Vakuumhärten – saubere Oberflächen und hohe Maßhaltigkeit

Vakuumhärten ist ein Wärmebehandlungsverfahren für hochlegierte Stähle und Werkzeugstähle. Die Bauteile werden unter Vakuum kontrolliert auf Härtetemperatur erwärmt und anschließend gezielt abgeschreckt. Das Verfahren ermöglicht hohe und reproduzierbare Härtewerte bei gleichzeitig sauberen Bauteiloberflächen.

Wir stimmen den Härteprozess individuell auf Werkstoff, Bauteilgeometrie, gewünschte Härte sowie die Anforderungen an Maßhaltigkeit und Verzug ab. Der gesamte Prozess wird automatisch überwacht und dokumentiert. So können wir Wärmebehandlungsprozesse auch in der Serienfertigung exakt reproduzieren und eine gleichbleibend hohe Qualität sicherstellen.

Unsere Möglichkeiten für Vakuumhärten

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prozessgesteuerte Vakuumöfen
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x 922 x 850 mm Ofengröße
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kg maximales Bauteilgewicht
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Abschreckmedien: Argon · Stickstoff · Öl

Für das Vakuumhärten stehen uns vier prozessgesteuerte Vakuumöfen zur Verfügung. Bei der Gasabschreckung mit Stickstoff oder Argon können wir Bauteile bis 1.500 × 900 × 850 mm behandeln. Für Bauteile, die eine stärkere Abkühlwirkung erfordern, steht zusätzlich eine Ölabschreckung für Abmessungen bis 900 × 600 × 300 mm zur Verfügung.

Abschrecken mit Argon, Stickstoff oder Öl

Je nach Werkstoff, Bauteilgeometrie, Abmessungen und gewünschtem Härteergebnis können wir die Bauteile mit Argon, Stickstoff oder im Ölbad abschrecken. Durch die Wahl des geeigneten Abschreckmediums können wir Abkühlgeschwindigkeit, Härteergebnis, Maßhaltigkeit und Prozessdauer gezielt auf die jeweilige Anforderung abstimmen.

Argon ist ein inertes Schutzgas und reagiert nicht mit dem Bauteil. Insbesondere bei Werkstoffen, bei denen eine unerwünschte Stickstoffaufnahme vermieden werden soll, bietet die Argonabschreckung Vorteile. Der kontrollierte Prozess ermöglicht eine hohe Reproduzierbarkeit.

Stickstoff: Die Gasabschreckung mit Stickstoff eignet sich für viele Werkzeugstähle und Anwendungen. Sie ermöglicht eine kontrollierte Abkühlung bei sauberen Bauteiloberflächen und stellt für viele Bauteile eine wirtschaftliche Lösung dar.

Öl: Die Ölabschreckung bietet eine höhere Abkühlwirkung als die Gasabschreckung und kann deshalb bei geeigneten Werkstoffen oder größeren Querschnitten erforderlich sein. Welches Abschreckmedium optimal ist, hängt von Werkstoff, Bauteilgeometrie und den geforderten Eigenschaften ab.

Welche Vorteile bietet Vakuumhärten?

Saubere Bauteiloberflächen

Die Wärmebehandlung unter Vakuum reduziert Oxidation und unerwünschte Veränderungen der Oberfläche. Dadurch bleiben die Bauteiloberflächen sauber und der Aufwand für eine anschließende Nachbearbeitung kann reduziert werden.

Hohe Maßhaltigkeit

Die präzise Steuerung von Erwärmung, Haltezeit und Abkühlung ermöglicht eine kontrollierte Wärmebehandlung. Das ist insbesondere bei Präzisions­werkzeugen und Bauteilen mit engen Toleranzen von Bedeutung.

Reproduzierbare Härteergebnisse

Temperaturführung, Haltezeiten und Abkühlung werden auf Werkstoff und Bauteilgeometrie abgestimmt und während des Prozesses überwacht. Dadurch lassen sich definierte Prozesse zuverlässig reproduzieren.

Geeignet für anspruchsvolle Werkzeugstähle

Vakuumhärten eignet sich insbesondere für hochlegierte Werkzeugstähle, bei denen hohe Härte, saubere Oberflächen und kontrollierte Maßänderungen gefordert sind.

Geeignete Werkstoffe für Vakuumhärten

Vakuumhärten eignet sich besonders für hochlegierte Werkzeugstähle, bei denen hohe Härte, Verschleißbeständigkeit, Maßhaltigkeit und saubere Oberflächen gefordert sind. Härteparameter und Abschreckung werden dabei auf den jeweiligen Werkstoff, die Bauteilgeometrie und die gewünschten Eigenschaften abgestimmt.

1.2379

X153CrMoV12
Kaltarbeitsstahl

Hohe Verschleißfestigkeit und gute Maßbeständigkeit. Vakuumhärten eignet sich daher besonders für Schneid- und Stanzwerkzeuge, Matrizen und Stempel aus 1.2379.

Vakuumhärten: sehr gut geeignet

1.2343

X37CrMoV5-1
Warmarbeitsstahl

Hohe Zähigkeit und gute Warmfestigkeit. Typische vakuumgehärtete Anwendungen sind Druckgusswerkzeuge, Formen und thermisch hochbeanspruchte Werkzeugkomponenten.

Vakuumhärten: sehr gut geeignet

1.2344

X40CrMoV5-1
Warmarbeitsstahl

Hohe Warmfestigkeit bei guter Verschleißbeständigkeit und Zähigkeit. Besonders relevant für Druckgussformen, Formeinsätze und thermisch hochbeanspruchte Werkzeuge.

Vakuumhärten: sehr gut geeignet

Weitere geeignete Werkstoffe

1.2367

X38CrMoV5-3
Warmarbeitsstahl

Hohe Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischer Beanspruchung. Geeignet für Druckguss-, Schmiede- und Strangpresswerkzeuge.

1.2767

45NiCrMo16
Kaltarbeitsstahl

Zäher Werkzeugstahl mit guter Durchhärtbarkeit, insbesondere für größere Querschnitte sowie mechanisch und stoßartig beanspruchte Stanz- und Umformwerkzeuge.

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Welche Bauteile stellen beim Vakuumhärten besondere Anforderungen?

Beim Vakuumhärten können sich Bauteile durch die Erwärmung und anschließende Abkühlung in Maß und Form verändern. Wie stark diese Veränderungen ausfallen, hängt insbesondere von Werkstoff, Bauteilgeometrie, Querschnittsverteilung und Bearbeitungszustand ab. Besondere Anforderungen stellen daher lange und schlanke Bauteile, komplexe Geometrien, unterschiedliche Querschnitte und Bauteile mit engen Toleranzen.

Lang und schlank

Lange Stempel, Leisten und andere schlanke Bauteile besitzen eine vergleichsweise geringe Biegesteifigkeit und können sich während der Wärmebehandlung verformen. Eine auf Werkstoff, Geometrie und Abmessungen abgestimmte Prozessführung hilft, unerwünschte Formänderungen möglichst gering zu halten.

Komplexe Geometrie

Bohrungen, Taschen, Aussparungen, dünne Stege und asymmetrische Geometrien führen zu unterschiedlichen Materialquerschnitten innerhalb eines Bauteils. Dadurch können beim Erwärmen und Abkühlen lokale Spannungen und Maßänderungen entstehen.

Unterschiedliche Querschnitte

Treffen massive Bereiche auf dünne Wandstärken, erwärmen und kühlen diese unterschiedlich schnell. Die geeignete Temperaturführung und Abschreckung sind deshalb entscheidend, um Spannungen und Verzug möglichst zu begrenzen.

Enge Toleranzen

Bei Präzisionswerkzeugen und bereits weitgehend fertig bearbeiteten Bauteilen können schon geringe Maß- und Formänderungen relevant sein. Die Wärmebehandlung muss deshalb frühzeitig auf Toleranzen, Bearbeitungszustand und vorhandenes Aufmaß abgestimmt werden.

Für welche Bauteile eignet sich Vakuumhärten besonders?

Wellen, Stifte und Buchsen

Besonders bei langen und schlanken Bauteilen sind Maßhaltigkeit und Verzug wichtige Kriterien. Die abgestimmte Erwärmung und Abschreckung ermöglicht eine gezielte Prozessführung.

Platten, Stempel und Matrizen

Bei Werkzeugen mit engen Toleranzen, unterschiedlichen Querschnitten oder bereits weit fortgeschrittener Bearbeitung kommt es besonders auf kontrollierte Maßänderungen und saubere Oberflächen an.

Formeinsätze und komplexe Werkzeuge

Taschen, Bohrungen, unterschiedliche Wandstärken und asymmetrische Geometrien stellen erhöhte Anforderungen an Erwärmung und Abschreckung.

Sie haben ein Bauteil mit kritischer Geometrie oder engen Toleranzen?

Sprechen Sie mit uns möglichst vor Abschluss der mechanischen Bearbeitung. Gemeinsam können wir Werkstoff, Geometrie, Bearbeitungszustand und Anforderungen an die Wärmebehandlung prüfen.

Alternative Härteverfahren

HärteverfahrenVakuumhärtenEinsatzhärtenInduktionshärtenVergüten
WerkstoffeignungWerkzeugstähle, PräzisionsbauteileEinsatzstähle mit einem geringen Kohlenstoffgehaltklassische Kohlenstoffstähle, GusseisenVergütungsstähle
Oberflächesehr sauberNacharbeit möglichlokalabhängig vom Prozess
Verzugvergleichsweise gut kontrollierbarhohes Verzugsrisikohöheres Risikoabhängig von Geometrie
Durchhärtungjaneinteilweiseja
Randschichthärtungneinjajanein

Fragen und Antworten zum Vakuumhärten

Vakuumhärten eignet sich insbesondere für hochlegierte Werkzeugstähle und andere lufthärtende Stähle. Typische Werkstoffe sind beispielsweise 1.2379, 1.2343, 1.2344, 1.2367 und 1.2080. Ob ein Werkstoff für das Vakuumhärten geeignet ist, hängt von seinen Eigenschaften und den Anforderungen an das Bauteil ab.

Bei Gasabschreckung mit Stickstoff oder Argon können wir Bauteile bis zu einer Größe von 1.500 × 900 × 850 mm vakuumhärten. Für die Ölabschreckung stehen Anlagen für Bauteile bis 900 × 600 × 300 mm zur Verfügung. Neben den Abmessungen sind Gewicht, Geometrie und Werkstoff für die Auswahl des geeigneten Prozesses entscheidend.

Die erreichbare Härte hängt insbesondere vom verwendeten Werkstoff und der gewählten Wärmebehandlung ab. Deshalb legen wir Härtetemperatur, Haltezeiten, Abschreckung und Anlassbehandlung entsprechend dem Werkstoff und den geforderten Bauteileigenschaften fest.

Nein. Bei jeder Wärmebehandlung können durch Temperatur- und Gefügeänderungen Maß- und Formänderungen entstehen. Werkstoff, Bauteilgeometrie, unterschiedliche Querschnitte, Eigenspannungen und die Art der Abschreckung beeinflussen den Verzug. Durch eine abgestimmte Prozessführung lässt sich das Verzugsrisiko jedoch gezielt beeinflussen und möglichst gering halten.

Durch den sehr geringen Anteil reaktionsfähiger Gase im Vakuum werden Oxidation und unerwünschte Reaktionen an der Bauteiloberfläche weitgehend vermieden. Dadurch bleiben die Oberflächen nach der Wärmebehandlung in der Regel sauber und der Aufwand für eine anschließende Nachbearbeitung kann reduziert werden.

Das geeignete Abschreckmedium richtet sich nach Werkstoff, Bauteilgröße, Geometrie und der erforderlichen Abkühlgeschwindigkeit. Stickstoff eignet sich für viele typische Anwendungen, während Argon insbesondere dann eingesetzt werden kann, wenn eine Reaktion des Abschreckgases mit dem Werkstoff vermieden werden soll. Eine Ölabschreckung bietet eine höhere Abkühlwirkung und kann bei geeigneten Werkstoffen oder größeren Querschnitten erforderlich sein.

Für eine schnelle technische Einschätzung benötigen wir möglichst eine Zeichnung sowie Angaben zu Werkstoff, Bauteilabmessungen, gewünschter Härte und Stückzahl. Wichtig sind außerdem besondere Anforderungen an Maßhaltigkeit, Oberfläche oder Verzug. Bei kritischen Bauteilen empfehlen wir eine Abstimmung bereits vor Abschluss der mechanischen Bearbeitung.

Bauteil Vakuumhärten lassen?

Senden Sie uns Ihre Zeichnung und die wichtigsten Anforderungen an Ihr Bauteil. Wir prüfen Werkstoff, Geometrie, gewünschte Härte und besondere Anforderungen an Maßhaltigkeit oder Verzug und stimmen die geeignete Wärmebehandlung mit Ihnen ab.

Zeichnung · Werkstoff · Maße · Härte · Menge