{"id":11259,"date":"2026-06-12T06:55:07","date_gmt":"2026-06-12T06:55:07","guid":{"rendered":"https:\/\/weldomachining.com\/?p=11259"},"modified":"2026-06-12T06:55:08","modified_gmt":"2026-06-12T06:55:08","slug":"surface-hardening","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/weldomachining.com\/de\/surface-hardening\/","title":{"rendered":"Das umfassende Handbuch zur Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung von Metallen"},"content":{"rendered":"

Viele bearbeitete Teile m\u00fcssen w\u00e4hrend des Gebrauchs bestimmte Anforderungen an ihre physikalischen Eigenschaften erf\u00fcllen, wie beispielsweise H\u00e4rte und Z\u00e4higkeit. Diese beiden physikalischen Parameter stehen in einem negativen Zusammenhang: Wenn ein Werkstoff eine relativ hohe H\u00e4rte aufweist, ist seine Z\u00e4higkeit in der Regel geringer; bei hoher Z\u00e4higkeit ist die Festigkeit im Allgemeinen geringer. Um die sichere Verwendung von Teilen zu gew\u00e4hrleisten und einen vollst\u00e4ndigen Spr\u00f6dbruch oder Rissbildung zu vermeiden, werden die Festigkeit und Z\u00e4higkeit innerhalb und au\u00dferhalb des Teils in der Regel kontrolliert. Die Oberfl\u00e4chenh\u00e4rte kann nicht mit der des Innenbereichs identisch sein. Dies zeigt, wie wichtig die H\u00e4rtung von Metalloberfl\u00e4chen ist. Im Folgenden werde ich eine kurze Einf\u00fchrung in die H\u00e4rtung von Metalloberfl\u00e4chen geben.<\/p>\n\n\n\n

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Was ist Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung?<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung ist ein Verfahren, bei dem physikalische, chemische oder mechanische Methoden eingesetzt werden, um die H\u00e4rte, Verschlei\u00dffestigkeit, Korrosionsbest\u00e4ndigkeit und andere Eigenschaften der Materialoberfl\u00e4che zu verbessern, w\u00e4hrend die Z\u00e4higkeit und Festigkeit im Inneren des Materials erhalten bleiben.<\/p>\n\n\n\n

In der Zerspanung und im Metallteilbau m\u00fcssen viele Werkst\u00fccke nicht \u201c\u00fcberall hart\u201d sein. Die Bereiche, die tats\u00e4chlich Reibung, Verschlei\u00df und Kontaktm\u00fcdung standhalten, sind oft nur die \u00e4u\u00dfersten Bereiche, die mit anderen Teilen in Kontakt kommen. Daher ist bei der Fertigung h\u00e4ufig eine geh\u00e4rtete Oberfl\u00e4che erforderlich, um die Verschlei\u00dffestigkeit des Arbeitsbereichs eines Bauteils zu verbessern.<\/p>\n\n\n\n

Beispielsweise sind Teile wie Zahnr\u00e4der, F\u00fchrungsschienen, Lagersitze, Antriebswellen, Nocken und Formfl\u00e4chen w\u00e4hrend des Betriebs st\u00e4ndig Gleit-, Roll- oder Sto\u00dfbelastungen ausgesetzt. Wird das gesamte Teil sehr hart gemacht, erh\u00f6ht sich zwar die Verschlei\u00dffestigkeit, doch nimmt die Gesamtz\u00e4higkeit des Teils ab. Unter Sto\u00df- oder Wechselbeanspruchung ist es wahrscheinlicher, dass das Bauteil Risse bekommt oder sogar vollst\u00e4ndig bricht, was zu irreversiblen Sch\u00e4den an Maschinen und Anlagen f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

Der Hauptzweck der Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung besteht darin, die Oberfl\u00e4che eines Bauteils ausreichend hart und verschlei\u00dffest zu machen, w\u00e4hrend das Innere weiterhin eine gute Z\u00e4higkeit und Schlagfestigkeit aufweist.<\/p>\n\n\n\n

Einfach ausgedr\u00fcckt:<\/p>\n\n\n\n

Harte Oberfl\u00e4che: verbessert die Verschlei\u00dffestigkeit, die Erm\u00fcdungsfestigkeit und die Lebensdauer;<\/p>\n\n\n\n

Robuster Kern: verbessert die innere Schlagfestigkeit des Bauteils und verhindert einen vollst\u00e4ndigen Sprengbruch;<\/p>\n\n\n\n

Geringe Verformung: Im Vergleich zur Durchh\u00e4rtung eignet sich dieses Verfahren besser f\u00fcr Pr\u00e4zisionsteile mit hohen Ma\u00dfanforderungen;<\/p>\n\n\n\n

G\u00fcnstigere Kosten: Da nur die wichtigsten Arbeitsbereiche verst\u00e4rkt werden, ist keine hochintensive Bearbeitung des gesamten Werkst\u00fccks erforderlich.<\/p>\n\n\n\n

Aus diesem Grund werden viele Hochleistungs-Metallteile nicht durchgeh\u00e4rtet, sondern es wird stattdessen ein Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtungsverfahren angewendet.<\/p>\n\n\n\n

Warum werden Metallwerkst\u00fccke in der Regel nur oberfl\u00e4chengeh\u00e4rtet?<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Es gibt drei Hauptgr\u00fcnde, warum Metallwerkst\u00fccke nur oberfl\u00e4chengeh\u00e4rtet werden.<\/p>\n\n\n\n

1. Verschlei\u00df tritt in der Regel an der Oberfl\u00e4che auf<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Wenn mechanische Teile in Betrieb sind, ist es die Oberfl\u00e4chenschicht, die tats\u00e4chlich mit anderen Teilen in Kontakt kommt, an ihnen reibt und sich abnutzt.
Wenn beispielsweise Zahnr\u00e4der ineinandergreifen, tritt Verschlei\u00df vor allem an der Zahnfl\u00e4che auf; wenn F\u00fchrungsschienen gleiten, konzentriert sich der Verschlei\u00df haupts\u00e4chlich auf die Kontaktfl\u00e4che; wenn Wellenteile Belastungen ausgesetzt sind, entstehen Erm\u00fcdungsrisse oft ebenfalls an der Oberfl\u00e4che.<\/p>\n\n\n\n

Solange die Oberfl\u00e4chenschicht also so behandelt wird, dass sie ausreichend hart ist, l\u00e4sst sich die Lebensdauer des Bauteils deutlich verl\u00e4ngern.<\/p>\n\n\n\n

2. Die Innenverteidigung muss ihre Robustheit bewahren<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Wird das gesamte Bauteil geh\u00e4rtet, wird das Material spr\u00f6der. Bei Bauteilen, die St\u00f6\u00dfen, Drehmomenten oder wiederholten Belastungen ausgesetzt sind, kann eine zu hohe Gesamth\u00e4rte hingegen die Bruchgefahr erh\u00f6hen.<\/p>\n\n\n\n

Durch Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung kann ein Werkst\u00fcck eine Struktur erhalten, die \u201cau\u00dfen hart und innen z\u00e4h\u201d ist:<\/p>\n\n\n\n

Die \u00e4u\u00dfere Schicht sorgt f\u00fcr Verschlei\u00dffestigkeit; der innere Teil ist f\u00fcr die Lastaufnahme und Sto\u00dfd\u00e4mpfung zust\u00e4ndig;<\/p>\n\n\n\n

Die Gesamtleistung ist stabiler, als wenn man lediglich eine hohe H\u00e4rte anstrebt.<\/p>\n\n\n\n

Dies ist besonders wichtig f\u00fcr Zahnr\u00e4der, Wellen, Bolzen, Getriebeteile und Formkomponenten.<\/p>\n\n\n\n

3. Es kann Verformungen bei der W\u00e4rmebehandlung verringern<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Durch das H\u00e4rten wird das gesamte Werkst\u00fcck starken Temperaturschwankungen ausgesetzt, was leicht zu Verformungen, Rissen und Eigenspannungen f\u00fchren kann.
Die Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung erh\u00f6ht nur die H\u00e4rte der oberfl\u00e4chlichen Schichten und hat einen geringeren W\u00e4rmeeinflussbereich, wodurch sie sich besser f\u00fcr Pr\u00e4zisionsteile und Werkst\u00fccke eignet, bei denen nur wenig Spielraum f\u00fcr die anschlie\u00dfende Bearbeitung bleibt.<\/p>\n\n\n\n

Bei CNC-gefr\u00e4sten Teilen kann die Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung zudem den Aufwand f\u00fcr sp\u00e4tere Nachbearbeitungen verringern und die Ma\u00dfhaltigkeit verbessern.<\/p>\n\n\n\n

Arten von Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtungsverfahren<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Je nach den verschiedenen H\u00e4rtungsprinzipien und Erw\u00e4rmungsmethoden lassen sich die g\u00e4ngigen Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtungsverfahren haupts\u00e4chlich in f\u00fcnf Arten unterteilen: Flammh\u00e4rten, Induktionsh\u00e4rten, Laserh\u00e4rten, Aufkohlen und Nitrieren.<\/p>\n\n\n\n

Dazu geh\u00f6ren vor allem das Flammh\u00e4rten, das Induktionsh\u00e4rten und das Laserh\u00e4rten als Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtungsverfahren; das Aufkohlen und das Nitrieren geh\u00f6ren zu den chemischen W\u00e4rmebehandlungsverfahren.<\/p>\n\n\n\n

1. Flammh\u00e4rten: Traditionell und einfach, aber schwieriger zu kontrollieren<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Das Flammh\u00e4rten ist ein seit langem etabliertes Verfahren zur Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung. Dabei wird die Oberfl\u00e4che eines Metallwerkst\u00fccks in der Regel mit einer Acetylen-Sauerstoff-Flamme oder einer anderen Hochtemperaturflamme schnell erhitzt und anschlie\u00dfend sofort mit Wasserspr\u00fchstrahl oder -nebel abgeschreckt.<\/p>\n\n\n\n

Nachdem die Oberfl\u00e4che eines Stahlteils auf die Austenitisierungstemperatur erhitzt wurde, wandelt sich die Oberfl\u00e4chenstruktur durch schnelles Abk\u00fchlen in Martensit um.
Martensit ist eine Mikrostruktur mit hoher H\u00e4rte und zugleich der Grund daf\u00fcr, dass die Werkst\u00fcckoberfl\u00e4che nach dem Flammh\u00e4rten hart wird. Dies l\u00e4sst sich anhand der Ver\u00e4nderungen der metallografischen Mikrostruktur unter einem Hochleistungsmikroskop beobachten.<\/p>\n\n\n\n

Vorteile des Flammh\u00e4rtens<\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Das Verfahren ist einfach, und die Anschaffungskosten sind relativ gering;<\/p>\n\n\n\n

Geeignet zum H\u00e4rten gro\u00dfer Teile und einzelner Bereiche;<\/p>\n\n\n\n

Weniger Einschr\u00e4nkungen hinsichtlich der Werkst\u00fcckgr\u00f6\u00dfe;<\/p>\n\n\n\n

Geeignet f\u00fcr Zahnr\u00e4der, F\u00fchrungsschienen, Wellenteile usw.<\/p>\n\n\n\n

Nachteile des Flammh\u00e4rtens<\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Das gr\u00f6\u00dfte Problem beim Flammh\u00e4rten ist, dass sich die Hitze nicht leicht pr\u00e4zise regulieren l\u00e4sst.
Der Erw\u00e4rmungsbereich der Flamme ist relativ gro\u00df. Bei einem instabilen Betrieb kann es vorkommen, dass der Bereich, der geh\u00e4rtet werden soll, eine unzureichende H\u00e4rte aufweist, w\u00e4hrend Bereiche, die nicht geh\u00e4rtet werden sollen, \u00fcberhitzt werden.<\/p>\n\n\n\n

Bei kleinen Zahnr\u00e4dern, schlanken Wellen und d\u00fcnnwandigen Teilen kann sich die Flammenw\u00e4rme leicht ins Innere \u00fcbertragen, wodurch der gesamte Querschnitt erhitzt wird und der Zweck des \u201creinen Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtens\u201d verfehlt wird.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Dar\u00fcber hinaus kann das Flammh\u00e4rten auch folgende Auswirkungen haben: Verformung des Werkst\u00fccks, Oxidation der Oberfl\u00e4che, ungleichm\u00e4\u00dfige H\u00e4rtetiefene sowie die Notwendigkeit eines anschlie\u00dfenden Schleifens oder einer Nachbearbeitung.<\/p>\n\n\n\n

Es ist zu beachten, dass die Notwendigkeit einer Anlassbehandlung nach dem Flammh\u00e4rten vom Werkstoff, den H\u00e4rteanforderungen und den Einsatzbedingungen des Bauteils abh\u00e4ngt. Bei einigen stark beanspruchten Bauteilen wird in der Regel eine Niedrigtemperaturanlassbehandlung durchgef\u00fchrt, um die Abschreckspannungen und die Rissgefahr bei der anschlie\u00dfenden Endbearbeitung zu verringern.<\/p>\n\n\n\n

2. Induktionsh\u00e4rten: Ein effizientes Verfahren zur Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung, das sich f\u00fcr die Serienfertigung eignet<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Das Induktionsh\u00e4rten ist ein moderneres und besser steuerbares Verfahren zur Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung. Dabei wird nicht direkt mit einer Flamme erhitzt, sondern es wird Hoch- oder Mittelfrequenz-Wechselstrom verwendet, um in einer Spule ein magnetisches Wechselfeld zu erzeugen.<\/p>\n\n\n\n

Befindet sich ein Metallwerkst\u00fcck in einem wechselnden Magnetfeld, entstehen an der Oberfl\u00e4che Wirbelstr\u00f6me. Diese Wirbelstr\u00f6me erzeugen im Inneren des Metalls Reibungsw\u00e4rme, wodurch sich die Oberfl\u00e4chenschicht des Werkst\u00fccks schnell erw\u00e4rmt. Anschlie\u00dfend wird es mit Wasserspr\u00fchstrahl oder Spr\u00fchwasser gek\u00fchlt, wodurch sich an der Oberfl\u00e4che des Metallteils eine martensitische Struktur mit hoher H\u00e4rte bildet.<\/p>\n\n\n\n

Warum kann das Induktionsh\u00e4rten nur die Oberfl\u00e4che erw\u00e4rmen?<\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Der Schl\u00fcssel zur Induktionsh\u00e4rtung ist der \u201cSkin-Effekt\u201d.\u201d
Je h\u00f6her die Wechselstromfrequenz ist, desto st\u00e4rker konzentriert sich der Strom auf die Werkst\u00fcckoberfl\u00e4che und desto geringer ist die Erw\u00e4rmungstiefe; je niedriger die Frequenz ist, desto tiefer dringt der Strom ein und desto dicker wird die geh\u00e4rtete Schicht.<\/p>\n\n\n\n

Daher l\u00e4sst sich bei der Induktionsh\u00e4rtung die H\u00e4rtetiefentiefe durch Anpassung von Frequenz, Leistung und Erw\u00e4rmungsdauer steuern.<\/p>\n\n\n\n

Vorteile des Induktionsh\u00e4rtens<\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Schnelle Aufheizzeit;<\/p>\n\n\n\n

Einstellbare H\u00e4rtetiefe;<\/p>\n\n\n\n

Geringe Verformung des Werkst\u00fccks;<\/p>\n\n\n\n

Geringere Oberfl\u00e4chenoxidation;<\/p>\n\n\n\n

Einfach zu automatisieren;<\/p>\n\n\n\n

Sehr gut f\u00fcr die Massenproduktion geeignet.<\/p>\n\n\n\n

Nachteile des Induktionsh\u00e4rtens<\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Die Kosten f\u00fcr Induktionsh\u00e4rtungsanlagen sind relativ hoch, und es m\u00fcssen im Vorfeld geeignete Induktionsspulen entsprechend der Form des Werkst\u00fccks konstruiert werden.
Bei Teilen mit komplexen Formen oder kleinen St\u00fcckzahlen k\u00f6nnen die Kosten f\u00fcr die Werkzeugkonstruktion und die Inbetriebnahme relativ hoch sein.<\/p>\n\n\n\n

Sobald jedoch die Bearbeitungsanforderungen und der Prozess stabil sind, bietet das Induktionsh\u00e4rten eine hervorragende Produktionseffizienz und Konsistenz.<\/p>\n\n\n\n

3. Laser-Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung: Geeignet f\u00fcr hochpr\u00e4zise lokale H\u00e4rtung<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Beim Laserh\u00e4rten wird die Werkst\u00fcckoberfl\u00e4che mit einem Hochleistungslaserstrahl schnell abgetastet, wodurch sich bestimmte Bereiche des Werkst\u00fccks rasch auf die Phasenumwandlungstemperatur erw\u00e4rmen; anschlie\u00dfend wird die Abschreckung durch die eigene W\u00e4rmeableitung und K\u00fchlleistung des Werkst\u00fccks vollendet.<\/p>\n\n\n\n

Im Gegensatz zum Flammh\u00e4rten und Induktionsh\u00e4rten erfordert das Laser-Oberfl\u00e4chenh\u00e4rten in der Regel keine zus\u00e4tzliche Wasserk\u00fchlung. Da der vom Laser erw\u00e4rmte Bereich sehr klein ist, leitet das umgebende, nicht erw\u00e4rmte Metall die W\u00e4rme schnell ab, wodurch eine selbstk\u00fchlende Abschreckung erzielt wird.<\/p>\n\n\n\n

Vorteile des Laserh\u00e4rtens<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Geringe W\u00e4rmeeinflusszone;<\/p>\n\n\n\n

\u00e4u\u00dferst geringe Verformung;<\/p>\n\n\n\n

Pr\u00e4zise H\u00e4rtungsposition;<\/p>\n\n\n\n

Geringere Oberfl\u00e4chenoxidation;<\/p>\n\n\n\n

Geeignet f\u00fcr komplexe Formen und die Behandlung kleiner Bereiche;<\/p>\n\n\n\n

Geeignet f\u00fcr hochwertige Pr\u00e4zisionsteile.<\/p>\n\n\n\n

Nachteile des Laserh\u00e4rtens<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Kosten f\u00fcr Laserh\u00e4rtungsanlagen sind relativ hoch, und ihre Verarbeitungseffizienz ist in der Regel nicht so gut geeignet wie die Induktionsh\u00e4rtung f\u00fcr die kosteng\u00fcnstige Massenproduktion.
Daher wird es h\u00e4ufiger f\u00fcr kleine, hochpr\u00e4zise Teile mit hoher Wertsch\u00f6pfung eingesetzt, wie beispielsweise zur lokalen Verst\u00e4rkung von Formen, f\u00fcr Pr\u00e4zisionsf\u00fchrungsschienen, spezielle Zahnfl\u00e4chen oder lokale verschlei\u00dffeste Bereiche.<\/p>\n\n\n\n

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4. Aufkohlen: Auch die Oberfl\u00e4che von kohlenstoffarmem Stahl h\u00e4rten<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die oben genannten Verfahren \u2013 Flammh\u00e4rten, Induktionsh\u00e4rten und Laserh\u00e4rten \u2013 haben alle eine gemeinsame Voraussetzung: Der Stahl selbst muss einen ausreichenden Kohlenstoffgehalt aufweisen.
Bei kohlenstoffarmem Stahl ist es durch direktes Abschrecken in der Regel schwierig, eine hohe H\u00e4rte zu erzielen, da der Kohlenstoffgehalt nicht ausreicht und sich kein ausreichend harter Martensit bilden kann.<\/p>\n\n\n\n

An dieser Stelle ist eine Aufkohlung erforderlich.<\/p>\n\n\n\n

Beim Aufkohlen wird ein Werkst\u00fcck aus kohlenstoffarmem Stahl in eine hochtemperaturreiche, kohlenstoffhaltige Umgebung (die haupts\u00e4chlich aus Koks, Graphit, Holzkohle und Bariumcarbonat besteht) eingebracht, wodurch Kohlenstoffatome allm\u00e4hlich in die Oberfl\u00e4chenschicht des Werkst\u00fccks eindringen k\u00f6nnen.
Nach dem Aufkohlen steigt der Kohlenstoffgehalt an der Werkst\u00fcckoberfl\u00e4che an, w\u00e4hrend das Innere einen kohlenstoffarmen Zustand beibeh\u00e4lt. Durch anschlie\u00dfendes Abschrecken und Anlassen erh\u00e4lt die Oberfl\u00e4che eine hohe H\u00e4rte, w\u00e4hrend das Innere weiterhin eine gute Z\u00e4higkeit aufweist.<\/p>\n\n\n\n

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Vorteile der Aufkohlung<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Geeignet f\u00fcr kohlenstoffarmen Stahl und kohlenstoffarmen legierten Stahl;<\/p>\n\n\n\n

Hohe Oberfl\u00e4chenh\u00e4rte;<\/p>\n\n\n\n

relativ tiefe geh\u00e4rtete Schicht;<\/p>\n\n\n\n

Gute Erm\u00fcdungsbest\u00e4ndigkeit;<\/p>\n\n\n\n

Geeignet f\u00fcr hochbelastbare Zahnr\u00e4der, Antriebswellen, Bolzenwellen und andere Teile.<\/p>\n\n\n\n

Nachteile der Aufkohlung<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Das Aufkohlen ist ein Hochtemperatur-W\u00e4rmebehandlungsverfahren, das \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum durchgef\u00fchrt wird und sich durch einen relativ langen Prozesszyklus sowie einen hohen Energieverbrauch auszeichnet.
Aufgrund der hohen Temperatur kann sich das Werkst\u00fcck zudem verformen, weshalb nach dem Aufkohlen in der Regel ein Schleifen, eine Endbearbeitung oder eine Ma\u00dfkorrektur vorgesehen wird.<\/p>\n\n\n\n

Typische Anwendungsbereiche der Aufkohlung<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Das Aufkohlen eignet sich besonders f\u00fcr Teile, die St\u00f6\u00dfen standhalten m\u00fcssen und zudem eine hohe Verschlei\u00dffestigkeit aufweisen, wie zum Beispiel:<\/p>\n\n\n\n

Getriebe f\u00fcr Kraftfahrzeuge;<\/p>\n\n\n\n

Untersetzungsgetriebe;<\/p>\n\n\n\n

Antriebswellen;<\/p>\n\n\n\n

Splinewellen;<\/p>\n\n\n\n

Buchsen;<\/p>\n\n\n\n

Hochbelastbare mechanische Teile.<\/p>\n\n\n\n

5. Nitrieren: Ein Verfahren zur Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung mit geringer Verformung und hoher Verschlei\u00dffestigkeit<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Das Nitrieren wird in der Regel bei relativ hohen Temperaturen durchgef\u00fchrt. Dabei werden Ammoniak oder Stickstoff unter hohen Temperaturen und hohem Druck zersetzt, wodurch Stickstoffatome bzw. -ionen in die Stahloberfl\u00e4che eindringen und mit Legierungselementen im Stahl wie Aluminium, Chrom, Molybd\u00e4n und Vanadium harte Nitride bilden k\u00f6nnen. Diese Nitridschichten weisen eine sehr hohe H\u00e4rte und Verschlei\u00dffestigkeit auf, sodass sie die Lebensdauer der Werkst\u00fcckoberfl\u00e4che erheblich verbessern k\u00f6nnen. Der Nitrierprozess l\u00e4sst sich haupts\u00e4chlich in drei Verfahren unterteilen: Gasnitrieren, Ionen-Nitrieren und Nitrokarburieren.<\/p>\n\n\n\n

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Vorteile des Nitrierens<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Behandlungstemperatur ist relativ niedrig (400\u2013600 Grad Celsius);<\/p>\n\n\n\n

Geringe Verformung des Werkst\u00fccks;<\/p>\n\n\n\n

Gute Dimensionsstabilit\u00e4t;<\/p>\n\n\n\n

Hohe Oberfl\u00e4chenh\u00e4rte;<\/p>\n\n\n\n

Gute Verschlei\u00dffestigkeit und Erm\u00fcdungsbest\u00e4ndigkeit;<\/p>\n\n\n\n

Kann zudem die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit bis zu einem gewissen Grad verbessern.<\/p>\n\n\n\n

Nachteile des Nitrierens<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Nitriergeschwindigkeit ist relativ gering, und der Behandlungszyklus ist lang; manchmal dauert er Dutzende von Stunden oder sogar noch l\u00e4nger.
Gleichzeitig ist die nitrierte Schicht in der Regel d\u00fcnner als die aufgekohlte Schicht und unterliegt zudem bestimmten Anforderungen hinsichtlich der Materialzusammensetzung.<\/p>\n\n\n\n

Typische Anwendungsbereiche der Nitrierung<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Das Nitrieren wird h\u00e4ufig f\u00fcr Teile eingesetzt, die eine hohe Pr\u00e4zision und eine lange Lebensdauer erfordern, wie zum Beispiel:<\/p>\n\n\n\n

Pr\u00e4zisionszahnr\u00e4der, Formen, Kurbelwellen, Leitspindeln, Ventilsch\u00e4fte, hochpr\u00e4zise Wellenteile sowie wichtige Komponenten f\u00fcr die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie.<\/p>\n\n\n\n

Vergleich von f\u00fcnf Arten von Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtungsverfahren<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Prozess<\/strong><\/strong><\/td>Grundsatz der St\u00e4rkung<\/strong><\/strong><\/td>Ob ein Abschrecken erforderlich ist<\/strong><\/strong><\/td>Wichtigste Vorteile<\/strong><\/strong><\/td>Hauptnachteile<\/strong><\/strong><\/td>Geeignete Teile<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
Flammh\u00e4rten<\/td>Durch schnelles Abk\u00fchlen nach dem Erhitzen der Oberfl\u00e4che entsteht Martensit<\/td>Erforderlich<\/td>Kosteng\u00fcnstig, geeignet f\u00fcr gro\u00dfe Teile<\/td>Schlechte Temperaturregelung, anf\u00e4llig f\u00fcr Verformung und Oxidation<\/td>Gro\u00dfe Zahnr\u00e4der, F\u00fchrungsschienen, Wellen<\/td><\/tr>
Induktionsh\u00e4rten<\/td>Schnelle Abk\u00fchlung, nachdem die Oberfl\u00e4che durch elektromagnetische Induktion erhitzt wurde<\/td>Erforderlich<\/td>Hohe Effizienz, einstellbare Tiefe, geeignet f\u00fcr die Serienfertigung<\/td>Hohe Kosten f\u00fcr Ausr\u00fcstung und Spulen<\/td>Zahnr\u00e4der, Wellen, Stifte, Getriebeteile<\/td><\/tr>
Laserh\u00e4rten<\/td>Selbstk\u00fchlendes Abschrecken nach lokaler Laseraufheizung<\/td>In der Regel ist keine externe K\u00fchlung erforderlich<\/td>Hohe Pr\u00e4zision, geringe Verformung<\/td>Hohe Kosten, geeignet f\u00fcr kleine Fl\u00e4chen<\/td>Formen, F\u00fchrungsschienen, lokal verschlei\u00dffeste Oberfl\u00e4chen<\/td><\/tr>
Aufkohlen<\/td>Der Kohlenstoffgehalt an der Oberfl\u00e4che wird vor dem Abschrecken erh\u00f6ht<\/td>Erforderlich<\/td>Hohe Oberfl\u00e4chenh\u00e4rte, relativ tiefe H\u00e4rteschicht<\/td>Langer Zyklus, anf\u00e4llig f\u00fcr Verformungen<\/td>Hochleistungsgetriebe, Antriebswellen<\/td><\/tr>
Nitrieren<\/td>Stickstoffatome bilden harte Nitride<\/td>Nicht erforderlich<\/td>Geringe Verformung, Formstabilit\u00e4t, gute Verschlei\u00dffestigkeit<\/td>Langer Zyklus, hohe Kosten, d\u00fcnne Schicht<\/td>Pr\u00e4zisionszahnr\u00e4der, Formen, Leitspindeln<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

W\u00e4hlen Sie das richtige Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtungsverfahren f\u00fcr Ihr Projekt<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Je nach Material, Gr\u00f6\u00dfe, H\u00e4rteanforderungen, Einh\u00e4rtungstiefe und Produktionsvolumen sollte f\u00fcr die verschiedenen Teile ein geeignetes Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtungsverfahren gew\u00e4hlt werden.<\/p>\n\n\n\n

Wenn es sich um ein gro\u00dfes Teil handelt<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Eine Flammh\u00e4rtung kann in Betracht gezogen werden.
Die Anlage ist einfach aufgebaut und eignet sich f\u00fcr gro\u00dfe Zahnr\u00e4der, F\u00fchrungsschienen und die lokale Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung, erfordert jedoch viel Erfahrung seitens des Bedieners.<\/p>\n\n\n\n

Wenn es sich um ein Serienbauteil handelt<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Das Induktionsh\u00e4rten ist in der Regel die bessere Wahl.
Sie ist schnell, verf\u00fcgt \u00fcber eine hohe Stabilit\u00e4t und einen hohen Automatisierungsgrad, wodurch sie sich f\u00fcr die Gro\u00dfserienfertigung von Zahnr\u00e4dern, Wellen und Getriebeteilen eignet.<\/p>\n\n\n\n

Wenn eine hochpr\u00e4zise lokale H\u00e4rtung erforderlich ist<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Das Laserh\u00e4rten bietet weitere Vorteile.
Es eignet sich f\u00fcr kleine Fl\u00e4chen, komplexe Formen und hochwertige Teile, insbesondere f\u00fcr Werkst\u00fccke, bei denen besonders hohe Anforderungen an die Verformungskontrolle gestellt werden.<\/p>\n\n\n\n

Wenn es sich um kohlenstoffarmen Stahl handelt<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Es kann eine Aufkohlung gew\u00e4hlt werden.
Kohlenstoffarmer Stahl weist bei direkter Abschreckung nur eine begrenzte H\u00e4rte auf. Durch Aufkohlen kann an der Oberfl\u00e4che eine kohlenstoffreiche Schicht gebildet werden, die durch Abschrecken eine hohe H\u00e4rte erreicht.<\/p>\n\n\n\n

Wenn an das Bauteil extrem hohe Anforderungen an die Ma\u00dfhaltigkeit gestellt werden<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Das Nitrieren ist eine sehr gute Wahl.
Da bei diesem Verfahren eine niedrigere Verarbeitungstemperatur zum Einsatz kommt und keine starke Abk\u00fchlung erforderlich ist, sind die Verformungen gering, wodurch es sich f\u00fcr Pr\u00e4zisionsteile und langlebige Bauteile eignet.<\/p>\n\n\n\n

Welche Metalle m\u00fcssen oberfl\u00e4chengeh\u00e4rtet werden?<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n