Vakuumhärten
Doppelhärten ist eine leistungsstarke Wärmebehandlung für Stahl, die eingesetzt wird
Das Vakuumhärten kommt immer dann zum Einsatz, wenn eine hohe Härte und exakte Maßhaltigkeit und eine metallisch blanke Oberfläche gefordert sind. Diese Technik hat sich besonders im Werkzeug- und Maschinenbau etabliert, da sie präzise Ergebnisse liefert und gleichzeitig Nacharbeit reduziert.
Der zentrale Unterschied zu klassischen Härteverfahren liegt im Prozessumfeld. Beim Vakuumhärten werden die Bauteile in einem luftleeren Ofen, dem Vakuum, erwärmt. Durch den vollständigen Ausschluss von Sauerstoff wird die Oberfläche während der Wärmebehandlung geschützt. Oxidation, Zunderbildung oder Randentkohlung treten somit nicht auf. Die Werkstücke kommen nach dem Härten metallisch blank aus dem Ofen.
Während des Prozesses werden die Bauteile gleichmäßig auf eine hohe Temperatur erhitzt. In diesem Zustand verändert sich das innere Gefüge des Stahls, wodurch ein späteres Härten erst möglich wird. Nach einer definierten Haltezeit, folgt das Abschrecken, also das schnelle Abkühlen des Materials. Anders als beim Abschrecken mit flüssigen Medien, geschieht dies im Vakuumofen meist mit Gasen wie Stickstoff oder Helium. Meist wird dabei mit erhöhtem Druck gearbeitet, um eine ausreichend schnelle und gleichmäßige Abkühlung sicherzustellen.
Das gasförmige Abschreckmedium hat entscheidende Vorteile. Es kühlt die Bauteile kontrollierter und homogener ab als flüssige Medien. Dadurch entstehen geringere thermische Spannungen im Werkstück. Verzug, Risse oder Maßabweichungen werden deutlich reduziert. Dies ist besonders bei komplexen Geometrien, engen Bohrungen oder Sacklöchern von Vorteil, da das Gas alle Bereiche gleichmäßig erreicht.
Ein weiterer Pluspunkt des Vakuumhärtens ist die Oberflächenqualität der Bauteile. Da im Prozess keine Reaktion mit Sauerstoff stattfindet, bleiben die Bauteile sauber und blank. Aufwendige Nachbearbeitungsschritte wie Schleifen, Strahlen oder Reinigen sind in der Regel nicht erforderlich. Das spart Zeit, Kosten und erhöht die Prozesssicherheit für Folgeschritte.
Im Vakuum werden vor allem Stähle gehärtet, die keine sehr hohen Abkühlgeschwindigkeiten benötigen. Dazu zählen hochlegierte Werkzeug- u. Schnellarbeitsstähle, sowie Warmarbeits– und Kaltarbeitsstähle, ebenso wie viele legierte Stähle mit signifikanten Anteilen an Chrom, Nickel oder Molybdän.