Lernfeld 10 · Prüfung Teil 2
Wärmebehandlung und Zerspanbarkeit
Wärmebehandlung aus Sicht der Zerspanung: Anlieferzustand, Glühverfahren, Automatenstahl, Härteprüfung, Hartdrehen und die richtige Fertigungsfolge.
Darum geht es
Wie gut sich ein Stahl zerspanen lässt, hängt von Kohlenstoffgehalt, Legierung und Gefüge ab, und das Gefüge stellt die Wärmebehandlung ein. Werkzeugstähle mit viel Kohlenstoff werden weichgeglüht angeliefert, weil der kugelig eingeformte Zementit die Schneide schont. Sehr weiche, kohlenstoffarme Stähle neigen zu langen Fließspänen und Aufbauschneiden; Automatenstähle mit Schwefel und Blei brechen den Span. Beurteilt wird die Zerspanbarkeit an Standzeit, Schnittkraft, Oberflächengüte und Spanform. Der Anlieferzustand steht im Prüfzeugnis, etwa +A weichgeglüht, +N normalgeglüht oder +QT vergütet, oft mit der Härte in HBW.
Für gehärtete Teile plant man die Fertigungsfolge: Weichbearbeitung mit Aufmaß, Wärmebehandlung, Härteprüfung, dann Hartbearbeitung durch Schleifen oder Hartdrehen mit CBN. Beim Einsatzhärten muss die Härtetiefe das Schleifaufmaß je Seite enthalten. Bohrungen und Gewinde fertigt man vorher oder deckt die Stellen beim Aufkohlen ab. Große Schweiß- und Schmiedeteile werden zwischen Schruppen und Schlichten spannungsarmgeglüht, damit sie sich nicht verziehen.
Die Härte prüft man je nach Teil mit unterschiedlichen Verfahren: Brinell für weiche und ungleichmäßige Werkstoffe, Rockwell HRC für gehärtete Teile in der Werkstatt, Vickers mit kleiner Prüfkraft für Randschichten und Härteverläufe und mobile Rückprallgeräte für große Teile. Bei Vickers wird aus den beiden Eindruckdiagonalen der Mittelwert gebildet und in die Formel eingesetzt.
Das solltest du dir merken
- Hoher Kohlenstoffgehalt wird für die Zerspanung weichgeglüht angeliefert.
- Härtere Lieferung bedeutet höhere Schnittkraft und kürzere Standzeit.
- Erst weich mit Aufmaß bearbeiten, dann härten, dann hart fertigbearbeiten.
- Die Härtetiefe muss das halbe Schleifaufmaß am Durchmesser mit abdecken.
- Vickers mit dem Mittelwert beider Diagonalen rechnen.
Formeln
- Härte nach Vickers
- Prüfkraft in N, Mittelwert der beiden Eindruckdiagonalen in mm
- Einsatzhärtungstiefe vor dem Schleifen
- Schleifaufmaß am Durchmesser in mm
Typische Fehler in der Prüfung
- Das ganze Schleifaufmaß am Durchmesser zur Härtetiefe addiert statt nur der Hälfte.
- Querbohrung erst nach dem Einsatzhärten geplant.
- Weichgeglühten und normalgeglühten Zustand für die Zerspanung gleich bewertet.
- Bei Vickers nur eine Diagonale verwendet oder nicht quadriert.
Tipps aus der Werkstatt
- Schleifaufmaß steht meist am Durchmesser, abgeschliffen wird je Seite nur die Hälfte; genau die kommt auf die Einsatzhärtungstiefe drauf. Bei Vickers erst die beiden Diagonalen mitteln, dann quadrieren. Und alles, was weich gefertigt werden kann, kommt vor das Härten.
Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.
14 Aufgaben zu „Wärmebehandlung und Zerspanbarkeit“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.
Jetzt übenGrundlage: KMK-Rahmenlehrplan Zerspanungsmechaniker/-in, Lernfeld 10 (Optimieren des Fertigungsprozesses). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.