Häufige Qualitätsmängel bei Lagerteilen nach der Wärmebehandlung

• Überhitzung

Die Überhitzung der abgeschreckten Mikrostruktur kann oft an den rauen Oberflächen von Lagerteilen beobachtet werden, aber das genaue Ausmaß der Überhitzung muss durch Beobachtung der Mikrostruktur bestimmt werden. Zum Beispiel weist bei GCr15-Stahl das Vorhandensein von grobem nadelartigem Martensit in der abgeschreckten Struktur auf die Überhitzung hin. Dies kann durch zu hohe Abschrecktemperaturen oder längere Erwärmungszeiten verursacht werden, was zur allgemeinen Überhitzung führt. Dies kann auch durch starke gebänderte Karbide in der ursprünglichen Struktur verursacht werden, bei denen sich grober nadelartiger Martensit in kohlenstoffarmen Zonen zwischen den Bändern bildet, was zur lokalen Überhitzung führt. Überhitzte Mikrostrukturen erhöhen den Restaustenit und verringern die Formbeständigkeit. Die grobkristalline Struktur durch Überhitzung verringert die Zähigkeit, senkt die Schlagfestigkeit und verkürzt die Lebensdauer des Lagers. Starke Überhitzung kann sogar zu Abschreckrissen führen.

• Unterhitzung

Die unzureichende Abschrecktemperatur oder schlechte Kühlung kann zu einer Mikrostruktur führen, die Troostit enthält und die Standardspezifikationen überschreitet, was als unterhitzte Mikrostruktur bezeichnet wird. Dies führt zur geringeren Härte und Verschleißfestigkeit und wirkt sich negativ auf die Lebensdauer des Lagers aus.

• Abschreckrisse

Abschreckrisse sind Risse, die sich während der Abschreckkühlung aufgrund von inneren Spannungen bilden. Zu den Ursachen gehören die zu hohe Abschrecktemperatur oder zu schnelle Abkühlung, bei der die thermische und strukturelle Spannung die Bruchfestigkeit des Stahls übersteigt. Weitere Faktoren sind bereits vorhandene Oberflächendefekte (z. B. Mikrorisse oder Kratzer), interne Materialfehler (z. B. Einschlüsse, starke nichtmetallische Einschlüsse, weiße Flecken oder Schrumpfungsrückstände), starke Oberflächenentkohlung, Karbidseigerung, unzureichendes oder verzögertes Anlassen nach dem Abschrecken oder übermäßige Restspannung aus früheren Prozessen (z. B. Kaltumformung, Schmiedefalten, tiefe Bearbeitungsspuren oder scharfe Ölnuten). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Abschreckrisse durch einen oder mehrere dieser Faktoren entstehen können, wobei innere Spannungen die Hauptursache sind. Abschreckrisse sind tief, dünn, gerade, haben eine glatte Bruchfläche und keine Oxidationsfärbung. An Lagerringen treten sie in der Regel als Längs- oder Umfangsrisse auf, während sie an Stahlkugeln S-, T- oder ringförmige Muster bilden. Mikrostrukturelle Merkmale von Abschreckrissen zeigen keine Entkohlung um den Riss herum, wodurch sie sich von Schmiede- oder Materialrissen unterscheiden.

• Wärmebehandlungsbedingte Verformung

Während der Wärmebehandlung interagieren die inneren Spannungen (thermisch und strukturell) in den Lagerteilen, verstärken sich gegenseitig oder heben sich teilweise auf. Diese Spannungen variieren je nach Heiztemperatur, Heizgeschwindigkeit, Kühlmethode, Abkühlrate sowie Form und Größe des Teils, sodass die Verformung durch die Wärmebehandlung unvermeidlich ist. Durch das Verständnis und die Kontrolle über diese Variablen kann die Verformung (z. B. Ringovalität oder Größenzunahme) innerhalb akzeptabler Grenzen minimiert werden, was der Produktion zugutekommt. Mechanische Kollisionen während der Wärmebehandlung können ebenfalls zu Verformungen führen, die jedoch durch verbesserte Handhabungspraktiken minimiert werden können.

• Oberflächenentkohlung

Wenn Lagerteile während der Wärmebehandlung in einem oxidierenden Medium erhitzt werden, kann der Kohlenstoffgehalt an der Oberfläche durch Oxidation reduziert werden, was zur Oberflächenentkohlung führt. Wenn die Tiefe der entkohlten Schicht die zulässige Endbearbeitung überschreitet, wird das Teil zu Ausschuss. Die Tiefe der Oberflächenentkohlungsschicht kann mit metallografischen Methoden oder Mikrohärteprüfungen gemessen werden. Die Mikrohärteverteilungskurve der Oberflächenschicht ist die Standardmethode für die Schlichtung.

• Weiche Stellen

Weiche Stellen sind Bereiche mit unzureichender Oberflächenhärte an Lagerteilen, die durch unzureichende Erhitzung, schlechte Kühlung oder unsachgemäße Abschreckverfahren verursacht werden. Ähnlich wie bei der Oberflächenentkohlung verringern weiche Stellen die Oberflächenverschleißfestigkeit und die Dauerfestigkeit erheblich, was zur schlechten Leistung der Teile führt.

Für weitere Informationen zur Wärmebehandlung von Lagern wenden Sie sich bitte an QIBR.