Flammhärten

Das Flammhärten gehört zur Gruppe der Randschichten-Verfestigungsverfahren und eignet sich für Stähle mit Kohlenstoffgehalten zwischen 0,4 und 0,7 % bzw. zur Oberflächenhärtung von Gusseisen- und Stahlgusserzeugnissen.

Der Anwendungsbereich beschränkt sich vor allem auf Einhärtetiefen von 1 bis 6 mm. Und vor allem für große Werkstücke mit Wanddicken über 15 mm sowie für ein partielles Randschichthärten funktionaler Flächen.

Das Flammhärten erfordert einen geringen technischen Aufwand und ist nahezu unabhängig von der konstruktiven Gestalt der Gussstücke anwendbar. Die zum Flammhärten nutzbaren Einrichtungen können dabei von einfachen Handbrennern bis hin zu programmgesteuerten Spezialmaschinen reichen. Die Erwärmung erfolgt in der Regel über Gasbrenner mit Sauerstoff-Erdgas- oder Acetylen-Gemischen mit einem 10 bis 20 %-igen Sauerstoffüberschuss. Die Abkühlung erfolgt meist über eine nachgeschaltete Druckwasserbrause, wobei die Randschicht durch Martensit- oder Ledeburitbildung gehärtet wird (Bild 1). Anstelle von Wasser können beim Härten empfindlicher Stähle und Gussstücke auch Emulsionen mit Öl-ähnlichem Abschreckcharakter verwendet werden.

Die Verfahrenstechniken des Flammhärtens werden unterteilt in die Hauptgruppen Mantelhärten und Linienhärten und dabei in folgende Untergruppen:

Mantelhärten: Standhärten, Pendelhärten, Umlaufhärten
Hier erfolgt die Vorgehensweise in zwei Arbeitsgängen: zunächst erfolgt eine vollständige Erwärmung des Gussteiles und daraufhin das Abschrecken des gesamten Gussstückes.

Linienhärten: Vorschubhärten, Schlupfhärten, Umlaufvorschubhärten
Erhitzen und Abschrecken erfolgt in einem Arbeitsgang, eine schmale Zone wird erhitz und durch einen gezielten Druckwasserbrausestrahl abgekühlt. Das Härten erfolgt somit linien- oder zeilenförmig.

Infolge der sehr hohen Aufheizgeschwindigkeit und deren Einfluss auf die AC3-Temperatur liegt die Härtetemperatur beim Flammhärten um ca. 50 °C über derjenigen des konventionellen Härtens und lässt sich nach Glg. 1 näherungsweise bestimmen zu:

Glg. 1: T_H = A_C_3 + 100

Die Einhärtetiefe ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Werkstückquerschnitt, Brennereinstellung und Erhitzungsdauer. Der Härteverzug beim Flammhärten ist im Allgemeinen etwas geringer als bei normal gehärteten Teilen.

Weiterführende Stichworte:
Brennhärten
Härte
Härtbarkeit
Härtespannung
Härtung
Härtungsgrad

Literatur:
Spur G., Stöferle Th., Handbuch der Fertigungstechnik, Band 4, Carl Hanser Verlag, München Wien, 1987.

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