Wärmebehandlung von Zahnrädern, Wellen usw.

Verschleißschutz durch Wärmebehandlung





















Fragen zur Wärmebehandlung


1. Welche Teile werden in der Härterei gehärtet?
2. Wieviele Teile werden am Tag gehärtet?
3. Welche Härteverfahren werden durchgeführt?
4. Welche Teile werden randschichtgehärtet und welche durchgehärtet?
5. Wie oft und wie werden die Werkstücke geprüft?
6. Welche Härteprüfverfahren werden angewendet?
7. Aus welchen Werkstoffen bestehen die Härteteile?
8. Auf welche Härtewerte werden die Teile gehärtet?
9. Welche Fehler können beim Härten auftreten?
10. Wie kann man diese Fehler vermeiden?
11. Was geschieht, wenn die Härtetiefe größer oder kleiner als vorgegeben ist?
12. Was bedeutet Carbonitrieren?
13. Welche Temperaturen werden beim Härten erreicht?
14. Wie werden die gehärteten Teile abgeschreckt?
15. Welche Parameter lassen sich an den Härteöfen einstellen?
16. Welchen Einfluss haben diese Parameter jeweils?
17. Gibt es eine weitere Wärmebehandlung nach dem Härten?
18. Welche Teile werden Festigkeitsgestrahlt und warum?
19. Welche Ofenarten sind in der Härterei im Einsatz?
20. Wieviele Arbeiter sind in der Härterei in wievielen Schichten beschäftigt?
21. Welche Qualifikationen braucht man in der Härterei?
22. Wie sind die Aufstiegschancen für die Mitarbeiter?


Härterei

Unsere Gruppe hatte die Aufgabe die Härterei in Halle 1 zu besichtigen und über die Tätigkeiten zu berichten.

In der Härterei arbeiten insgesamt 350 Mitarbeiter, die in vier Schichten (3+1) eingeteilt sind. Am Tag werden 260.000 Teile und bis zu 1200 verschiedene Teile gehärtet, wie z.B.: Wellen, Zahnräder und viele Kleinteile. In Durchstoßöfen wird ein Randschichthärteverfahren – das Carbonitrieren durchgeführt.

Die Grünteile werden in Härteroste verpackt und in den Durchstoßofen geschoben. Je nach Einsatzhärtetiefe bleiben die Werkstücke ca. 6 bis 8 Std. in dem Ofen. In den Durchstoßofen passen 20 Roste, der Ofen besitzt insgesamt 30 Brenner- auf jeder Seite 15 Brenner. Die Brenner werden mit Erdgas betrieben. Die Ofentemperatur beträgt bis zu 980°C. Zusätzlich wird in den Durchstoßofen Propan, Ammoniak und Endogas zugeführt. Endogas und Propan dienen zum Aufkohlen, mit Ammoniak wird die Randschicht nitriert. Nach diesem Vorgang werden die Werkstückroste in ein Ölbad mit 80°C getaucht. Von da aus werden die Teile in die Waschmaschine gefördert wo sie anschließend gewaschen werden. Zuletzt kommen die Teile für 5-6 Std. in den Anlassofen, dieser ist 160°C warm. Durch das Anlassen wird die Randschicht zäher. Werkstückstellen die nicht gehärtet werden sollen, werden mit Härteschutzpaste beschmiert. Bohrungen, deren Randschicht nicht gehärtet werden soll, werden auf einen verkupferten Dorn gesteckt.

In der Härterei gibt es noch die Drehherdöfen, wo Teile gehärtet und gleichzeitig gepresst werden. Dieses Verfahren wird bei Werkstücken durchgeführt, bei denen die Gefahr des Verziehens besteht. Das Verfahren wird als Pressenhärten bezeichnet. Bei allen Härteverfahren werden alle 2 Std. Stichproben (Härteprüfung) durchgeführt, um I. O. Teile zu erhalten.

Die nächste Bearbeitungsstation ist das Festigkeitsstrahlen. Hier werden Stahlkörner mit hoher Geschwindigkeit auf die Werkstückoberfläche gestrahlt, wodurch die Oberfläche verdichtet wird. Anschließend werden z.B. Schaltmuffen in einem runden Behälter, gefüllt mit Schleifsteinen, gerüttelt und somit die Oberfläche geglättet.

Nach dem Härteverfahren sind viele, insbesondere lange Wellen um 1.2mm- 2mm krumm. Deshalb kommen sie in eine Richtmaschine. dort wird der Rundlauf gemessen und die festgestellte Unwucht durch Biegen gerichtet.

Gruppe: Mine, Natalie, Ferdi, Christian, Ismail und Ibrahim.



Prüfanweisung für Härteteile

Auszug aus einer Prüfanweisung




























Härterei-Werkstoffprüflabor

Unsere Gruppe hatte die Aufgabe sich über die Aufgaben des Prüflabors zu informieren und sich dieses näher anzuschauen. In diesem Labor wird einmal am Tag ein Prüfteil (von jedem Bauteil) geprüft. Der Anlagenführer entnimmt dem laufenden Prozess ein Teil und bringt es zum Prüfen in das Labor. In dem Labor arbeiten 9 bis 12 Personen in drei Schichten. Die Angestellten in diesem Labor haben eine WerkstoffprüferAusbildung, diese Ausbildung wird nur nach Bedarf angeboten. Die Aufgaben der Prüfer sind Härteprüfungen und Gefüge-Überwachung (Metallographie). Es werden Zahnräder, Wellen und Schiebemuffen geprüft. An diesen Werkstücken wird auch die Härte und die Einsatzhärtetiefe gemessen!

An den Teilen wird ein Segment (Verzahnungsstück) rausgetrennt, anschließend werden die Bruchstücke geschliffen, poliert (geläppt) und in einem Säurebad (verdünnte Salpetersäure) geätzt. Durch die Metallographie wird das Gefüge überprüft mittels eines Mikroskops.

Dann erfolgt die Härteprüfung mit einer Vickersprüfvorrichtung (Kleinlasthärteprüfung).

Das Prüfen verläuft wie folgt: Nullpunkt an der Maschine einstellen, an der Randkante wird ein Messpunkt in der Verzahnung gemessen dies geschieht per Hand. Danach wird der Härtewert (HV) bestimmt. In einem weiteren Verfahren wird die EHT (Einsatzhärtetiefe) gemessen; In einer automatischen Vickersprüfmaschine, die mehrere Prüfpunkte im Abstand von 0,1mm an der Randschicht setzt, solange bis der Härtewert nachlässt. Die Maschine erstellt ein Prüfprotokoll wo man sieht wie tief die Härte ist. Diese Prüfergebnisse werden in ein Regelkartensystem eingetragen. Dort ist die Eingriffsgrenze angegeben und wenn die gemessenen Werte zu nah oder über diese Grenze gehen, muss der Härteprozess nachgeregelt werden.

Das dritte und letzte Verfahren nach dem geprüft wird ist das Röntgen mit einem Röntgendefraktometer. Damit wird die Oberflächenspannung die durch das Festigkeitsstrahlen erzeugt wird geprüft. Das Ergebnis der Prüfung ist ein Zahlenwert, der die Druckspannung im Randbereich der Werkstücke mit Hilfe einer Gitterabstandsmessung ermittelt.

Wenn festgestellt werden sollte, dass die Werkstoffeigenschaften nicht in Ordnung sind, muss man die Parameter am Härteofen nachstellen. Um nachzuvollziehen welche Parameter N.I.O sind, muss in der Maschinensteuerung nachgesehen werden welche Betriebsparameter in der Maschine gefahren wurden (z.B. Temperatur, Taktzeit, Kohlenstoffgehalt, Stickstoffgehalt usw.). Diese Angaben werden zweifach gespeichert in dem Maschinenspeicher 24 Std. lang und dauerhaft auf einer Schreiberrolle. Je nach Fehlerart und Auswertung der Betriebsparameter legt das Prüflabor fest, welche Maschinenparameter am Härteofen geändert werden müssen. Weiterhin legt das Labor fest, ob Teile nachbehandelt werden können also z.B. in einer schnelleren Taktzeit erneut durch den Härteofen befördert werden müssen.

Gruppe: Markus, Stephanie, Sebastian, Rene, Lokman



Karbidausscheidungen im Randgefüge

Schliffbild Karbidausscheidung



























C45 im unbehandelten Zustand

Schliffbild C45



























C45 gehärtet

Schliffbild C45 gehärtet