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| Wärmebehandlung | Wärmebehandlung beschreibt in der Metallverarbeitung Verfahren zur Einstellung technologischer Eigenschaften von Werkstoffen bei erhöhten Temperaturen. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie immer in einem Temperaturbereich stattfinden, in dem das Wärmebehandlungsgut im festen Zustand ist.
Bei Stählen kann dies beispielsweise sein - Spannungsarmglühen
- Weichglühen
- Normalglühen (Normalisieren)
- Hochglühen (Grobkornglühen)
- Rekristallisationsglühen
- Härten
- Einsatzhärten
- Anlassen
- Aufkohlen
- Nitrieren
- Oberflächenhärten
- Tempcore-Verfahren
oder die Vereinigung mehrerer Verfahren, wie z.B. Aber auch andere Metalle und deren Legierungen sowie Kunststoffe werden zur gezielten Einstellung ihrer Eigenschaften wärmebehandelt. Wärmebehandlungen an Keramiken werden üblicherweise nur im Rahmen des Herstellungsprozesses (beim Sintern) durchgeführt.Der zu behandelnde Werkstoff durchläuft verschiedene Temperaturen in unterschiedlichen Zeiten (Temperatur-Zeit-Verlauf) und wird anschließend in Abhängigkeit von Werkstoff und Verfahren in unterschiedlichen Medien unterschiedlich schnell abgekühlt. Die Reichweite erstreckt sich hierbei von der Ofenabkühlung bis hin zum schroffen Abschrecken, um bestimmte technologische Eigenschaften (Festigkeit, Härte, Zähigkeit, Gefüge, etc.) einzustellen.
Zusätzlich können chemische Einflüsse, mechanische oder andere Beanspruchungen gezielt wirken. Das jeweilige Verfahren wird in geeigneten Wärmebehandlungsanlagen durchgeführt.
Es können allerlei Werkstoffe speziell zur Erhöhung der Festigkeit wärmebehandelt werden, z.B. bestimmte Legierungen des Aluminiums und Titans (Aushärten) und des Kupfers. Hierbei liegt in allen Fällen ein Lösungsglühen mit Abschreckung und anschließender Ausscheidungshärtung vor. Alle metallischen Werkstoffe können (falls erwünscht oder für weitere Verarbeitung notwendig) weichgeglüht werden. Mitunter ist dies als Zwischenschritt bei der Kaltumformung sogar zwingend notwendig.
Für die Wirtschaftlichkeit eines Werkzeuges oder Bauteiles ist die sorgfältige Wärmebehandlung von ausschlaggebender Bedeutung. So kann ein hochlegierter Werkzeugstahl, wenn er falsch wärmebehandelt wurde, schlechtere technologische Eigenschaften haben, als ein niedrig legierter Stahl, welcher richtig wärmebehandelt wurde. Ein hochwertiger, korrekt wärmebehandelter Werkzeugstahl wird dagegen immer bessere Eigenschaften für den jeweiligen Anwendungsfall aufweisen. |
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| Werkzeugschneide | Unter Werkzeugschneide versteht man eine geometrisch bestimmte Schneide, die der Trennung eines Werkstoffes dient. Die genaue Form der Schneide eines Schneidwerkzeugs wird als Schneidengeometrie bezeichnet und gibt dem Werkzeug die erforderliche Schärfe. Herstellung und Pflege (Werkzeugschleifen) von Schneiden obliegt dem Schneidwerkzeugmechaniker. |
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| Werkzeugstahl | Der Kohlenstoffanteil unlegierter Werkzeugstähle liegt zwischen 0,5 % und 1,5 %, oft sind noch geringe Mengen Wolfram enthalten. Durch eine Vergütung wird ihre Oberflächenhärte drastisch erhöht, die Aufhärtbarkeit ist dabei im Wesentlichen vom Kohlenstoffgehalt des Stahls abhängig. Allerdings sind unlegierte Werkzeugstähle nicht durchhärtbar und auch nicht für hohe Betriebstemperaturen geeignet, da schon bei ca. 200°C der temperaturbedingte Härteabfall eintritt. Deswegen fallen die unlegierten Werkzeugstähle in die Kategorie Kaltarbeitsstahl.
Hergestellt werden aus diesem Stahl einfache Schneidplatten und Stempel sowie Zieh- und Biegewerkzeuge.
Legierte Werkzeugstähle werden in höher beanspruchten Werkzeugen eingesetzt und sind meistens Durchhärter. Zudem verziehen sie sich beim Härten nicht so sehr, je nach dem welche Legierungselemente vorhanden sind. Diese sind oft Chrom, Mangan, Molybdän, Nickel und Wolfram.
Man unterscheidet Kaltarbeitsstahl (Betriebstemperatur bis 200°C), Warmarbeitsstahl (Betriebstemperatur ab 200°C) und Schnellarbeitsstahl (Betriebstemperatur bis 600°C). |
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