Induktionshärten
Induktionshärten dient zur Verbesserung der Bauteileigenschaften durch eine partiell erhöhte Randschichthärte und eignet sich hervorragend für hochkomplexe oder besonders voluminöse Bauteile.
Während beim Einsatzhärten eine große Anzahl von Werkstücken gleichzeitig gehärtet wird, steht beim Induktionshärten das Einzelteil im Fokus. Der gesamte Härteprozess – vom Induktor über die eingebrachte Energie und Frequenz bis hin zum Abschreck- und Anlassvorgang – wird speziell auf das jeweilige Bauteil abgestimmt. Hierfür werden die zu härtenden Bereiche mithilfe eines Induktors, einer Spule aus Kupfer, erwärmt.
Der durch die Spule fließende Wechselstrom erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, der das Bauteil auf seine Umwandlungstemperatur erhitzt. Wenn die Wärme schnell genug in den Rest des noch kalten Werkstücks abfließen kann, ist im Anschluss kein Abschrecken notwendig. Es handelt sich um ein äußerst präzises Verfahren, das bevorzugt bei Komponenten Anwendung findet, die hohen Belastungen ausgesetzt sind. Infolge der Induktion entsteht eine ausgezeichnete Oberflächenhärte mit einer hohen Einsatzhärtetiefe, die dem Bauteil Widerstand gegen extreme Belastungen verleiht.
Der weiche Kern und die extrem harte Außenschicht verbessern den Ermüdungswiderstand.
Diese Eigenschaften sind besonders wichtig bei Komponenten, die einer Torsionsbelastung ausgesetzt sind, sowie bei Oberflächen, auf die Stoßkräfte wirken. Das Verfahren kann nur bei Werkstoffen mit einem Kohlenstoffgehalt von über 0,35 Prozent zum Einsatz kommen.
KENNZAHLEN Induktionshärten
Temperatur:
individuell
Durchlaufzeit:
ab 72 h
Einhärtungstiefe:
bis 6 mm
Vorteile Induktionshärten
Präzise Steuerung
Der gesamte Prozess wird an ein einzelnes Werkstück angepasst, sodass auch Bauteile mit komplexen Geometrien gehärtet werden können.
Härten von Teilbereichen
Es können exakt definierte Bereiche des Bauteils verzugsarm gehärtet werden, während das Kerngefüge unverändert bleibt.
Herausragende Bauteileigenschaften
Durch das Induktionshärten entstehen Bauteile mit hohem Ermüdungswiderstand und verbesserter Verschleißfestigkeit in ausgewählten Bereichen.
Beliebige Bauteilgröße
Da beim Induktionshärten kein Ofen benötigt wird, können auch sehr große Bauteile problemlos bearbeitet werden.
Bauteile Induktionshärten:
– Bolzen , Achsen und Wellen bis Ø 300mm x L= 3000mm
– Rotation Umlaufhärten, Vorschub Härten und Forminduktor
– Härten von Zahnräder Umlauf Rotation bis Ø 300mm
– Härten von Zahnräder Einzelzahnhärten bis Ø 600mm
– Härten von Zahnstangen, Leisten und Schienen ggf. Zwangshärten
Prozess Induktionshärten:
– Forminduktor , Ringinduktoren , Sonderinduktoren , Vielzahl von Induktoren vorhanden , Eigenbau
– RHT HF 0,8mm bis 2mm
– RHT MF 1,5mm bis 6,0mm
– reproduzierbarer Prozess da Induktor und Paramenter festgelegt und in NC gespeichert ist
– Zwischen Spitzen wie Reitstock und Spannfutter, Rundtisch, Magnettisch und T-Nut Tisch
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Silvio Stranek
Vertrieb, technische Beratung / Angebote (OÖ, T, Sbg, Vbg, Bayern, Südtirol)
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Thomas Stadlober
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WEITERE HÄRTEVERFAHREN
Vakuumhärten
Beim Vakuumhärten wird Ihr Bauteil im Vakuum erhitzt und anschließend mittels Stickstoffüberdruck abgeschreckt. In der Regel werden hochlegierte Werkstoffe vakuumgehärtet.
Schutzgashärten
Beim Schutzgashärten wird das metallische Bauteil unter Schutzgasatmosphäre auf die Härtetemperatur gebracht und anschließend im Ölbad rasch abgekühlt. In der Regel werden niedriglegierte Werkstoffe auf diese Weise veredelt.
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Was ist Induktionshärten?
Induktionshärten ist ein präzises Wärmebehandlungsverfahren, bei dem bestimmte Bereiche eines Werkstücks durch Induktionsstrom gezielt erhitzt und anschließend – wenn erforderlich – mit Wasser abgeschreckt werden. Dabei entsteht eine extrem harte Randschicht bei gleichzeitig weichem Kern, was den Ermüdungswiderstand und die Verschleißfestigkeit deutlich verbessert.
Welche Vorteile bietet das Induktionshärten?
Das Verfahren hat zahlreiche Vorteile:
– Präzise Steuerung: Jeder Prozess wird individuell auf das Bauteil abgestimmt. Auch komplexe Geometrien können zuverlässig gehärtet werden.
– Härten von Teilbereichen: Es können exakt definierte Bereiche gehärtet werden, ohne das gesamte Bauteil zu beeinflussen – ideal für Funktionselemente.
– Hohe Bauteileigenschaften: Die induktiv gehärteten Zonen weisen eine exzellente Oberflächenhärte und tiefe Einhärtung auf.
– Flexible Bauteilgrößen: Da kein Ofen notwendig ist, können auch große Bauteile wie Wellen, Zahnstangen oder Führungen behandelt werden.
Wie funktioniert der Induktionshärteprozess technisch?
Beim Induktionshärten erzeugt ein speziell geformter Induktor (eine Kupferspule) ein magnetisches Wechselfeld, das den Werkstoff lokal auf Härtetemperatur erwärmt. Der induzierte Strom erzeugt genau an der gewünschten Stelle Wärme. Je nach Werkstück wird anschließend abgeschreckt – meist mit Wasser – um die gehärtete Randschicht zu fixieren. Die Wärme kann bei geeigneter Geometrie auch allein in den kühleren Bauteilkern abfließen.
Welche technischen Parameter gelten beim Induktionshärten?
– Temperatur: individuell, je nach Werkstück und Material
– Durchlaufzeit: ab 72 Stunden
– Einhärtetiefe: bis 6 mm
Welche Werkstoffe eignen sich für das Induktionshärten?
Geeignet sind Werkstoffe mit mindestens 0,35 % Kohlenstoffgehalt. Häufig verwendet werden:
– C-Stähle
– Vergütungsstähle
– legierte und hochlegierte Stähle
– Werkzeugstähle
– rostfreie Stähle (bedingt)
– Ventilstähle
– Gusseisen (nach Absprache)
Wie tief härtet Induktionshärten ein?
Je nach Frequenz und Energieeintrag liegt die Einhärtetiefe typischerweise zwischen:
– HF (Hochfrequenz): 0,8 mm – 2,0 mm
– MF (Mittelfrequenz): 1,5 mm – 6,0 mm