Die Arbeit mit der Metallbearbeitung kann kompliziert sein. Ein Teil davon ist die Notwendigkeit, sicherzustellen, dass die bearbeiteten Materialien die richtigen Eigenschaften beibehalten. Zu diesem Zweck können wir einige wichtige Maßnahmen nennen, aber heute konzentrieren wir uns auf ein Konzept wie das Glühen von Metallen. Dies ist eine Art von Wärmebehandlung, die am häufigsten verwendet wird, um die Härte und Sprödigkeit des Materials zu reduzieren und das Risiko von Schäden oder Rissen zu verringern. Wir nennen die beliebtesten Arten von Glühen, beschreiben sie kurz und beantworten grundlegende Fragen.
Was ist das Glühen von Metallen und worum handelt es sich dabei?
In der Metallverarbeitung ist das Glühen ein weit verbreiteter Wärmebehandlungsprozess, der zur Veränderung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften bestimmter Materialarten verwendet wird, um ihre Härte zu reduzieren, die Duktilität zu erhöhen und interne Spannungen zu beseitigen. Diese Methode wird häufig eingesetzt, um die Auswirkungen der Kaltverarbeitung umzukehren oder zu reduzieren und eine weitere Bearbeitung des Materials zu ermöglichen. Unter bestimmten Umständen kann das Glühen auch die chemischen und elektrischen Eigenschaften des Metalls beeinflussen.
Das Glühen besteht darin, ein Material über seine Rekristallisationstemperatur zu erhitzen, es für eine bestimmte Zeit auf dieser Temperatur zu halten und es dann mit einer zuvor festgelegten Geschwindigkeit abzukühlen. Diese Methode wird in vielen Industriezweigen angewendet, vom Bauwesen und der Produktion bis hin zur Automobilindustrie und dem Juwelierhandwerk.
Warum wird das Glühen angewendet?
Das Hauptziel des Glühens ist die Veränderung der mechanischen Eigenschaften des Metalls, wodurch es weicher und formbarer wird. Das Glühen reduziert das Risiko von Rissen, Verformungen und anderen Materialschäden. Harte, spröde Metalle können auch übermäßigen Verschleiß oder Schäden an Werkzeugen und Maschinen verursachen - das vollständige Glühen reduziert diesen Einfluss.
Wie wir bereits erwähnt haben, wird das Glühen von Metallen oft nach Kaltbearbeitungsprozessen wie Ziehen, Schleifen, Walzen oder Biegen eingesetzt, um deren Auswirkungen zu reduzieren und eine weitere Bearbeitung des Materials zu ermöglichen. Es wird auch häufig verwendet, um Spannungen zu entfernen, die nach dem Schweißen auftreten. In diesem Fall wird das Spannungsabbau-Glühen angewendet.
Glühen Arten - welche sind die beliebtesten?
Metalle können auf verschiedene Weisen geglüht werden. Die Entscheidung, welche Art der Behandlung für eine bestimmte Stahlsorte angewendet werden sollte, sollte unter anderem durch die Eigenschaften bestimmt werden, die wir durch diesen Prozess erzielen möchten. Lassen Sie uns einige beliebte Arten des Glühens betrachten.
- Vollglühen
Bei dieser Methode werden metallische Elemente auf eine Temperatur erhitzt, die etwa 30°C höher ist als ihre kritische Transformations-Temperatur. Das Material wird für eine bestimmte Zeit erhitzt und dann auf natürliche Weise abkühlen gelassen. Das Ziel des vollständigen Glühens besteht darin, innere Spannungen zu beseitigen, die Bearbeitbarkeit zu verbessern und die Härte des Stahls zu verringern.
- Weichglühen (Sphäroidisieren)
Das Glühen findet Anwendung bei Stählen, die mehr als 0,8% Kohlenstoff enthalten. Die Elemente werden auf eine Temperatur von ca. 650°C erhitzt und für eine bestimmte Zeit gehalten, um die Mikrostruktur des Materials zu verändern. Anschließend wird das Metall sehr langsam auf eine Temperatur von 600°C abgekühlt und kann danach auf beliebige Weise weiter abkühlen. Weichglühen wird in der Regel bei Elementen durchgeführt, die durch Kaltverformung gehärtet wurden, um ihre weitere Bearbeitung zu ermöglichen. Das resultierende Produkt hat eine verbesserte Zähigkeit und Festigkeit bei reduzierter Härte.
- Isotermisches Glühen
Beim isothermen Glühen wird Stahl über die obere kritische Temperatur erhitzt, was eine gleichmäßige Austenitisierung des gesamten Elements ermöglicht. Anschließend wird das Material schnell auf eine Temperatur von ca. 550 °C abgekühlt und für eine bestimmte Zeit auf diesem Niveau gehalten. Der letzte Schritt ist das natürliche, langsame Abkühlen des Metalls. Dieser Prozess verringert die Härte des Stahls.
- Entspannungsglühen
Häufig verwendet bei rostfreiem oder austenitischem Stahl. Während des Spannungsarmglühens werden die behandelten Elemente unterhalb der unteren kritischen Linie erhitzt, jedoch ohne Veränderung der Mikrostruktur des Materials, und dann sehr langsam abgekühlt. Dieser Prozess beseitigt alle Gieß-, Schweiß- und Wärmespannungen.
- Normalisierendes Glühen von Stahl
Diese Methode dient zur Erhöhung der Dehnbarkeit und Festigkeit von Metall. Das Normalglühen von Stahl besteht darin, das Material auf eine Temperatur von ca. 30°C über ihrer kritischen Umwandlungstemperatur zu erhitzen, es dann auszuglühen und anschließend auf Raumtemperatur abzukühlen.
Welche Metalle können vom Glühprozess profitieren?
Das Glühen wird am häufigsten bei Stahl angewendet, aber es ist auch möglich, diesen Prozess zur Behandlung von Aluminium, Kupfer, Messing und einigen Legierungen zu verwenden. Verschiedene Arten des Glühens sind für verschiedene Materialien und in verschiedenen Situationen anwendbar.
Ein gutes Beispiel für die Anwendung der beschriebenen Methode sind Bleche, die einen Kaltwalzprozess durchlaufen haben und weitere Bearbeitungsschritte wie Biegen oder Stanzen benötigen. Auch viele Elemente, die zuvor hohen Temperaturen ausgesetzt waren (z.B. beim Schweißen), was zu Restspannungen führt, können geglüht werden. Es gibt viele Beispiele, daher ist es immer ratsam, bei der Beauftragung einer Wärmebehandlung die Spezialisten zu fragen, ob die gewählte Methode für das spezifische Material und seine weitere Verwendung geeignet ist.