Einsatzhärten / Karbonitrieren

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Das Aufkohlen bzw. Einsatzhärten ist eine thermochemische Wärmebehandlung bei der durch Eindiffundieren von Kohlenstoff in die Randschicht eines Einsatzstahles bestimmte Randschichteigenschaften, wie hohe Härte und hoher Verschleißwiderstand, erreicht werden sollen.

Varianten der Aufkohlungsverfahrens

Das Härten nach dem Aufkohlen kann je nach Anforderung an das Rand- oder Kerngefüge auf verschiedene Weise, wie im Diagramm unten gezeigt, durchgeführt werden. Die Aufkohlungstiefe bzw. Einhärtetiefe wird durch die Behandlungstemperatur und -dauer bestimmt. Der Randkohlenstoffgehalt beim Aufkohlen bzw. Einsatzhärten in Salzbädern wird vom verwendeten Kohlungssalz bzw. Kohlungsgranulat und dessen Aktivierungsgrad bestimmt.

Bei der Direkthärtung A wird nach dem Aufkohlen direkt von der Aufkohlungstemperatur alternativ nach Absenken von Aufkohlungstemperatur auf Randhärtetemperatur direkt im Warmbad abgeschreckt.

Beim Einfachhärten B wird nach dem Aufkohlen von Aufkohlungstemperatur langsam, z.B. an Luft, auf Raumtemperatur abgekühlt. Anschließend wird auf die Rand- oder Kernhärtetemperatur aufgeheizt, gehalten und abgeschreckt.

Eine besondere Art der Einfachhärtung zeigt im Diagramm Punkt C, das Härten nach isothermer Umwandlung in der Perlitstufe. Hierbei wird direkt nach dem Aufkohlen in einem Salzbad bei ca. 580 - 680 °C eine Zwischenglühung vorgenommen, bei der der im Überschuß im Austenit gelöste Kohlenstoff als Zementit ausgeschieden wird. Dadurch wird die Gefahr der Restaustenitbildung bei der nachfolgenden Randhärtung weitgehend vermieden. Ein weiterer, positiver Effekt ist die Verminderung des Verzuges beim Härten, das sich an die Zwischenglühung anschließt.

Die Doppelhärtung D besteht aus einem zweimaligen Härten des aufgekohlten Werkstückes, wobei die erste Härtung von der Härtetemperatur des Kernwerkstoffes, die zweite von der Härtetemperatur der aufgekohlten Randschicht vorgenommen wird. Nach dem Einsatzhärten sollten die Bauteile stets bei 140 - 220 °C angelassen bzw. entspannt werden.

 
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