Induktivhärten
Was bedeutet Induktivhärten?
Induktivhärten, auch als Induktionshärten bekannt, ist ein Wärmebehandlungsprozess, der eine zügige und punktgenaue Erwärmung des Stahlbauteils beinhaltet, dass gefolgt wird von einer raschen Abkühlung (Abschrecken). Hochfrequente elektrische Felder erwärmen über Induktionsspulen die Oberfläche des Bauteils, das dann meistens mit einem flüssigen Medium abgeschreckt wird. Dadurch entsteht eine lokal gehärtete Schicht an der Oberfläche.
Unterschiedlich geformte Induktionsspulen stehen zur Verfügung und können nach Kundenwunsch angefertigt werden.
Induktivhärten Verfahren
Durch die Verwendung eines spulenförmigen Leiters aus Kupfer wird beim Induktionshärten ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Im Material selbst wird eine elektrische Spannung hergestellt, die wiederum Wärme erzeugt. Dadurch wird das Material schnell auf die notwendige Härtetemperatur erhitzt. Diese kann durch die Stromstärke auf dem spulenförmigen Leiter und durch die Dauer der Stromzufuhr reguliert werden.
Besondere Vorteile des Induktivhärtens
Die Vorteile der Induktivhärtung reichen von der schnellen und präzisen Erwärmung über die hohe Reproduzierbarkeit bis hin zur Anpassbarkeit der Eindringtiefe.
Weitere Vorteile des Induktivhärtens sind daher u.a. die Möglichkeit, Bauteile auf unkomplizierte Weise partiell zu härten und die Möglichkeit, sehr hohe Härtetiefen zu erreichen.
Darüber hinaus sind die Durchlaufzeiten beim Induktivhärten vergleichsweise kurz. Das Induktivhärten hat nicht nur die Produktionszyklen verkürzt, sondern auch Verzerrungen minimiert, was zu einer nachhaltigeren und qualitativ hochwertigeren Fertigung beiträgt. Es erfordert spezielles Know-how und den Einsatz von komplexen Werkzeugen und Anlagen.
- Schnelle und präzise Erwärmung: Das Induktivhärten ermöglicht eine blitzschnelle Erwärmung der Werkstückoberfläche. Die präzise Steuerung dieses Prozesses führt zu einer gleichmäßigen Wärmebehandlung, was zu einer verbesserten Oberflächenhärte führt.
- Lokale Anwendung: Durch die Fokussierung des induzierten Stroms kann das Induktivhärten gezielt auf bestimmte Bereiche eines Werkstücks angewendet werden. Dies ist besonders vorteilhaft, um lokale Härteanforderungen zu erfüllen.
- Hohe Reproduzierbarkeit: Der Induktivhärteprozess bietet eine bemerkenswert hohe Reproduzierbarkeit der Ergebnisse, was zu einer konsistenten Qualität der behandelten Werkstücke führt.
- Geringe Maßänderungen: Im Vergleich zu anderen Härteverfahren verursacht das Induktivhärten geringere Maßänderungen an den Werkstücken, was die Notwendigkeit nachfolgender Bearbeitungsschritte reduziert.
- Umweltfreundlicher Prozess: Induktivhärten erfordert im Vergleich zu anderen Härteverfahren weniger Energie, was zu einer verbesserten Energieeffizienz und geringeren Umweltauswirkungen führt.
- Vielseitige Anwendungen: Das Verfahren des Induktivhärtens findet breite Anwendung in verschiedenen Branchen.
Geeignete Werkstoffe für das Induktivhärten
Induktivhärten wird zum Härten von Randschichten eingesetzt. Die Bauteiloberfläche wird durch Induktion erwärme und das vorliegende Gefüge umgewandelt. Die eine zielorientierte Induktivhärtung sollte ein Randschicht-Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,35 % vorliegen.
Das Induktivhärten in verschiedenen Branchen
Das Induktivhärten wird in fast allen Branchen eingesetzt. Besonders aber im Schwermaschinenbau liegen hier große Vorteile. Zudem wird das Induktivhärten besonders gerne in mechanische Bearbeitungslinien integriert, auch in Betrieben ohne spezielle Wärmebehandlungskenntnisse.
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Häufig gestellte Fragen zum Induktivhärten
Was versteht man unter Induktivhärten?
Im Gegensatz zu den Erwärmungen in geschlossenen Anlagen durch Konvektion, werden beim Induktivhärten die von Wirbelströmen durchflossenen Bereiche des Werkstückes erwärmt. Dieser Vorgang dauert nur wenige Sekunden. Es wird auch nur die Bauteiloberfläche erwärmt, der Restbereich des Bauteiles bleibt unberührt und erfährt keinen thermischen Einfluss. Die Abschreckung ist nur auf den erwärmten Bereich zielgerichtet gesteuert.
Was ist die Härtetiefe beim Induktionshärten?
Die Härtetiefe wird genau so definiert wie bei den anderen Wärmebehandlungsverfahren. Man hat neben der Oberflächenhärte in einem bestimmten Abstand von der Oberfläche eine definierte Härte.
Was sind einige unterschiede von Flammhärten und Induktionshärten?
Das induktivhärten ist verfahrenstechnisch mit dem Flammhärten vergleichbar, nur tritt anstelle des Brenners der Induktor (Induktionsspule).
Welche Anwendungen hat das Induktivhärten?
Anwendung findet das Induktivhärten besonders dann, wenn nur ein partieller Bereich eines Bauteiles behandelt werden soll und der Restbereich keine Erwärmung erfahren soll. Oder wenn an einem Bauteil unterschiedliche Härtetiefe eingestellt werden müssen.
Das Verfahren findet breite Anwendung in verschiedenen Branchen, einschließlich:
- Automobilbau
- Werkzeugherstellung
- Maschinenbau
- und vielen anderen, wo verbesserte Oberflächeneigenschaften von Werkstücken erforderlich sind.
