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Randschichtgehärteter Stahl bietet Eigenschaften wie ein Verbundwerkstoff

Die LSV Lech-Stahl Veredelung GmbH ist seit mehr als 10 Jahren der verlässliche Stahllieferant der metallverarbeitenden Industrie. Die Anforderungen der Kunden an das gelieferte Material zur weiteren Bearbeitung bis hin zur Komponentenfertigung sind hoch. Unabhängig vom Anwendungsfall ist das Material besonders starken Belastungen ausgesetzt. Die Lebensdauer eines Bauteils geht dabei immer mit den mechanisch-technologischen Eigenschaften, in vielen Fällen insbesondere der Verschleißbeständigkeit einher.

Die LSV trägt diesen Anforderungen Rechnung, indem in der Stahlveredelung das induktive Randschichthärten als zusätzlicher Prozessschritt angeboten wird. Das induktive Randschichthärten ermöglicht es, ein Material zu generieren, welches ähnlich vielseitige Eigenschaften wie ein Verbundwerkstoff aufweist. An dem zuvor gefertigten Blankstahl wird durch diesen Prozess ohne Änderung der chemischen Zusammensetzung eine harte und verschleißbeständige Oberfläche erzeugt. Dabei werden die vorliegenden Eigenschaften des Blankstahls im Kernbereich unverändert beibehalten. Da lediglich der äußere Randbereich des Rundstahls durch den Härteinduktor partiell auf Austenitisierungstemperatur erwärmt werden muss, durchläuft der Stab nur eine kurze Prozesszone. Eine Wärmeleitung in den Kernbereich wird frequenzgesteuert gezielt verhindert. Im Anschluss erfolgt das Abschrecken der Randschicht, was einen starken, lokalen Härteanstieg zur Folge hat.  Durch das Abschrecken wandelt sich der zuvor gebildete Austenit in feinen Martensit um, welcher maßgeblich für die verschleißfesten Eigenschaften im Randbereich ist. Üblicherweise wird danach auf niedrigen Temperaturen angelassen, um die Rissgefahr infolge von hohen Spannungen deutlich zu verringern.

Illustration induktive Randschichthärtung von Stahl

Die gesamte Prozesskette des induktiven Randschichthärtens ist auf ein homogenes und reproduzierbares Wärmebehandlungsergebnis ausgerichtet. Nachgelagerte Prozesse lassen sich durch randschichtgehärtetes Material wesentlich verkürzen und sogar ersetzen. Gegenüber der Randschichthärtung am bereits gefertigten Kurzstück beim Kunden ergibt sich ein immenser Kostenvorteil. Durch Unterstützung bei der Werkstoffauswahl kann zudem der Einsatz von kostenintensiven Legierungskonzepten hinterfragt und gegebenenfalls optimiert werden.

Die Vorteile für den Kunden in der metallverarbeitenden Industrie lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • Verkürzung der eigenen Prozesskette
  • Einsparung durch Wegfall der Oberflächenhärtung am Bauteil
  • Weniger Materialverlust
  • Optimierte Materialauswahl für jede Anwendung möglich
  • Keine Beeinträchtigung der Schweißeignung gegenüber einer partiellen Oberflächenhärtung

Das Know-how der LSV kommt dem weiterverarbeitenden Kunden zugute, da er ein Halbzeug erhält, welches bereits einen Teil der letztlich geforderten Bauteileigenschaften der fertigen Komponenten aufweist. Dies kann unter Betrachtung der vollständigen Wertschöpfungskette, zu einem Wettbewerbsvorteil des Kunden führen. Sollten bei besonders anspruchsvollen Bauteilbelastungen höhere Festigkeiten und Zähigkeiten im Kern erforderlich sein, kann die LSV dieses Verfahren sehr gut mit einer induktiven Durchvergütung kombinieren.

Durch das Randschichthärten wird das Potential der eingesetzten Werkstoffe in Bezug auf die chemische Analyse und die daraus resultierenden mechanisch-technologischen Eigenschaften voll ausgeschöpft. Im Vergleich zu konventionellen Glühmethoden ermöglichen die Induktivverfahren zudem das Einsparen von CO2-Emissionen. Hier sieht die LSV ein enormes Potential für weitere Maßnahmen im Sinne der Nachhaltigkeit.

Einzelstab randschichtvergütet

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