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Die Bestimmung der Dicke der Oberflächenwärmebehandlung

Einsatzhärten

In der Wärmebehandlung spielt die Bestimmung von Härtetiefen eine wichtige Rolle bei der Charakterisierung der Qualität des Wärmebehandlungsprozesses. Bei einsatzgehärteten Werkstücken und Bauteilen wird deren Oberfläche durch Aufkohlen, Härten und anschließendem Anlassen behandelt. Ziel dieser Oberflächenbehandlung ist es, einen weichen und zähen Kern bei gleichzeitig harter Oberfläche zu erhalten. Das Verfahren kommt bei Stählen mit einem Basiskohlenstoffgehalt von weniger als 0,25 Masse % Kohlenstoff zum Einsatz und wird vor allem für Antriebsteile und Zahnräder verwendet. Bei diesen werden die mechanischen Eigenschaften für deren Einsatzzweck verbessert, insbesondere durch:

- einen höheren Widerstand gegen Verschleiß durch erhöhte Randschichthärte,

- stärkere Belastbarkeit,

- bessere Biegewechselfestigkeit und Überlasttoleranz durch den zähen Kern,

- höhere Dauerfestigkeit.

Traditionelle Methode zur Bestimmung der Einsatzhärte

Zur Bestimmung der Einsatzhärte eines Bauteils werden traditionell verschiedene Schritte benötigt, was diese Methode sehr zeitaufwendig macht und die Zerstörung des Werkstücks voraussetzt. Das Werkstück muss geschnitten, geschliffen und poliert werden. Anschließend müssen an mehreren Stellen des Schnittes mit einem Mikrohärteprüfgerät Härteprüfungen vorgenommen werden, um den Härteverlauf zu ermitteln und damit zu bestimmen, ab welcher Tiefe eine definierte Härte unterschritten wird.

Vorteile des HTD

Mit dem HTD können die vorbereitenden Arbeitsschritte eingespart werden. Die Prüfung der Oberflächenhärte erfolgt in einer Messung. Die Kraft-Eindringtiefenkurve wird kontinuierlich aufgezeichnet und die Härtetiefe mit einem speziellen Auswertealgorithmus (Ansatz nach Bückle) bestimmt. Dadurch wird die Prüfdauer erheblich reduziert, sind keine zusätzlichen Geräte zur Probenvorbereitung notwendig, wird das Werkstück nicht zerstört und somit auch Material eingespart, können gesamte Produktionschargen in der Serienfertigung effizient geprüft werden. Weitere Vorteile sind:

- Messungen werden nicht durch Krümmung oder Biegung des Werkstückes beeinträchtigt

- Höhere Produktivität

- Zuverlässige Messergebnisse, die nicht vom Bediener beeinflusst werden können (z. B. durch Fehlpositionierung des Werkstückes)

- Durch kundenangepasstes Zubehör können die Prüfungen auch an schwer prüfbaren stellen durchgeführt werden.

- Optimierung der Prozesskontrolle bei der Wärmebehandlung in Echtzeit:

- Überprüfung der Homogenität der Wärmebehandlung

- Schnelle und einfache Einstellung der Ofenparameter