Induktives Randschichthärten von Zahnrädern des Vergütungsstahls 42CrMo4 mittels Wasser-Luft-Spraykühlung

Der Einsatz einer Wasser-Luft-Spraykühlung beim Induktionshärten eröffnet eine ökonomische und ökologische Alternative zu herkömmlichen Abschreckmitteln auf Polymerbasis. Mittels Spraykühlung kann die hohe Reproduzierbarkeit der induktiven Erwärmung mit einem kontrollierten Abschrecken mit dem Potenzial eines Anlassens aus der Restwärme und der Substitution des konventionellen Ofenanlassens kombiniert werden. Gegenstand dieser Arbeit ist die Integration einer Wasser-Luft-Spraykühlung in den Prozess des Induktionshärtens anhand von gerad- und schrägverzahnten Zahnrädern aus dem Vergütungsstahl 42CrMo4. Die Bewertung der Härteergebnisse erfolgt auf der Grundlage von Mikrostruktur- und Härteuntersuchungen sowie Eigenspannungs- und Verzugsmessungen. Ein Vergleich mit dem konventionellen Polymerabschrecken zeigt die Gleichwertigkeit der Härteergebnisse. Zur Reduzierung des experimentellen Aufwandes bei der Auslegung des Abschreckprozesses wurde ein numerisches Modell auf der Basis der FE-Software ANSYS zur Beschreibung der Wasser-Luft-Spraykühlung beim Induktionshärten entwickelt und experimentell verifiziert.