Bainitisieren (Zwischenstufenvergüten)

Der konventionelle Weg zur Erhöhung von Härte bzw. Festigkeit ist das Vergüten. Ein zweiter, etwas speziellerer Weg ist das Bainitisieren, das früher Zwischenstufenvergüten genannt wurde.

Bei dieser Wärmebehandlung wird das Bauteil in gleicher Weise wie beim Härten austenitisiert, d.h. es erfolgen abhängig vom Werkstoff Wärmebehandlungen bei Temperaturen von 800 – 1.050°C.

Das Abschrecken erfolgt dann in einem (Salz-)Warmbad oder in einem Vakuumofen mit Warmbad-Simulation. Die Temperatur des Warmbades richtet sich nach dem Werkstoff und liegt zwischen 250 und 450°C. Das Bauteil verweilt im Warmbad bei gleichbleibender Temperatur (isotherm), bis die Gefügeumwandlung von Austenit nach Bainit (=Zwischenstufe) abgeschlossen ist. Dabei bildet sich kein Martensit. Je nach Werkstoff kann die Umwandlung in einigen Minuten abgeschlossen sein; manchmal dauert es aber auch mehrere Stunden. Anschließend wird das Bauteil an der Luft abgekühlt und darf auf keinen Fall mehr angelassen werden.

Bainitgefüge haben sehr spezielle Eigenschaften, die sich durch hohe Festigkeiten (Härten), maximale Zähigkeiten und üblicherweise durch relativ geringe Verzüge auszeichnen. Nicht jedes Bauteil und nicht jeder Werkstoff ist für das Bainitisieren geeignet. Die geschilderten positiven Eigenschaften können nur dann erreicht werden, wenn während der Abkühlung keine anderen Gefüge, z.B. Ferrit, Perlit, oberer Bainit gebildet werden. Dünnwandige Bauteile oder legierte Stähle mit hoher Härtbarkeit eignen sich besonders gut für dieses Verfahren.

Typischerweise werden Bauteile aus Stählen wie C45, C75, C67E, 42CrMo4, 65Cr3, 67SiCr5, aber auch legiertes Gusseisen bainitisiert (ADI Material).

Dieses Verfahren hat den Vorteil bestmöglicher Zähigkeit bei höher Härte. Gleichzeitig bietet es sehr günstige Voraussetzungen für die Minimierung des Härteverzugs. TypischeAnwendungsbeispiele für das Bainitisieren findet man bei Sicherheitsgurtbeschlägen aus dem Automobilbau, bei Federn, Nägeln und speziellen Messerklingen, aber
auch bei Kurbelwellen aus legiertem Gusseisen.

Die Beurteilung, ob dieses Verfahren anwendbar und auch technisch durchführbar ist, erfordert schon spezielle Wärmebehandlungskenntnisse. Wir empfehlen daher die direkte Kontaktaufnahme zu einem Lohnhärter, der dieses Verfahren anbietet. Hier erfahren Sie dann auch, welche Daten benötigt werden, um zu einer erfolgreichen Anwendung zu kommen.

Weitere, für das Bainitisieren notwendige Angaben, sind dem Lohnhärter mitzuteilen. Als Orientierung kann das Infoblatt „Angaben zum Wärmebehandlungsauftrag“ herangezogen werden.