Impulshärten

Ablauf des Impulshärtens bei Stahl

Beim Impulshärten wird die Wärme in kurzen, zeitlich begrenzten Energieeinträgen in die zu härtende Zone eingebracht. Der betroffene Bereich wird dabei auf Härtetemperatur gebracht und anschliessend rasch abgeschreckt. So entsteht bei geeigneten Stählen eine harte Rand- oder Teilzone, während angrenzende Bereiche vergleichsweise wenig thermisch belastet werden. Erreichbare Härtetiefe und Härteverlauf hängen unter anderem vom Werkstoff, vom Ausgangsgefüge, von der Bauteilform und von den Prozessparametern ab.

Typische Einsatzfälle für lokal gehärtete Stahlbauteile

Das Verfahren wird eingesetzt, wenn einzelne Funktionsflächen höhere Beständigkeit gegen Verschleiss, Druckbeanspruchung oder rollende Belastung benötigen. Typische Anwendungen sind beispielsweise Lagerstellen, Laufbahnen, Konturen, Kanten oder andere lokal beanspruchte Zonen an Stahlteilen. Impulshärten eignet sich insbesondere dann, wenn der Kern des Bauteils zäh bleiben soll oder wenn nur bestimmte Bereiche nachträglich gehärtet werden müssen. Auch bei Bauteilen mit begrenzten Wärmefenstern kann die kurze Energieeinbringung verfahrenstechnisch sinnvoll sein.

Einflussgrössen bei Impulsdauer, Energieeintrag und Abschreckung

Die Qualität des Ergebnisses wird wesentlich durch die Dauer und Intensität der einzelnen Impulse bestimmt. Hinzu kommen Lage und Grösse der zu behandelnden Zone, die Anzahl der Impulse sowie die Art und Geschwindigkeit der Abkühlung. In der Praxis wird der Prozess auf den jeweiligen Stahl abgestimmt, damit Oberflächenhärte, Randzonentiefe und Übergang zum Grundwerkstoff den Anforderungen entsprechen. Je nach Bauteil kann das Verfahren punktuell, abschnittsweise oder für wiederkehrende Geometrien automatisiert ausgeführt werden.

Abgrenzung zu Induktionshärten, Flammhärten und thermochemischen Verfahren

Impulshärten beschreibt in erster Linie die zeitlich kurze, taktweise Wärmebeaufschlagung einer definierten Zone. Davon zu unterscheiden sind Verfahren, die vor allem über die Art der Energiequelle beschrieben werden, etwa Induktionshärten, Flammhärten oder Laserstrahlhärten. Zum Induktionshärten besteht eine inhaltliche Nähe; je nach Anlagentechnik kann sich beides überschneiden, der Schwerpunkt liegt beim Impulshärten jedoch auf der impulsförmigen Prozessführung. Gegenüber Einsatzhärten, Aufkohlen, Carbonitrieren oder Nitrieren wird beim Impulshärten keine diffusionsgestützte Anreicherung der Randschicht angestrebt, sondern eine direkte lokale Härtung durch Erwärmen und Abschrecken.