Härten – aber gekonnt

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Beim Randschichthärten wird nur die Randzone des Bauteils gehärtet. Der Bauteilkern behält seine zähen Eigenschaften, die chemische Zusammensetzung bleibt unverändert. Neben dem Induktions- und Flammhärten setzt Gerster bei diesem Verfahren vor allem auf das Laserhärten, das, so Heimgartner, „nach wie vor noch relativ unbekannt“ ist. Dabei erzeugt ein Hochleistungsdiodenlaser einen präzisen, energiereichen Laserstrahl. Beim Auftreffen des Strahls auf der Werkstückoberfläche erwärmt sich das Material örtlich schnell (> 1000 °C/s) und wandelt sich in einer Tiefe von 0,1 bis 1 mm um. Die Wärmeableitung ins Werkstückinnere bewirkt eine Selbstabschreckung. So entsteht eine gehärtete Spur mit feinstkörnigem Martensit.

Die Vorteile des Laserhärtens hat Heimgartner schnell aufgezählt: Das Verfahren ist sehr präzise, lokal begrenzt und verzunderungsfrei, das Teil bleibt also blank. Damit entfallen weitere Bearbeitungsschritte wie das Schleifen und Polieren des Bauteils. Den Vergleich zum Flamm- und Induktionshärten zieht der Vertriebsleiter sehr anschaulich: „Während das Flammhärten die Keule ist, mit der man die größten Tiefen erzielt, ist das Induktionshärten der Hammer im Mittelfeld. Das Laserhärten könnte man in diesem Zusammenhang am ehesten mit einem Skalpell vergleichen“.

Im Gegensatz zum Randschichthärten wirken die Ofenverfahren durchgreifend: Das gesamte Bauteil wird in einer geschlossenen Ofenkammer auf Behandlungstemperatur gebracht. Dabei kommt es zu den entscheidenden Gefügeumwandlungen. „Diesen Prozess müssen Sie extrem gut beherrschen“, erklärt Heimgartner. Denn ob die gewünschte Härte erreicht wurde, lässt sich schwer messen: „Die Oberflächenhärte können Sie zwar überprüfen, aber wie tief sie reicht oder wie die Gefügestruktur im tiefen Inneren des Bauteils aussieht, ist kaum messbar“.

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Dem Zerkratzen ein Ende gesetzt

Nach 90 Jahren mit dem gleichen Stahlwerkstoff (1.4301) hat sich Besteckhersteller WMF entschieden, einen neuen Weg zu gehen: Die Wahl fiel auf den Werkstoff 1.4016, der eine hohe Härte bei praktisch gleicher Korrosionsbeständigkeit aufweist, kombiniert mit der Hard-Inox-P-Behandlung, einem Wärmebehandlungsverfahren im Vakuumofen unter Stickstoffpartialdruck, vergleichbar mit dem Einsatzhärten.

Von Anfang an war klar, dass die Serienproduktion der Teile in einem bestehenden Werk in Asien stattfinden würde. WMF und Gerster starteten nach der Prozessentwicklung ein Contracting-Projekt, mit dem Ziel, den kompletten Härteprozess ins bestehende chinesische Werk zu implementieren. Nach einer Projektdauer von rund zwei Jahren vom Kick-Off bis zur Schulung der asiatischen Mitarbeiter sowie der Inbetriebnahme der Anlage, blickt WMF seither auf eine störungsfreie Produktion zurück.

Beratung und Contracting im Angebot

Dass auch für diese Prozesse viel Know-how und Erfahrung gefragt sind, erfährt mancher Kunde schnell am eigenen Leib. Denn vor allem Kunden, deren Auftragsvolumen bei der Härterei Gerster eine gewisse Summe überschreitet, überlegen sich, die Wärmebehandlung selbst durchzuführen. „Sie wissen meist nicht, was sie tun“, warnt Heimgartner. Denn neben dem erforderlichen Prozess-Know-how kommen anfangs zu den Kosten für einen Ofen noch eine Reihe weiterer hinzu, etwa für eine Waschanlage, eine Ammoniak-Versorgung, einen Kühlwasserkreislauf, eine größere Stromversorgung und Laboreinrichtungen.

Wer sich von diesen Investitionen nicht abschrecken lässt, dem bietet die Härterei Gerster seit kurzem mit der Dienstleistung Contracting Unterstützung an. Je nach Beratungsvertrag kümmert Gerster sich darum, den Wärmebehandlungsprozess beim Kunden so aufzubauen, dass er auch dort wie gewohnt funktioniert.

Die ersten Erfahrungen mit dem neuen Dienstleistungsangebot der Härterei Gerster – sowohl mit entwicklungsunterstützender Beratung als auch mit dem Contracting – sind sehr positiv, berichtet Felix Heimgartner: „Unsere Kunden müssen etwas besser machen am Markt. Und das geht nur, wenn alle an einem Tisch sitzen“. Die Härterei Gerster jedenfalls ist darauf vorbereitet. (ud)

* Ute Drescher ist Chefredakteurin der konstruktionspraxis.

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