Induktionshärten - Partielles Härten

Das Induktionshärten ist ein vergleichbares junges Verfahren zum Härten von Stahl. Das Verhütten von Eisenerz und das Erzeugen erster Stahlsorten liegt mehrere Jahrhundert in der Vergangenheit. Die Möglichkeit Stahl mit Hilfe von Elektrischer Induktion zu härten erforderte zunächst die Entdeckung der Elektrizität. Die ersten Versuche Stahl mittels Induktion zu Härten erfolgten im Jahr 1920. Das erste Kurbelwellenhärtewerk wurde in Deutschland 1938 in Betrieb genommen.

Beim Induktionshärten ist der Härteprozess auf die Randschicht begrenzt. Das Austenitisieren wird dabei mittels Induktion herbeigeführt. Das zu Werkstück muss über bestimmte Materialeigenschaften verfügen, nicht jeder Stahl lässt sich mittels Induktionshärten behandeln. Der Kohlenstoffgehalt des Stahls muss bei mindestens 0,35 Prozent, bei Gusseisen muss mindestens 0,4 Prozent Kohlenstoff gebunden sein.

Grundsätzlich unterscheidet man beim Induktivhärten 3 Untergruppen:

• Hochfrequenzhärten bei 250 Kilohertz
• Mittelfrequenzhärten bei 10 Kilohertz
• Hochfrequenz-Impulshärten bei 27,12 Kilohertz

Vor- und Nachteile des Induktionshärtens

Der entscheidende Vorteil des Induktionshärten liegt in der partiellen Wärmebehandlung. Ein kleinster Teil eines Werkstückes lässt sich auf einfachste Weise exakt härten. Des Weiteren lassen sich mit Hilfe des Induktionshärtens vergleichsweise dicke Schichten härten. Gegenüber anderen Verfahren lassen sich beim Induktionshärten durch schnelles Erwärmen und direktes Abschrecken extrem kurze Durchlaufzeiten erzeugen. Weitere Vorteile des Induktionshärtens sind:

• Selektives Härten von sehr großen Werkstücken und schwierigen Formgebungen
• Das gleichmäßige Aufheizen sorgt für kontinuierliche Einhärtetiefen
• Geringe Zunderbildung und dadurch wenig Nacharbeit
• Sehr untoxisch und umweltfreundlich, da auf giftige Stoffe verzichtet werden kann
• Minimale Oxidation
• Geringer Verzug der Werkstücke

Die Nachteile des Induktionshärtens ergeben sich aus der Komplexität des Verfahrens. Es sind vergleichsweise aufwendige und damit kostenintensive Werkzeuge und Anlagen notwendig, was sich imStückpreis widerspiegelt. Zudem setzt das Induktionshärten technisches Know How voraus und das Kerngefüge lässt sich mit dieser Härtetechnik nicht verbessern.

Einsatzbereiche des Induktionshärtens

Das Induktionshärten bietet sich für alle Werkstücke an, die einer unregelmäßigen Belastung (Stossartig oder wechselnd mechanisch) ausgesetzt sind, sowie Werkstücke mit hohem Oberflächenverschleiss. Neben diesen Faktoren verbessert sich durch das Induktionshärten die Dauer- und Randfestigkeit. Ideal ist das Verfahren daher unter anderem für: Zahnräder, Kurbelwellen, Walzen, Bolzen und Ventilstössel.

Damit das Induktionshärten wirtschaftlich ist und damit der Stückpreis möglichst gering ausfällt, sollten große Chargen gleicher Teile, bei einem kleinen Anteil an zu behandelnden Stellen pro Werkstück gegeben sein.