Härten - Optimierung von Werkstoffeigenschaften

Elektronenstrahlhärten ist ein Randschichtbehand-
lungsverfahren, welches die gezielte Verbesserung des Verschleißwiderstandes von Bauteilbereichen ermöglicht. Diese Bereiche sind exakt definierbar. Bilder 1-5.

Unsere Stärken sind Ihr Nutzen:

• Anwendbar für auf Fertigmaß bearbeitete Bauteile (auch am Ende der Fertigungskette) da i.d.R. nur vernachlässigbar geringe Verzüge entstehen. Die Rauheit der Oberfläche wird de facto nicht verschlechtert.
• Keinerlei Verfärbung oder Verzunderung der Oberfläche, da der Prozess im Vakuum ausgeführt wird.
• Erzielbare Härte z.T. erheblich über der konventioneller Prozesse
• Ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und damit serientauglich
• Hocheffizient und wirtschaftlich, da Prozessdauer meist im Sekundenbereich liegt
• Härtbare Werkstoffe: fast alle Stähle (perlithaltig), Grau- und Stahlguss 
  (nicht härtbar sind austenitische oder ferritische Stähle, Nichteisenmetalle)

Weitere Randschichtbehandlungstechnologien:
Umschmelzen    Umlegieren   Glühen   Gravieren

Das Elektronenstrahlhärten findet in nahezu allen metallverarbeitenden Branchen Einsatz, meist zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit gleit- oder rollreibungsbeanspruchter Bauteilbereiche.

Beispiele:

• Fahrzeugbau (zahlreiche Motorkomponenten wie Nockenwellen, Kurbelwellen, Ventile und Ventilsitze, auch Lagersitze im Antriebsstrang)
• Maschinenbau (Dicht- und Gleitflächen, Lagersitze, Montagehilfsflächen)
• Luft- und Raumfahrt (Sitze und Dichtflächen)
• Medizintechnik (Implantate)

Der Elektronenstrahl beschreibt – hochfrequent abgelenkt und dabei überlagert mit einer Relativbewegung zur Bauteiloberfläche – ein oft rechteckiges Energieübertragungsfeld.  Dieses besitzt eine speziell, an die Prozessdynamik angepasste Energieverteilung. Hierdurch wird die Front des Feldes im Bruchteil einer Sekunde auf eine für jeden Werkstoff definierte, optimale Temperatur im Austenitgebiet aufgewärmt, meist knapp unterhalb der Schmelztemperatur. Über die verbleibende Feldlänge wird noch genau so viel Energie eingebracht, wie für die Aufrechterhaltung der eingestellten Temperatur notwendig ist. Über die Kombination aus Länge des Energieübertragungsfeldes und Geschwindigkeit der Relativbewegung (Vorschub) kann die Temperaturhaltezeit und damit die gewünschte Einhärtetiefe genau gesteuert werden. Damit bildet das Elektronenstrahlhärten die allen Härteprozessen zugrunde liegende Beziehung aus Temperatur und Haltezeit exakt nach, vollständig kontrollier-, reproduzier- und automatisierbar. 
Der für den Härtungseffekt charakteristische Gefügeumwandlungsprozess erfolgt ausschließlich durch Selbstabschreckung, es werden keine externen Abkühlmedien verwendet. 
Die Abkühlraten liegen bei ca. 103-104 K/s. Die maximal erreichbare Einhärtetiefe liegt bei ca. 1,7 mm. Üblich sind Werte im Bereich von 0,2 mm bis 1,2 mm. 
Auch 3D-Oberflächen sind härtbar.