(fürRundgliedkettenSie werden in anspruchsvollen Anwendungen wie Becherwerken in Zementwerken und Asche-/Kratzförderern in Kraftwerken eingesetzt. Diese Bauteile erfordern eine einzigartige Kombination aus hoher Oberflächenhärte für Verschleißfestigkeit und einem zähen, duktilen Kern, um Stößen und Ermüdung standzuhalten.
Ziel ist es, eine tiefe, metallurgisch einwandfreie Hülle zu erzeugen, die fest mit dem Kern verbunden ist. Der Prozess umfasst mehrere kritische Schritte:
Schritt 1: Vorbehandlung (optional)
- Prozess: Normalisierung.
- Zweck: Die Kornstruktur zu verfeinern und die Bearbeitbarkeit/Schweißbarkeit der Rohkettenglieder zu verbessern.
- Referenzparameter: Die Verbindungen auf 880–920°C erhitzen und an der Luft abkühlen lassen.
Schritt 2: Aufkohlen
Dies ist der Kernprozess, bei dem Kohlenstoff in die Oberfläche diffundiert. Gasaufkohlung ist die gebräuchlichste und am besten steuerbare Methode für diese Anwendungen.
- Zweck: Die Anreicherung des Oberflächenkohlenstoffgehalts, um nach dem Abschrecken eine extreme Härte zu erzielen.
- Temperatur: 880–930 °C. Eine gleichmäßige Temperaturkontrolle ist für eine einheitliche Härtetiefe unerlässlich.
- Atmosphäre: Eine kohlenstoffreiche Atmosphäre, typischerweise ein endothermes Gas, angereichert mit einem Kohlenwasserstoff wie Methan oder Propan. Das Kohlenstoffpotenzial muss sorgfältig kontrolliert werden.
- Kohlenstoffpotenzial: Bei 0,8–1,0 % halten, um die optimale Oberflächenkohlenstoffkonzentration für maximale Härte ohne übermäßige Carbide zu erreichen.
- Zeit: Wird durch die gewünschte Härtetiefe bestimmt. Die Diffusion ist zeitabhängig. Zum Beispiel:
- Bei einer Gehäusetiefe von 1,0 mm: Ungefähr 8–10 Stunden.
- Bei einer Gehäusetiefe von 1,5 mm: Proportional längere Zeit.
- Tiefenspezifikation: Für hochbelastbare Ketten ist eine beträchtliche Gehäusetiefe erforderlich.
- Faustregel: Von den Herstellern wird häufig eine Mindesteinsatztiefe von 0,1 mal dem Stabdurchmesser bis zu 0,21 mal dem Stabdurchmesser angegeben.
- Absolute Tiefe: Liegt typischerweise zwischen 0,5 mm und 2,0 mm, wobei 1,0–1,5 mm bei Schlacke- und Zementanwendungen üblich sind.
Schritt 3: Abschrecken
- Zweck: Die kohlenstoffreiche Oberflächenschicht in eine harte, verschleißfeste martensitische Struktur umzuwandeln.
- Medium: Öl ist das bevorzugte Abschreckmittel für diese legierten Stähle. Das Abschrecken mit Öl ermöglicht eine ausreichend schnelle Abkühlung, um eine hohe Härte zu erzielen und gleichzeitig das Risiko von Verformungen und Rissen, das beim Abschrecken mit Wasser auftritt, zu minimieren.
- Temperatur: Für eine gleichmäßigere Abkühlung wird häufig vorgewärmtes Öl mit einer Temperatur von 60–80 °C verwendet.
Schritt 4: Anlassen
- Zweck: Die durch das Abschrecken hervorgerufenen inneren Spannungen abzubauen, die Sprödigkeit zu verringern und das optimale Verhältnis von Härte und Zähigkeit zu erreichen.
- Temperatur und Zeit:
- Für eine maximale Oberflächenhärte (z. B. 58-62 HRC) sollte bei einer niedrigen Temperatur von 150–200 °C für 1-2 Stunden angelassen werden.
- Falls eine etwas geringere Härte, aber höhere Zähigkeit erforderlich ist, kann eine Anlasstemperatur von 400–450°C verwendet werden.
Schritt 5: Nachbehandlung (optional, aber empfohlen)
Kugelstrahlen: Bei diesem Verfahren wird die Kettenoberfläche mit kleinen kugelförmigen Partikeln beschossen, wodurch Druckeigenspannungen erzeugt werden. Dies verbessert die Dauerfestigkeit deutlich, was für Ketten, die wiederholter zyklischer Belastung ausgesetzt sind, von entscheidender Bedeutung ist.
Gehäusetiefenmessung
Dies ist der wichtigste Test, um sicherzustellen, dass die aufgekohlte Schicht tief genug ist, um dem Verschleiß standzuhalten, ohne dass das Gehäuse unter Belastung zusammenbricht.
- Effektive Einsatzhärtungstiefe: Diese wird definiert als der senkrechte Abstand von der Oberfläche bis zu einem Punkt, an dem die Härte auf einen bestimmten Wert abfällt, typischerweise 550 HV (oder 52 HRC).
Vorgehensweise: Ein Querschnitt eines Kettenglieds wird poliert, geätzt (häufig mit Nital) und mikroskopisch untersucht. Mittels Mikrohärteprüfung wird die genaue Tiefe bestimmt, in der die Härte auf 550 HV abfällt.
- Akzeptanzkriterien: Die gemessene effektive Einsatzhärtungstiefe muss den vorgegebenen Mindestwert erfüllen (z. B. ≥ 1,0 mm oder gemäß der Regel „0,1 x Durchmesser“) und über den Umfang des Verbindungsglieds gleichmäßig sein.
Metallurgische Analyse
Mikrostruktur: Die geätzte Querschnittsfläche wird mit einem Metallmikroskop untersucht. Ziel ist es, eine feinkörnige, martensitische Randschicht mit einem allmählichen Übergang zu einem zähen Kern nachzuweisen. Es sollte kein ausgeprägtes Netzwerk von Korngrenzencarbiden vorhanden sein, da dieses zu Sprödigkeit führen kann.
Mechanische Prüfung
- Bruchkraft: Probenketten werden in einer Zugprüfmaschine bis zum Bruch gezogen, um zu überprüfen, ob sie die in Normen wie DIN 764 oder DIN 766 für die jeweilige Güteklasse (z. B. Güteklasse 2 oder 3) festgelegte Mindestbruchlast erreichen oder überschreiten.
Veröffentlichungsdatum: 23. März 2026
