüssigkeit und verbessert die Härtungskapazität gegenüber atmosphärischen Bedingungen. Die massive Dampfentwicklung kann jedoch zu einem Mantelphänomen und möglichen Verformungen führen.
Der Druckanstieg im Öl hemmt die Dampfbildung und verzögert die Verdampfung. Die Hülle haftet am Werkstück und kühlt gleichmäßiger, aber weniger stark ab. Das Ölabschrecken im Vakuum ist daher gleichmäßiger und verzugsärmer.
Vakuum-Wasserabschreckung
Ein Verfahren wie das Vakuum-Ölabschrecken ist die ideale Lösung für die Wärmebehandlung zum Härten von Aluminium, Titan oder anderen Materialien, die ausreichend schnell abgekühlt werden müssen.
Beitragszeit: 07. Mai 2022