Vakuumhärten – Verfahren, Werkstoffe, Alternativen
Das Vakuumhärten bezeichnet eine Wärmebehandlung für Werkzeugstähle, die im Vakuum stattfindet. Dafür wird ein spezieller Vakuumofen eingesetzt, in dem der Stahl erhitzt wird. Bei den Verfahren können höhere Temperaturen erreicht werden als in einem herkömmlichen Ofen. Moderne Modelle können dabei bis zu einer maximalen Temperatur von 1300°C erhitzt werden.
Ziel des Vakuumhärtens ist es, eine harte, verzugsarme und blanke Oberfläche zu schaffen. Das Verfahren gehört zu den Lufthärte-Techniken und nutzt häufig Stickstoff als Abschreckmedium.
Verfahren
Beim Vakuumhärten werden Ofen und Härtegut gleichzeitig erwärmt, bis die gewünschte Temperatur erreicht wurde. Damit wird ein zu hoher Temperaturunterschied zwischen Härteofen und Bauteil vermieden, welches dazu führen kann, dass interne Spannungen aufgebaut werden. Die Temperatur während der Behandlung wird mittels Regeltechnik kontrolliert erhöht.
Stickstoff kann bei dem Verfahren als Medium eingesetzt werden, um eine gleichmäßige Wärmeübertragung beim Erwärmen zu ermöglichen. Ist die Härtetemperatur erreicht, wird der Stahl für eine vordefinierte Zeit angehalten. Um die Temperatur am Bauteil zu kontrollieren, werden Thermoeelemente vor der Behandlung angebracht. Dabei ist es üblich diese Thermoelemente, nicht nur an der Oberfläche, sondern auch im Inneren anzubringen, um die Temperaturen im gesamten Stahlkörper zu kontrollieren.
Nach dem Erwärmen und dem Anlassen erfolgt das Abkühlen bzw. Abschrecken mittels Stickstoff. Je nach Stahlsorte, Größe und Härte-Ergebnis kann das Abschrecken schnell oder langsam ablaufen.
Geeignete Werkstoffe
Härten im Vakuumofen eignet sich für viele Werkzeugstähle wie Schnellarbeitsstähle und Kaltarbeitsstähle. Ziel ist wenig Verzug und eine verbesserte Oberflächenhärte.
Die Behandlung eignet sich gut für legierte und hochlegierte Stähle, da das Abschreckmedium Stickstoff langsamer und milder arbeitet als herkömmliches Öl und Wasser.
Vorteile des Verfahrens
- Verbesserte Produktqualität: Durch das Härten im Vakuum wird die Oberfläche des Metalls nicht oxidiert oder verfärbt. Sie erhalten somit nach der Behandlung blanke Oberfläche und das Bauteil entkohlt nicht.
- Kontrollierte Atmosphäre: Da das Vakuumhärten in einer Umgebung ohne Sauerstoff durchgeführt wird, können die Temperaturen und andere Bedingungen genau kontrolliert werden. Geringer Verzug ist die Folge.
- Umweltfreundlich: Im Vergleich zu vielen weiteren Verfahren erzeugt das Vakuumhärten weniger Abfall und Emissionen.
- Effizient: Vakuumhärten kann oft in einem einzigen Schritt durchgeführt werden, was den Prozess effizienter macht. Es reduziert die Notwendigkeit für mehrere Behandlungen und spart damit Zeit und Kosten.
Alternative zum Vakuumhärten
Eine bessere Alternative zum Vakuumhärten ist das Härten mittels BORINOX®. Das Härteverfahren, welches wir speziell für Stähle und Edelstähle entwickelt haben, ist nicht nur für Werkzeugstähle geeignet, sondern für die meisten Edelstähle, Duplexstähle und martensitische Stähle. Das BORINOX® Niedrigtemperaturverfahren erhöht die Oberflächenhärte und den Verschleißschutz signifikant, ohne Verzug.
