Glühend heiss

Anlassen gehört zu den Niedrig­temperatur­verfahren und wird angewendet, wenn das Material noch zu spröde ist. Durch den Prozess des Anlassens 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, erlangt man 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 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.

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 wird erreicht, 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 werden grob­körnige und ungleich­mäßige Gefüge­strukturen in neue, homogene und feine Strukturen überführt. 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 mit modernster Brenner­technologie reduzieren wir mit dem Prozess des Spannungs­armglühens die Eigen­spannungen Ihres Werkstücks. Mit kontrollierter Erwärmung auf Temperaturen bis zu 550 – 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.

1. 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.
   
   
2. 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.
   
   
3. 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.

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.

Sand­strahlen ist die not­wendige Vor- und Nach­behandlung für fast alle Glüh­behandlungen. Es dient der Entfernung von Rost, Zunder, Lack- und Farb­resten vom Stahl. Dabei wird das Strahlgussgranulat mit Luftdruck oder Schleuder­rädern mit hoher Geschwindigkeit beaufschlagt. Selbst­verständlich gehört das Sandstrahlen mit zu unseren Leistungen: unsere Strahlhäuser bieten Kapazitäten für bis zu 18 Meter lange und sieben Meter breite Werkstücke.