Kaltverfestigung

Die Kaltverfestigung erzeugt Druckspannungen an der Oberfläche, die zu einer dauerhaften plastischen Verformung des Materials unterhalb der Rekristallisationstemperatur beitragen.

Kaltverfestigung eines Materials

Der Begriff Kaltverfestigung wird verwendet, um einen Vorgang zur Veränderung der mechanischen Eigenschaften von Metall (Walzen, Drahtziehen, Extrusion und Schmieden) zu bezeichnen. Sobald die Spannung die Elastizitätsgrenze überschreitet, geht das Metall in eine dauerhafte plastische Verformung über.

Nach einer Kaltverfestigung können wir eine Erhöhung der Elastizitätsgrenze dieses Metalls und auch seiner Härte beobachten. Es wird jedoch auch spröder. Bei hochlegierten Stählen kann eine Erhöhung der Festigkeit nur bis zum Erreichen der Bruchgrenze festgestellt werden.

Bei niedriglegierten Stählen ist das Phänomen umgekehrt. Bestimmte austenitische Stähle erfahren bei der Kaltverfestigung eine martensitische Umwandlung, insbesondere Hadfield-Stähle (Manganstähle oder Mangalloys, z. B. X120Mn12), was zu einer noch größeren Oberflächenhärte führt.

Die Kaltverfestigungsumwandlungen sind metallurgischer Natur, da die Metallstruktur an der Oberfläche verändert wird, um sie härter zu machen, ohne Atome in das Eisenkristallgitter einzubringen.

Kaltverfestigung von Messing

Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Die Zugabe von Zink zu Kupfer bis zu 42 % ermöglicht es, den Grundpreis zu senken und gleichzeitig die Eigenschaften zu verbessern. Je nach Zinkanteil erhalten wir unterschiedliche Eigenschaften von Messing. Die am besten zum Tiefziehen geeigneten Legierungen sind CuZn30 bis CuZn36, deren mögliche Dehnung A% = 60 % bei 31 % Zn beträgt. Die mechanischen Eigenschaften werden durch eine mechanische Kaltverfestigung von viertelhart bis extrahart oder sogar federhart verbessert. Diese verschiedenen Kaltverfestigungszustände verbessern die Bruchfestigkeit erheblich.

Kaltverfestigung von Edelstählen

Edelstahl ist sehr gut geeignet, um starke Verformungen zu erfahren und dabei sehr gute mechanische Eigenschaften zu behalten. Dank eines hohen Werkstoffverhältnisses und seiner einzigartigen Eigenschaften bei Dehnung und Kaltverfestigung kann er viele komplexe Formen ohne Schweißen annehmen.

Darüber hinaus ändern die Verformungs- und/oder Härtungsvorgänge von Metallen durch Kaltverfestigung die chemische Zusammensetzung dieser Stähle nicht, wodurch ihre Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit sowie ihre ästhetischen Eigenschaften erhalten bleiben.

Edelstahl ist oft ein Material der Wahl für Produkte, die sowohl für die Industrie als auch für Verbraucher bestimmt sind. Die Kaltverfestigung von geglühtem austenitischem Edelstahl des Typs 1.4310 C1000 ist interessant für technische Teile mit Feder- oder Clipfunktion, da die Streckgrenze dieses kaltverfestigten Edelstahls hoch ist.

Wir verwenden ihn für die Herstellung von Produkten, die eine gute Beständigkeit gegen mechanische Ermüdung erfordern. Diese Stähle, die eine gute Umformbarkeit aufweisen, ermöglichen uns Gewichtseinsparungen zu erzielen (Federn, Verbindungselemente, Schaltblätter, Uhrwerkteile, bestimmte Messer usw.).

Kaltverfestigung von Aluminiumlegierungen

Die metallurgischen Zustände von Legierungen, die durch Kaltverfestigung gehärtet werden, werden durch eine Nomenklatur identifiziert, die mit dem Buchstaben H beginnt, gefolgt von einer Zahl von 1 bis 4, die es ermöglicht, die Arten der Kaltverfestigungsbehandlung abzubilden, die das Material nach der Kaltverfestigung erfahren wird. Die zweite Ziffer gibt die Härte der Kaltverfestigung von weich (1) bis hart (9) an.

Nur kaltverfestigt bedeutet, dass dieser Zustand für Produkte gilt, die nur kaltverfestigt und nicht behandelt wurden, entsprechend den Legierungen der Familie 1000 (Aluminiumlegierungen mit mehr als 99 %), die selbst bei maximaler Kaltverfestigung eine gute Formbarkeit behalten.

H2 Kaltverfestigt und teilweise geglüht bedeutet, dass dieser Zustand für Produkte gilt, die kaltverfestigt sind und über den Endwert hinaus gehärtet und durch teilweises Glühen auf den gewünschten Wert gebracht wurden, was den Legierungen der Familie 3000 (Aluminium-Mangan-Legierungen) entspricht.

H3 Kaltverfestigt und stabilisiert bedeutet, dass dieser Zustand für Produkte gilt, die kaltverfestigt sind und deren mechanische Eigenschaften durch eine Niedertemperatur-Wärmebehandlung stabilisiert werden, die auf Legierungen der Familie 5000 (Aluminium-Magnesium-Legierungen) angewendet wird, von denen bestimmte Legierungen bei Raumtemperatur weicher werden (Verlust mechanischer Eigenschaften). Dieser Stabilisierungsvorgang erhöht die Dehnung des Materials während eines Tiefziehvorgangs.

H4 Kaltverfestigt und lackiert oder beschichtet bedeutet, dass dieser Zustand für Produkte gilt, die kaltverfestigt sind und die während des Einbrennens von Farben oder Lacken einer bestimmten Wärmebehandlung unterzogen werden. Es ist möglich, die Verformungsfähigkeit der Legierung durch eine Wärmebehandlung namens Restaurationsglühen wiederherzustellen, die bei über 300 °C durchgeführt wird.

Die Zählung nach der Bezeichnung H1, H2, H3 oder H4 gibt den Grad der Kaltverfestigung an. Dieser Grad ist erhöht: je höher die zweite Ziffer zwischen 1 und 9 ist, desto stärker ist die Kaltverfestigung und desto härter ist das Produkt im Vergleich zum vollständig geglühten Zustand (Zustand 0).