Premium Wärmebehandlung von RÜBIG

Einsatzhärten – Qualität durch Wärmebehandlung

Einsatzhärten mit Tradition.

Das Einsatzhärten zählt zu den traditionellsten, thermochemischen Wärmebehandlungsverfahren. In enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden können Bauteile auf maximale Maßhaltigkeit und engste Toleranzen optimiert werden.

Einsatzhärten ist eine Kombination aus Aufkohlungs- und Härteprozess inklusive Anlassen. Dabei bildet sich ein aufgekohlter Randbereich mit einem Gehalt von 0,6 - 0,8 % Kohlenstoff, der zum Kern hin kontinuierlich abnimmt. Einsatzhärten ist nicht gleich Einsatzhärten. Unter R.CARB+® finden Sie die verschiedenen Einsatzhärteverfahren von RÜBIG. Enge Toleranzen und höchste Reproduzierbarkeit sind selbstverständlich. Auch Härte- und Maßstabilität zeichnen die R.CARB+® Verfahren von RÜBIG aus.

Werkstücke, die mit R.CARB+® behandelt werden, weisen eine erhöhte Dauerfestigkeit, einen verbesserten Verschleißwiderstand und eine Kombination aus hartem, verschleißbeständigem Rand und zähem Kern auf. Das Verfahren eignet sich besonders für Getriebeteile, Zahnräder, Wellen u. a.

Einsatzhärten erklärt: verschleißfest & belastbar

Warum Randschicht und Oberfläche beim Einsatzhärten entscheidend sind

Die Leistungsfähigkeit einsatzgehärteter Bauteile entscheidet sich vor allem in der Randschicht. Dort muss die Oberfläche hohen Kontaktkräften, Reibung und Verschleiß standhalten, ohne dass der Kern seine Zähigkeit verliert. Durch eine gezielte Aufkohlung wird der Kohlenstoffgehalt im äußeren Bereich so eingestellt, dass Härteverlauf und Einsatzhärtungstiefe zur späteren Belastung passen.

Für RÜBIG steht nicht nur die erreichte Härte im Vordergrund, sondern die reproduzierbare Funktion des gesamten Bauteils. Eine gleichmäßig ausgebildete Randschicht unterstützt Dauerfestigkeit und Verschleißschutz, während die Oberfläche maßhaltig und prozesssicher bleibt. Die Aufkohlung wird deshalb auf Werkstoff, Geometrie und geforderten Kohlenstoffgehalt abgestimmt.

Besonders bei Zahnrädern, Wellen und Getriebeteilen ist die richtige Balance entscheidend. Die Randschicht übernimmt die Beanspruchung im Kontaktbereich, die Oberfläche bleibt widerstandsfähig gegen Abrieb und Druckbelastung. Gleichzeitig muss die Aufkohlung so geführt werden, dass der Kohlenstoffgehalt nicht nur nominell passt, sondern auch im Bauteilquerschnitt den gewünschten Verlauf zeigt.

Diese Prozessführung ist wichtig, wenn enge Toleranzen, Maßstabilität und dokumentierte Qualität gefordert sind. Die Randschicht wird über Prüfschritte wie Härteverlauf und Einsatzhärtungstiefe bewertet, die Oberfläche zusätzlich hinsichtlich Bauteilzustand und Weiterverarbeitbarkeit betrachtet. So lässt sich nachvollziehen, ob Aufkohlung und Kohlenstoffgehalt die technischen Anforderungen erfüllen.

Der Nutzen zeigt sich im späteren Einsatz: Eine definierte Randschicht reduziert Verschleiß, eine belastbare Oberfläche erhöht die Lebensdauer, und eine kontrollierte Aufkohlung schafft die Basis für gleichbleibende Ergebnisse. Der passende Kohlenstoffgehalt ist dabei ein zentraler Faktor für stabile Bauteileigenschaften. Damit werden Aufkohlung und Kohlenstoffgehalt nicht isoliert betrachtet, sondern als Teil einer belastbaren Wärmebehandlung.

Vorteile von R.CARB+®

Enge Toleranzen.

Höchste Reproduzierbarkeit.

Härte- und Maßstabilität.

Standard- und Sonderwärmebehandlungen für Ihre Bauteile.

R.Carb+® Verfahren im Überblick

Einsatzhärten

Nach dem Härteprozess entsteht ein Rand mit hoher Härte und einem weichen, zähen Kern. Für den Prozess der Aufkohlung eignen sich Einsatzstähle mit weniger als 0,25 Massenprozent Kohlenstoff.

Vorteile:

Erhöhte Dauerfestigkeit
Gesteigerter Verschleißwiderstand
Kombination aus hartem, verschleißbeständigen Rand und zähem Kern
Aufkohlen verbessert die Belastbarkeit von Bauteilen.

SCHUTZGASHÄRTEN

Bei diesem Durchhärteprozess werden die Bauteile (z. B. Werkzeuge) in einer reaktiven Atmosphäre vor einer negativen Beeinflussung der Randzone (z. B. Entkohlung) geschützt. Abgeschreckt wird beim Schutzgashärten in einem Ölbad, dadurch können auch unlegierte und niedriglegierte Stähle durchgehärtet werden. Durch weitere Behandlungen lassen sich Festigkeit, Zähigkeit, Verschleißbeständigkeit und andere Eigenschaften in einem weiten Bereich einstellen. Schutzgashärten eignet für Vergütungsstähle (z. B. 1.7225), Kugellagerstahl (z.B. 1.3505) und Kohlenstoffstähle (z.B. C45).

Nutzen:

Verbesserung der physikalischen Bauteileigenschaften

Schutzgashärten Datenblatt

Carbonitrieren

Beim Carbonitrieren wird die Randzone eines Bauteils nicht nur mit Kohlenstoff, sondern zusätzlich mit Stickstoff angereichert. Dadurch wird die Härtbarkeit verbessert, was es ermöglicht, auch unlegierte Stähle (Baustähle) zu behandeln. Ähnlich wie beim Einsatzhärten entsteht ein harter und verschleißfester Randbereich mit hoher Festigkeit, während der Kern des Bauteils zäh bleibt.

Dieses Verfahren eignet sich besonders gut für bestimmte Bauteile wie Getriebeteile (Hohlräder, Stirnräder), Kurbelwellen und Antriebswellen. Eine spezielle Variante dieses Verfahrens ist das "HighCarb"-Verfahren, das durch eine besondere Prozessführung zu einer verbesserten Anlassbeständigkeit und Härtbarkeit führt. Dadurch werden die Bauteile besonders widerstandsfähig und langlebig.

Stärken:

Auch für unlegierte Stähle geeignet

High Carb

High Carb stellt eine Sondervariante des Carbonitrierens dar und führt zu einer verbesserten Härtbarkeit und
Anlassbeständigkeit.

Einsatzgebiet:

Zum Einstellen der Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften für spezielle Bauteilgeometrien mit sehr hohen Anforderungen
Erhöhung des Verschleißschutzes und der Dauerfestigkeitseigenschaften
Erhöhung der Einsatztemperatur einsatzgehärteter Bauteile

Branchen:

Werkzeugbau
Automotive
Aerospace

High Carb Datenblatt

Aufkohlen

Beim Aufkohlen wird die äußere Schicht eines Stahls, üblicherweise Einsatzstähle, mit Kohlenstoff angereichert. Anschließend erfolgt eine langsame Abkühlung unter Schutzgasatmosphäre, um keine zusätzliche Härte zu erzeugen. Dadurch können die Bauteile bearbeitet werden, bevor der eigentliche Härteprozess stattfindet. Ein großer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass durch die Abdeckung kein zusätzliches Nacharbeiten erforderlich ist.

Werkstoffe, die für die Aufkohlung geeignet sind, weisen Kohlenstoffgehalte unter 0,25 Massenprozent auf und sind häufig Einsatzstähle.

Für Branchen:

Werkzeug- und Maschinenbau
Automotive
Landmaschinen
Aerospace

Vergüten

Beim Vergüten handelt es sich um eine besondere Kombination von Durchhärteverfahren (wie Vakuum- oder Schutzgashärten) und einem anschließenden Anlassen bei hoher Temperatur. Dieser Prozess wird auch oft als "QT" (quenched and tempered) abgekürzt.

Die Anlassbehandlung erfolgt bei hohen Temperaturen bis zu 700° C, um ein optimales Gleichgewicht aus Festigkeit und Zähigkeit zu erreichen. Daher ist das Vergüten besonders wichtig und sinnvoll für Bauteile, die dynamischen Belastungen, z.B. Wellen, ausgesetzt sind.

Geeignete Werkstoffe:

Vergütungsstähle
Nitrierstähle
Werkzeugstähle (Kalt-, Warm-und Schnellarbeitsstähle)

Mehrwert:

Gute Kombination von Zähigkeit und Festigkeit

Tiefkühlen

Das Tiefkühlen erfolgt normalerweise bei Temperaturen von bis zu -120° C und dauert einige Stunden. Eine zusätzliche Variante ist die sogenannte Cryotreatment oder Cryobehandlung. Bei diesem Verfahren wird die Temperatur sogar bis zu -196° C gesenkt und die Haltezeit geht weit über die übliche Durchwärmdauer hinaus.

Tiefkühlen ist immer dann sinnvoll oder notwendig, wenn Bauteile folgende Anforderungen erfüllen müssen:

Hohe Verschleißbeständigkeit:
Durch das Tiefkühlen erfolgt eine Umwandlung des Restaustenits in Martensit, was zu einer Erhöhung der Härte führt.

Maß- und Formstabilität:
Durch das Tiefkühlen wird ein stabiles und homogenes Gefüge erzielt, das während des Einsatzes kaum oder gar keine Veränderungen aufweist.

ANlassen

Beim Anlassen wird Stahl auf Niedrigtemperatur erwärmt, um Eigenschaften wie die Härte und Zähigkeit gezielt abzustimmen. In der Regel sollen durch das Anlassen Spannungen abgebaut werden, die durch vorheriges Härten der Werkstoffe aufgebaut wurden.