Beim Glühen wird das kaltgewalzte, präzisionsgefertigte Blankstahlrohr auf eine geeignete Temperatur erhitzt, die Haltezeit richtet sich nach Material und Werkstückgröße, und anschließend wird es langsam abgekühlt. Ziel ist es, die innere Struktur des Metalls in einen Gleichgewichtszustand zu bringen oder diesem nahezukommen, um gute Verarbeitungseigenschaften und Verwendbarkeit zu erzielen. Alternativ kann das Material auch für das anschließende Abschrecken vorbereitet werden.
Normalisieren bedeutet, kaltgewalzte, präzisionsgefertigte Blankstahlrohre auf eine geeignete Temperatur zu erhitzen und anschließend an der Luft abzukühlen. Die Wirkung des Normalisierens ist ähnlich der des Glühens, jedoch wird ein feineres Gefüge erzielt. Es wird häufig zur Verbesserung der Zerspanbarkeit des Materials eingesetzt und dient mitunter der Erfüllung bestimmter Anforderungen. Es wird nicht als abschließende Wärmebehandlung für hochbelastbare Bauteile verwendet.
Beim Abschrecken wird das kaltgewalzte, präzisionsgefertigte Blankstahlrohr erhitzt und isoliert und anschließend in einem Abschreckmedium wie Wasser, Öl oder anderen anorganischen Salzen bzw. organischen wässrigen Lösungen schnell abgekühlt. Nach dem Abschrecken ist das kaltgewalzte, präzisionsgefertigte Blankstahlrohr zwar hart, aber gleichzeitig auch spröde.
Um die Sprödigkeit von kaltgewalzten Präzisionsstahlrohren zu verringern, werden die abgeschreckten Rohre lange Zeit bei einer geeigneten Temperatur oberhalb Raumtemperatur, aber unterhalb von 650 °C gehalten und anschließend abgekühlt. Dieser Vorgang wird als Anlassen bezeichnet.
Glühen, Normalisieren, Abschrecken und Anlassen sind die „vier Feuer“ der Wärmebehandlung. Abschrecken und Anlassen sind eng miteinander verbunden, werden oft gemeinsam angewendet und sind unverzichtbar.
Die vier Brennverfahren haben unterschiedliche Wärmebehandlungsmethoden mit verschiedenen Heiztemperaturen und Kühlmethoden entwickelt. Um eine bestimmte Festigkeit und Zähigkeit zu erzielen, wird das Verfahren des Abschreckens und Anlassens bei hoher Temperatur als Abschrecken und Anlassen bezeichnet. Nachdem einige Legierungen abgeschreckt wurden, um eine übersättigte feste Lösung zu bilden, werden sie für eine längere Zeit bei Raumtemperatur oder einer etwas höheren Temperatur gehalten, um die Härte, Festigkeit oder elektromagnetischen Eigenschaften der Legierung zu verbessern. Dieses Wärmebehandlungsverfahren wird als Auslagern bezeichnet.
Die Methode, bei der Umformung und Wärmebehandlung effektiv und eng miteinander kombiniert werden, um eine hohe Festigkeit und Zähigkeit von kaltgewalzten Präzisionsstahlrohren zu erzielen, wird als Umformwärmebehandlung bezeichnet; die Wärmebehandlung unter Unterdruck oder im Vakuum wird als Vakuumwärmebehandlung bezeichnet. Sie verhindert nicht nur Oxidation und Entkohlung des kaltgewalzten Präzisionsstahlrohrs, sondern sorgt auch für eine glatte und saubere Oberfläche nach der Behandlung und verbessert die Eigenschaften des Werkstücks. Darüber hinaus ermöglicht sie das Einbringen eines Kriechöls für die chemische Wärmebehandlung.
Die Oberflächenwärmebehandlung ist ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Metallen, bei dem ausschließlich die Oberflächenschicht kaltgewalzter Präzisionsstahlrohre erwärmt wird, um deren mechanische Eigenschaften zu verändern. Um die Oberflächenschicht gezielt zu erwärmen, ohne zu viel Wärme in das Innere des Werkstücks zu übertragen, muss die Wärmequelle eine hohe Energiedichte aufweisen. Das heißt, dem Stahlrohr muss pro Flächeneinheit eine große Wärmemenge zugeführt werden, damit die Oberfläche oder ein Teil des Rohrs kurzzeitig oder schlagartig hohe Temperaturen erreicht. Zu den wichtigsten Verfahren der Oberflächenwärmebehandlung zählen Flammhärtung und Induktionserwärmung. Häufig verwendete Wärmequellen sind Sauerstoff-Acetylen- oder Sauerstoff-Propan-Flammen, induzierter Strom, Laser und Elektronenstrahl.
Die chemische Wärmebehandlung ist ein Verfahren zur Metallwärmebehandlung, das die chemische Zusammensetzung, die Struktur und die Eigenschaften der Oberflächenschicht von kaltgewalzten, präzisionsgefertigten Blankstahlrohren verändert. Im Gegensatz zur Oberflächenwärmebehandlung, bei der die chemische Zusammensetzung der Oberflächenschicht des Werkstücks verändert wird, wird bei der chemischen Wärmebehandlung das Werkstück in einem Medium (gasförmig, flüssig oder fest) erhitzt, das Kohlenstoff, Stickstoff oder andere Legierungselemente enthält. Durch die lange Warmhaltung können Elemente wie Kohlenstoff, Stickstoff, Bor und Chrom in die Werkstückoberfläche eindringen. Nach dem Eindringen der Elemente werden gegebenenfalls weitere Wärmebehandlungsverfahren wie Härten und Anlassen durchgeführt. Zu den wichtigsten Methoden der chemischen Wärmebehandlung zählen Aufkohlen, Nitrieren und Metallisieren.
Die Wärmebehandlung ist ein wichtiger Prozess bei der Herstellung von Werkzeugen und Formen für den Maschinenbau. Sie sichert und verbessert verschiedene Eigenschaften von kaltgewalzten, präzisionsgefertigten Blankstahlrohren, wie beispielsweise Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Darüber hinaus optimiert sie die Struktur und den Spannungszustand des Rohlings und erleichtert so die Weiterverarbeitung im Kalt- und Warmverfahren.
Beispielsweise kann weißes Gusseisen lange geglüht werden, um es formbar zu machen und seine Plastizität zu verbessern. Durch die richtige Wärmebehandlung von Zahnrädern lässt sich deren Lebensdauer verdoppeln oder um ein Vielfaches verlängern. Zudem kann billiger Kohlenstoffstahl durch Beimischung bestimmter Legierungselemente Eigenschaften teurer legierter Stähle aufweisen und so einige hitzebeständige Stähle und Edelstähle ersetzen. Fast alle Werkzeuge und Formen müssen vor dem Einsatz wärmebehandelt werden.
Veröffentlichungsdatum: 01.02.2024