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Aushärten

Beim Aushärten von Metallen (Ausscheidungs- bzw. Alterungshärten) wird durch gezielte Wärmebehandlung eine feindisperse Ausscheidungsstruktur erzeugt.

Diese erhöht die Festigkeit, die Streckgrenze und die Härte und verbessert zugleich die Masshaltigkeit. Listemann härtet dabei prozesssicher, von der Musterfertigung bis zur Serienproduktion.

Das Wichtigste in Kürze

Was ist Aushärten?

Aushärten ist ein mehrstufiges Härteverfahren innerhalb der Wärmebehandlung. Nach Lösungsglühen und Abschrecken erfolgt ein Warmauslagern, auch Altern genannt.

In dieser Phase scheiden sich feinste Teilchen in der Metallmatrix aus, etwa Mg₂Si, η′-Phasen oder Cu-reiche Ausscheidungen. Diese Mikrostruktur blockiert Versetzungen. Die Festigkeit steigt, während Zähigkeit und Masshaltigkeit gezielt einstellbar bleiben.

Typische Ziele:

  • Festigkeit, Streckgrenze und Härte gezielt steigern

  • Masshaltigkeit und Massstabilität sichern

  • Reproduzierbare Eigenschaften von der Musterfertigung bis zur Serie

Weshalb Listemann für Aushärten?

Listemann härtet aushärtbare Werkstoffe prozesssicher aus. Temperatur- und Zeitführung sind lückenlos überwacht, die Ofenqualifikation ist dokumentiert und jede Charge bleibt vollständig rückverfolgbar. Den Zielzustand legen wir gezielt auf Werkstoff und Anforderung aus, etwa H925 bei 17-4PH oder T6/T7 bei Aluminium.

Abgedeckt: 17-4PH, 15-5PH, Maraging-Stähle sowie Nickel-, Kupfer- und Aluminiumlegierungen.

Technische Vorteile des Aushärtens

Das Aushärten ist ein Wärmebehandlungsverfahren zur gezielten Erhöhung von Festigkeit und Härte.

Höhere Festigkeit und Steckgrenze

Deutlich höhere Streckgrenze und Festigkeit bei einstellbarer Zähigkeit.

Mass- und Formstabilität

Reduzierte Eigenspannungen sorgen für stabile Bauteilgeometrie über den gesamten Prozess.

 

Leichtbau

Dünnwandigere Bauteile bleiben hochfest, das Bauteilgewicht sinkt entsprechend.

Betriebssicherheit

Bauteile widerstehen Ermüdung und Spannungsrisskorrosion auch unter dauerhafter Betriebslast.

Prozesssicherheit

Jede Charge bleibt vom Wareneingang bis zur Auslieferung lückenlos rückverfolgbar.

Fertigungstipps

Legierung und Zustand

Legierungs- und Zustandswahl frühzeitig festlegen, z. B. Wärmebehandlungszustand H925 für den Werkstoff 17-4PH.

Bauteilgeometrie

Geometrie und Wanddicken auf gleichmässige Durchwärmung auslegen, scharfe Kerben vermeiden.

Fixieren und Richten

Fixieren und Richten für masskritische Bauteile einplanen.

Prozessabstimmung

Nachfolgende Prozesse wie Shot-Peening, Beschichtung oder Korrosionsschutz mit dem Aushärteplan abstimmen.

Prüfplanung

Prüfplanung mit Stichproben, Sollwerten und Freigabekriterien bereits vor Serienstart definieren.

Qualitätssicherung

Eingangskontrolle

Jede Charge wird vor Prozessstart auf Chemie, Gefüge und Abmessungen geprüft.

Prozessüberwachung

Mehrpunkt-Thermoelemente und Datenlogger erfassen Temperatur und Zeitführung lückenlos.

Ofenqualifikation

Wir weisen gleichmässige Durchwärmung und Kalibrierung regelmässig nach.

Mechanische Prüfungen

Zug-, Härte- und Kerbschlagversuche werden durch Massprüfung und Gefügeanalyse ergänzt.

Rückverfolgbarkeit

Bis zur Materialcharge und den Prozessparametern lässt sich jedes Bauteil zurückverfolgen.

Industrielle Anwendungen

Anwendungsbereiche

Luft- und Raumfahrt

Struktur- und Triebwerksteile, Verbindungselemente

Automotive / E-Mobility

Fahrwerks- und Crash-Bauteile, Getriebekomponenten, Wellen

Maschinen- und Anlagenbau

Hochfeste Gehäuse, Zahnräder, Werkzeugeinsätze

Medizintechnik und Sensorik

Stahl-Komponenten mit definierter Festigkeits-/Zähigkeits-Balance

Werkzeug- und Formenbau

Temperaturbeständige Bauteile

Additive Fertigung

Wärmebehandlung zur Eigenschaftseinstellung und Spannungsreduktion

Werkstoffe und Verfahren im Überblick

Metallisches Aushärten (Ausscheidungshärten/Alterung)

Um Aluminium zu härten, auch aliminum härten, ist das Aushärten der entscheidende Prozess.

Aluminium Oberflächenhärten betrifft dagegen nur die Randschicht, die Festigkeit im gesamten Bauteil entsteht erst durch die Ausscheidungen im Werkstoffinneren.

Geeignete Legierungen
  • Aushärtbare Edelstähle: precipitation hardening (z. B. 17-4PH und 15-5PH)
  • Maraging-Stähle (Ni-martensitisch härtbar)
  • Nickel- und Kupferlegierungen mit ausscheidungshärtbarem System
  • Aluminiumlegierungen: Al-Cu-Mg (2xxx), Al-Mg-Si (6xxx), Al-Zn-Mg-Cu (7xxx)
Ablauf
  • Lösungsglühen
    Einlösung der aushärtungsrelevanten Elemente und Homogenisierung der Matrix.
  • Abschrecken
    Rasches Abkühlen (z. B. Luft, Öl, Polymer, Wasser), um den gelösten Zustand zu „einfrieren“.

  • Warmlagern / Altern (Ausscheidungshärten)
    Isothermes Halten zur kontrollierten Ausscheidungsbildung (z. B. Zustände T6/T7 bei Al oder H900–H1150 bei 17-4PH).

  • Optionale Schritte
    Entspannen/Tempern, Richten/Fixieren, Oberflächenfinish und Endprüfung.

Ziele
  • Festigkeit/Zähigkeits-Balance

  • Dimensionsstabilität

  • Gezielte Restspannungszustände

Technische Ansprechpartner

Ansprechpartner zum Thema

Teilen Sie uns Werkstoff, Bauteilgeometrie und den gewünschten Zielzustand mit. Wir prüfen die technische Machbarkeit.

Tobias Bachmann

Tobias Bachmann

Projektleitung Wärmebehandlung

Telefon: +41 52 245 18 55

Mobil: +41 77 442 46 91

t.bachmann@listemann.com

Thomas Bitschnau

Thomas Bitschnau

Technische Leitung

Telefon: +423 375 90 12

Mobil: +423 780 54 01

t.bitschnau@listemann.com

Einsatzgebiete

HÄUFIGE FRAGEN

Konventionelles Härten (Austenitisieren + Abschrecken + Anlassen) erzeugt martensitisches Gefüge, v. a. bei un-/niedriglegierten Stählen. Ausscheidungshärten nutzt feinste Ausscheidungen in aushärtbaren Legierungen (Al, PH-Stähle, Maraging, Ni/Cu) – der Mechanismus ist mikrostrukturell anders.

Bei Aluminium z. B. T6/T651/T7, bei 17-4PH häufig H900–H1150, bei Maraging definierte Aging-Temperaturen mit anschliessender Massstabilisierung.

Angepasste Rampen, geeignete Abschreckmedien und eine symmetrische Erwärmung begrenzen den Verzug bereits während des Prozesses. Wo nötig, ergänzen wir Vorrichtungen zur Fixierung sowie ein nachgelagertes Richten oder Spannungsarmglühen.

Zugversuch (Rp₀,₂/Rm/A), Härte, Mikroschliff/SEM, Mass- und Oberflächenprüfung, optional Restspannungsmessung.