Neutralhärten

Neutralhärten ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das auch als martensitisches Abschrecken oder Abschreckhärten bezeichnet wird. Das Verfahren wird zur Erzielung hoher Härte/Festigkeit von Stählen verwendet und beinhaltet mehrere Prozessschritte, nämlich Austenitisieren, Abschrecken und Anlassen, die zur Ausbildung eines angelassenen Martensits bzw. eines Bainitgefüges führen.

Vorteile

Neutralhärten zeichnet sich je nach Stahlsorte durch folgende Vorteile aus:

• Schwer beanspruchte Teile können mit einer einzigartigen Kombination aus hoher Festigkeit, Stärke und gegebenenfalls Temperaturbeständigkeit versehen werden
• Neutralgehärtete Komponenten können dank der hohen Festigkeit viel leichter und wesentlich steifer gemacht werden
• Bei Werkzeugen und Pressformen können die gewünschte hohe Verschleißbeständigkeit und/oder Temperaturbeständigkeit und gleichzeitig eine hohe Stärke erzielt werden.
• Bauteile, die zwecks geringer Oberflächenrauheit geschliffen werden, müssen nach der Wärmebehandlung gut bearbeitbar sein
• Im Allgemeinen gilt: Wenn Bauteile aus martensitischen Stählen bestehen, kann Korrosionsbeständigkeit ausschließlich mittels Wärmebehandlung erzielt werden.

Werkzeugstähle: die gewünschten Eigenschaften, wie z. B. hohe Härte, Verschleißbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit oder Zerspanbarkeit, lassen sich ausschließlich durch Härten erzielen.

Martensitische rostfreie Stähle: maximale Korrosionsbeständigkeit lässt sich ausschließlich durch Härten erzielen.

Andere Stahlsorten: beim Formvorgang (der vor der Wärmebehandlung stattfindet) ist der Werkstoff relativ weich und daher gut zerspanbar.

Anwendungsbereiche

Baustähle:

• Schwer beanspruchte Teile, wie z. B. Antriebswellen, Mitnehmerstollen, Rahmentragwerke, Staplergabeln, Muttern und Bolzen, Hebeösen usw.
• Ähnliche Bauteile, die höheren Temperaturen ausgesetzt werden
• Federn unterschiedlicher Art und Größe
• Werkzeuge: zum Schneiden, Hämmern, Stanzen oder anderen Kalt- oder auch Warmumformungen
• Pressformen: zum Schneiden, Walzen, Stanzen, Hämmern oder auch Kunststoff- oder Aluminiumgestelle und Extrusionspressformen.
• Rostfreie Stahlkomponenten, die hohe Korrosionsbeständigkeit erfordern (Lebensmittel- und Pharmaindustrie)

Prozessdetails

Die hier beschriebenen Härteverfahren sind in der Regel neutral, d. h. dass die chemische Zusammensetzung der Stahloberfläche im Prozessverlauf nicht verändert wird.

Direkte Abschreckung ist die häufigste Methode, die zur Härtung von Stählen herangezogen wird:

• Im ersten Schritt wird das Bauteil stufenweise auf die Härtetemperatur erwärmt. Je nach Stahlsorte kann die Härtetemperatur zwischen 800 und 1220°C betragen. Bei einer Temperatur zwischen 730 und 900°C (abhängig von der Stahlsorte) setzt die Austenitbildung ein.
• Im zweiten Schritt wird das erwärmte Bauteil auf Härtetemperatur gehalten, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu gewährleisten und eine vollständige Austenitbildung zu ermöglichen. Hierbei ist zu beachten, dass es zur Schrumpfung des spezifischen Bauteilvolumens kommen kann.
• Im dritten Schritt findet eine Abschreckung des Bauteils, das auf Austenittemperatur erwärmt wurde, im kalten Medium statt. Als Abschreckmedium kommen je nach Stahlsorte und Größe des Bauteils Wasser, Flüssigsalz, Öl oder druckbeaufschlagter Stickstoff zum Einsatz. Die Abschreckgeschwindigkeit muss hoch genug sein, um zu verhindern, dass das Bauteil weich wird.