Tiefkühlen
Doppelhärten ist eine leistungsstarke Wärmebehandlung für Stahl, die eingesetzt wird
Das Tiefkühlen ist ein ergänzendes Verfahren in der Wärmebehandlung von Stahl. Es wird nach dem klassischen Härten angewendet, um die Materialeigenschaften gezielt zu optimieren. Besonders bei hochbelasteten Werkzeugen und Präzisionsteilen sorgt das Tiefkühlen für mehr Härte, Maßhaltigkeit und Zuverlässigkeit.
Beim Härten wird der Stahl erhitzt, wodurch sich austenitisches Gefüge bildet und anschließend abgeschreckt. Dabei entsteht ein sehr hartes, sprödes Gefüge, das sogenannte Martensit. Bei Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,6 % endet die Martensitbildung beim Abschrecken nicht bei der Ölbad- bzw. Raumtemperatur. Das bedeutet, dass nach dem Abschrecken ein Teil des „weichen“ Restaustenits im Gefüge zurückbleibt. Dieser sogenannte Restaustenit kann sich später im Einsatz unkontrolliert verändern und zu Maß- und Formabweichungen oder erhöhtem Verschleiß führen.
Durch das Tiefkühlen wird dieser Restaustenit nahezu vollständig in harten Martensit umgewandelt. Das Ergebnis ist ein gleichmäßigeres und stabileres Gefüge.
Der Prozess erfolgt unmittelbar nach der Wärmebehandlung, sobald das Bauteil Raumtemperatur erreicht hat. Anschließend wird es kontrolliert auf sehr niedrige Temperaturen, meist zwischen - 80 und - 140 GradCelsius, abgekühlt. Für diesen Prozess kommen spezielle Tiefkühlanlagen zum Einsatz, häufig unter Verwendung von flüssigem Stickstoff oder Trockeneis. Nach dem Tiefkühlen wird das Bauteil in der Regel angelassen, um innere Spannungen abzubauen.
Zu den Vorteilen des Tiefkühlens zählen eine höhere Endhärte, verbesserte Maß- und Formstabilitätsowie eine bessere Schleifbarkeit. Zudem erhöht sich die Lebensdauer von Werkzeugen und Bauteilendeutlich.
Das Tiefkühlen ist mit zusätzlichem Aufwand verbunden, bietet jedoch überall dort klare Vorteile, wo Präzision, Belastbarkeit und gleichbleibende Qualität entscheidend sind.