Induktionshärten

Wie Induktionshärten bei Stahl funktioniert

Beim Induktionshärten wird die Werkstückoberfläche oder ein begrenzter Bereich durch induzierte Ströme erwärmt. Nach dem Erreichen der Härtetemperatur folgt das Abschrecken, wodurch die erhitzte Randzone gehärtet wird. Die erreichbare Wirkung hängt unter anderem vom Stahl, von der Bauteilgeometrie, von der Erwärmungsdauer und von der Prozessführung ab. Das Verfahren eignet sich vor allem für härtbare Stähle und für Bauteile, bei denen die Funktion an der Oberfläche liegt.

Typische Bauteile und Einsatzfälle

Induktionshärten wird für Bauteile verwendet, deren Oberflächen lokal hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Dazu gehören beispielsweise Wellen, Zapfen, Lagerstellen, Rollen, Bolzen, Nocken, Führungsflächen oder Zahnkonturen. Besonders geeignet ist das Verfahren, wenn nur einzelne Funktionsflächen behandelt werden sollen und das restliche Bauteil unverändert bleiben soll. Auch bei wiederkehrenden Seriengeometrien ist das Verfahren verbreitet, weil sich die Erwärmung gut auf definierte Zonen ausrichten lässt.

Verfahrensvarianten und beeinflussende Faktoren

Die Ausführung des Induktionshärtens richtet sich nach Bauteilgeometrie, Härtetiefe und zu behandelnder Fläche. Üblich sind stationäre Verfahren für einzelne Zonen sowie fortschreitende Verfahren, bei denen längere Konturen abschnittsweise gehärtet werden. Wesentlichen Einfluss haben die Spulengeometrie, die Frequenz, die eingebrachte Energie, die Erwärmungszeit und die Art des Abschreckens. Je nach Anforderung können Aussenflächen, Innenkonturen oder nur partielle Bereiche behandelt werden.

Abgrenzung zu anderen Wärmebehandlungen

Induktionshärten unterscheidet sich von thermochemischen Verfahren wie Einsatzhärten, Carbonitrieren oder Nitrieren, weil dabei keine gezielte Änderung der Randschicht durch Stoffeintrag erfolgt, sondern eine schnelle lokale Erwärmung und Härtung des vorhandenen Werkstoffs. Gegenüber Flammhärten wird die Wärme nicht durch eine Flamme, sondern elektromagnetisch eingebracht. Im Unterschied zum Laserstrahlhärten erfolgt die Energieeinbringung über eine Induktionsspule. Innerhalb der Wärmebehandlung von Stahl gehört Induktionshärten damit zu den Verfahren für lokal begrenzte Randschichthärtung.