Wärmebehandlungen für Maschinenbauteile
Die weltweite Nachfrage nach immer langlebigeren und hochwertigeren Maschinenbauteilen ist anhaltend und intensiviert sich fortlaufend. Präzise Glühvorgänge ermöglichen es, die mechanischen Eigenschaften gezielt zu beeinflussen und zu optimieren: innere Spannungen des Materials können zum Beispiel abgebaut werden, wodurch sich die Lebensdauer und Zuverlässigkeit eines Maschinenbauteils erhöht.
Erst mit dem optimalen Wärmebehandlungsverfahren können Maschinenbauteile gemäß ihren spezifischen Einsatzbedingungen angepasst werden. Mit der stetigen Weiterentwicklung der Materialien und der zunehmenden Anforderungen an innovative Maschinen ist und bleibt die professionelle Wärmebehandlung ein unverzichtbarer Bestandteil der Herstellung und Optimierung in der Maschinenbau-Branche.
Unser Leistungsportfolio
Es gibt viele Glühverfahren und Methoden der Wärmebehandlung. Das exakt richtige zu wählen, erfordert enormes Fachwissen über die Kombination von Erwärmungs- und Abkühlungsvorgängen sowie modernste Ofenanlagen. Zugleich erfordern Werkstoffe wie Stähle, Metalle, NE-Metalle wie Aluminium 5000er oder 7000er (T6) an sich schon spezifisches Know-how. Beides können wir Ihnen bieten und geben Ihnen damit unser Qualitätsversprechen: Jedes Werkstück, das unsere Hallen in Siegen wieder verlässt, kommt optimal für die Weiterverarbeitung vorbereitet bei Ihnen an.
Anlassen bei Debus Glühen in Siegen: Der Glühprozess gehört zu den Niedrigtemperaturverfahren und wird angewendet, wenn das Material noch zu spröde ist. Durch Anlassen wird die optimale Einstellung des Verhältnisses zwischen Zähigkeit und Festigkeit (Härte) erreicht und die Verschleißbeständigkeit des Werkstücks erhöht. Die zwei wichtigsten Parameter des Anlassens sind die Anlasstemperatur und die Anlassdauer – diese variieren je nach Material und Zielsetzung.
Das Glühen (Glühen auf kugeligen Zementit) wird angewendet, wenn Stähle einen Kohlenstoffgehalt > 0,8 % besitzen (übereutektoide Stähle). Dabei ähnelt das Verfahren dem des Weichglühens, jedoch mit dem Ziel der Erreichung von kugeligen Karbiden anstatt einer kugeligen, perlitischen Grundstruktur. Auch dieses Glühverfahren dient zur Optimierung der Eigenschaften, um nachfolgende Bearbeitungsschritte zu vereinfachen und ein qualitativ hochwertiges Ergebnis zu erzielen.
Entgegen der meisten Glühverfahren, mit denen eine Kornverfeinerung des Gefüges erreicht wird, erzielen wir durch Grobkornglühen eine gewollte Vergröberung. Das Hauptziel ist die bessere Spanbarkeit für weitere Bearbeitungsschritte. Das Verfahren wird bei Temperaturen zwischen 650°C – 1.100°C durchgeführt, wobei der ausreichenden Dauer der Abkühlung eine besondere Gewichtung zukommt: Um Spannungen des Materials klein zu halten, erfolgt zunächst die lange, langsame Abkühlung im Ofen. Im Anschluss daran wird das Werkstück noch zusätzlich an der Luft abgekühlt.
Das Verfahren des Homogenisierens wenden wir bei Debus in Siegen an, um die beim Gießen, Schmieden oder Walzen entstandenen Unterschiede in der Zusammensetzung und chemischen Konzentration von Legierungselementen zu beseitigen. Die Konzentrationsunterschiede können Härteunterschiede und innere Spannungen am Werkstück verursachen. Durch Homogenisierung bzw. Homogenglühen mit Temperaturen dicht unterhalb der Schmelzlinie – bei Aluminium bei 480°C bis 520°C – verteilen sich die Legierungselemente besser im Material, so dass sich das Material besser bearbeiten lässt.
Maximale Qualität aus Siegen: Insbesondere hochbelastete Bauteile, wie Fahrwerk-, Karosserie- und Motorteile werden heute aus Aluminiumlegierungen gefertigt. Umso wichtiger ist es, dass das Material durch eine entsprechend präzise Wärmebehandlung seine nötige Festigkeit erhält. Lösungsglühen wird bei allen ausscheidungsfähigen, aushärtbaren Legierungen angewendet und löst die Karbidausscheidungen im Gefüge, wodurch der Abbau von Kaltverfestigungen erzielt wird. Die darauffolgende extrem schnelle Abkühlung an der Luft verhindert Neubildungen von Kaltverfestigungen. So erreichen wir, dass die Struktur des behandelten Gefüges auch bei Raumtemperatur Bestand und eine langlebige Qualität aufweist.
Normalglühen hat zum Ziel, die Zähigkeit des Stahls bei Tieftemperaturanwendungen zu erhöhen, die oftmals durch vorangegangene Kaltumformungen, Warmumformungen oder Schweißen verloren gegangen sind. Mittels des Verfahrens des Normalisierens überführen wir bei Debus Glühen in Siegen grobkörnige und ungleichmäßige Gefügestrukturen in neue, homogene und feine Strukturen. Aus diesem Grund wird das Normalglühen auch oft als „Umkörnen“ bezeichnet, da es häufig zum Verringern der Korngröße und deren Streubreite eingesetzt wird. Nach dem Prozess des Normalglühens ist Stahl gut spanbar, aber trotzdem noch härter als weichgeglühter Stahl. Die Glühtemperaturen liegen bei etwa 800°C – 950°C mit kurzen Haltezeiten und schneller Abkühlung an der Luft.
Stähle sind im Laufe der Produktion mehreren Umformungsprozessen ausgesetzt bis sie ihren Endzustand erreichen. Durch sogenannte Kaltverformungen, wie Ziehen, Walzen, Pressen oder Stauchen wird das Gefüge in der Verformungsrichtung gestreckt und die Festigkeit steigt an, jedoch nimmt die Verformbarkeit ab. Für weitere Umformungsprozesse bedeutet das ein erhöhtes Risiko der Rissbildung, wodurch gerade mehrstufige Umformungsprozesse nur noch schwer realisiert werden können. Aus diesem Grund müssen vor jedem mehrstufigen Umformungsprozess die verformten Kristalle eines Gefüges wieder in ihre Ausgangslage gebracht werden. Dazu dient das Rekristallisationsglühen. Ziel ist es den Stahl wieder zäher und grobkörniger zu machen. Rekristallisationsglühen wird bei 500°C bis 750°C durchgeführt und unterscheidet sich zum Weichglühen durch kürzere Haltezeiten.
Im Zuge mechanischer Beanspruchungen wie richten, zerspanen, fräsen, drehen, gießen, schweißen, kaltumformen oder ungleichmäßiger Erwärmung des Materials, entstehen innere Spannungen in Ihrem Werkstück oder Bauteil. Das Auftreten sogenannter Eigenspannung ist normal, aber problematisch für die Weiterverarbeitung: Ihr Bauteil wird rissempfindlich oder es kann zu unerwünschten Formveränderungen kommen. Im ungünstigsten Fall kommt es sogar zum Bruch und somit zum Bauteilversagen.
In unseren Öfen in Siegen mit modernster Brennertechnologie reduzieren wir mit dem Prozess des Spannungsarmglühens die Eigenspannungen Ihres Werkstücks. Mit kontrollierter Erwärmung auf Temperaturen bis zu 550°C – 650°C und kontrolliertem Abkühlen wird ein deutlicher Spannungsabbau erzielt. Am Ende erhalten Sie ein Produkt mit einer besonders hohen Qualität und einer ausgezeichneten Spanbarkeit für die noch folgenden Bearbeitungsschritte.
- Lösungsglühen
Das Lösungsglühen erfolgt knapp unterhalb der Schmelztemperatur der Aluminiumlegierung – meist im Temperaturbereich zwischen 460° bis 560°C. Durch die hohe Temperatur ausgelöste Diffusionsgeschwindigkeit lassen sich grobe Bestandteile im Gefüge lösen, die für die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes nachteilig sind. - Abschrecken
Im Anschluss an das Lösungsglühen erfolgt das Abschrecken. Notwendig ist dieser Prozessschritt, um eine Ausscheidung der übersättigt gelösten Bestandteile zu vermeiden und Legierungselemente gleichmäßig zu verteilen. Ihr Aluminium-Gefüge ist nun einphasig und metastabil. - Warmauslagern oder Kaltauslagern
Nach dem Lösungsglühen und dem Abschrecken werden Ihre Gussstücke oder Bauteile in Abhängigkeit von der Legierungszusammensetzung mehrere Tage bei Raumtemperatur kaltausgelagert, mehrere Stunden bei mäßig erhöhter Temperatur warmausgelagert oder beide Vorgänge erfolgen nacheinander, um durch Entmischungsvorgänge die gewünschten Festigkeitseigenschaften zu erzielen. Mit Beginn der Warmauslagerung setzt die langsame Ausscheidung der übersättigt gelösten Bestandteile ein. Gleichzeitig nehmen Festigkeit und Härte zu, bis sie ihren Höchstwert erreicht haben. Der einphasige Werkstoff hat sich in den zweiphasigen übersättigten Ausgangszustand umgewandelt, welcher dann als T6-Zustand bezeichnet wird.
Verlassen Sie sich auf Ihre Glühprofis in Siegen: Wie der Name schon sagt, dient Weichglühen zur Herstellung eines weichen Gefügezustandes und einer guten Spanbarkeit. Die Reduzierung der Festigkeit vereinfacht weitere Verarbeitungsschritte wie zum Beispiel Walzen erheblich. Neben Stählen können ebenso NE-Metalle weichgeglüht werden.
Dieses besondere Glühverfahren hat die Erreichung eines bestimmten Härtebereichs Ihres Werkstücks zum Ziel. Vergleichbar ist das Ferritisch-Perlitisches-Glühen verfahrenstechnisch mit dem Perlitisieren. Nach dem Grobkornglühen wird die Abkühlung jedoch bewusst unterbrochen und in mehrere Staffelungen unterteilt, um die Bildung eines ausgewogen ferritisch-perlitischen Gefüges erzielen zu können.
Ferritglühen ist das Weichglühen für Gusswerkstoffe. Bei Gusseisen wird durch das Ferritisieren die Auflösung des freien Zementits sowie des im Perlit vorliegenden Zementits in Ferrit und Graphit angestrebt, was zu einer deutlichen Absenkung der Härte führt. Die Reduzierung der Härte wiederum ist für eine erhöhte Zerspanbarkeit erforderlich. Je nach Materialsorte werden die Temperaturbereiche von 700°C – 760 °C, von 790°C – 900°C oder auch von 900°C – 950°C gewählt. Anschließend erfolgt die langsame Abkühlung im Ofen bei 250°C bis 300°C.
