Grundlagen der Wärmebehandlung Der Weg zur Wärmebehandlung-Fachkraft

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1/2011

Prof. Dr.-Ing. Peter Sommer

Jens Sommer, B.Eng.

Wärmebehandlungs-Unternehmen, die per Stellenausschreibung fundiert ausgebildete Mitarbeiter für den eigenen Wärmebehandlungsbetrieb suchen, kennen die Situation bestens. Einen entsprechenden Mitarbeiter zu finden, ist sehr schwer. Härtereien und Wärmebehandlungsbetriebe sind daher gezwungen, Mitarbeiter ohne spezifisches Fachwissen einzustellen und diese auf ihre Aufgaben vorzubereiten bzw. auszubilden. Das im Unternehmen vorhandene Wissen zur bauteil- und werkstoffgerechten Wärmebehandlung wird an die Mitarbeiter weitergegeben. Klar strukturierte Wärmebehandlungsanweisungen liefern die Basis für die durchzuführenden Tätigkeiten.

Um jedoch Wärmebehandlungsanweisungen inhaltlich beurteilen zu können oder sogar selbst zu erstellen, sind detaillierte und grundlegende Wärmebehandlungskenntnisse erforderlich. Seit nunmehr fast 25 Jahren bieten wir den Unternehmen der Wärmebehandlungsbranche diesen Teil der Mitarbeiterausbildung im Rahmen von Grundlagenseminaren an. Daraus hat sich ein Ausbildungskonzept entwickelt, das inzwischen nach AZWV zertifiziert ist und den Mitarbeitern eine Qualifikation zur Wärmebehandlungs-Fachkraft ermöglicht.

Bereits die ersten Seminare im Jahr 1988 liefen unter dem prägnanten Titel „Was der Härter über seine Arbeit wissen muss“. In einem einwöchigen Seminar wurde den Teilnehmern nicht nur theoretisches Grundlagenwissen vermittelt, sondern in Form von Labor- und Gruppenübungen wurde der wärmebehandelte Werkstoff Stahl auch praktisch erlebt. Dass jedes Wochenseminar mit einer Klausurprüfung endete, war für die ersten Seminarteilnehmer zwar neu und  ungewohnt, es förderte aber auch den Zufriedenheitsgrad bei den Teilnehmern, sich dieser Aufgabe gestellt zu haben.  Die Betriebe waren von dieser Maßnahme ohnehin überzeugt, da es die Ernsthaftigkeit der Weiterbildung förderte. Das zertifizierte Ausbildungsangebot zur Wärmebehandlungs-Fachkraft sieht heute insgesamt sechs Bausteine vor.

Baustein 1

Einsteigerseminar „Was der Härter über seine Arbeit wissen muss“
In diesem einwöchigen Präsenzseminar werden die Teilnehmer auf folgenden Gebieten geschult:

Tag 1

  • Wärmebehandlung – Warum dieser Fertigungsschritt so bedeutsam für metallische Werkstoffe ist.
  • Der Werkstoff Stahl – Bezeichnungssysteme und Normung.
  • Der Werkstoff Stahl – Die wichtigsten  techanisch-technologischen Eigenschaften wie Härte, Festigkeit, Streckgrenze, Dehnung, Einschnürung, Kerbschlagzähigkeit.
  • Gruppenarbeit zu den Vortragsthemen des Vormittags mit experimenteller Bestimmung der mechanischen Eigenschaften an Proben mit unterschiedlichen Wärmebehandlungszuständen.

Tag 2

  • Vorgänge beim Erwärmen von Stoffen. Erläuterung von Aggregatzuständen, Temperaturskalen und Umrechnung, Temperaturmessung, Gleichgewichts-Umwandlungen beim Erwärmen und Abkühlen von reinem Eisen, lineare Wärmeausdehnung mit Beispielen praktischer Nutzung, Volumenänderungen bei Umwandlungsvorgängen.
  • Zweistoffsysteme.
  • Aufbau von Wärmebehandlungsanweisungen.
  • Gruppenarbeit zu den Vortragsthemen des Vormittags mit Bestimmung von Werkstoffzusammensetzungen. Aus Normen und Literaturstellen Stähle und Wärmebehandlungsangaben herausfinden. Fortführung der Bestimmung von Werkstoffeigenschaften.

Tag 3

  • Das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm mit Erläuterungen zu den Gefügen Austenit, Ferrit, Perlit, Sekundärzementit.
  • Verhalten bei der Abkühlung und Erwärmung von Stählen mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt. Erläuterung der Begriffe untereutektoidische Stähle, eutektoidische Stähle und übereutektoidische Stähle.
  • Austenitbildung und Besprechung von ZTA Diagrammen, Austenitumwandlung zu Perlit, Bainit und Martensit.
  • Gruppenarbeit zu den Vortragsthemen des Vormittags mit Übungen zum Eisen-Kohlenstoff-Diagramm und zum ZTA-Diagramm. Schliffherstellung und Gefügebewertung am Mikroskop unterschiedlicher Eisen-Kohlenstoff-Legierungen im gleichgewichtsnahen Zustand. 

Tag 4

  • Wärmebehandlungsverfahren in der Praxis – Glühverfahren n Wärmetransport beim Erwärmen und Abkühlen.
  • Wärmebehandlungsverfahren in der Praxis – Härten und Anlassen.
  • Die Seminarteilnehmer präsentieren am Nachmittag ihre Messergebnisse und vergleichen diese mit Normangaben. Die gemessenen Kennwerte der Härte und Zugfestigkeit werden mit den umgewerteten Ergebnissen verglichen und diskutiert. Danach erarbeitet jede Gruppe eine Wärmebehandlungsanweisung für ein konkretes Bauteil. Die Lösungen werden in einer Gesprächsrunde vorgestellt und kritisch hinterfragt. 

Tag 5 

  • Klausur.
  • Sicherheitsaspekte in Wärmebehandlungsbetrieben.
  • Rückgabe der Klausur und Seminarende.

Baustein 2

Bearbeitung des Lehrbriefs „Das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm“

Diese Aufgabe muss von den Seminarteilnehmern zwischen dem Einsteigerseminar und dem Aufbauseminar als Hausaufgabe gelöst werden. Aufgrund der hohen Bedeutung dieses Themas sind die Übungsaufgaben und Prüfungsfragen aus diesem Lehrbrief zu übersenden. Die Lösungen werden korrigiert und bewertet.

 

Baustein 3

Aufbauseminar „Was der Härter über seine Arbeit wissen muss

Das zweite einwöchige Präsenzseminar baut auf dem Einsteigerseminar mit folgenden Themen auf.

Tag 1

  • Gleichgewichtsumwandlungen der Eisen-Kohlenstoff-Legierungen. 
  • Austenitbildung und Kornwachstum.
  • Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubilder. 
  • Gruppenarbeit zu den Vortragsthemen des Vormittags mit Übungen an ZTU-Schaubildern. Vermessung und Auswertung von Abschreckmitteln. Wärmebehandlungsanweisungen für das Härten und Anlassen.

Tag 2

  • Prozessgrößen bei Wärmebehandlungen. 
  • Prozesstechnik Härten und Anlassen. 
  • Randschichthärteverfahren.
  • Gruppenarbeit zu den Vortragsthemen mit der Durchführung und Auswertung eines Stirnabschreckversuchs. Gefügebewertung nach dem Härten und Anlassen von unterschiedlichen Stählen.

Tag 3

  • Aufkohlen und Carbonitrieren.
  • Prozessgase und Prozessregelung beim Aufkohlen.
  • Einsatzstähle und Einsatzhärten.
  • Gruppenarbeit zu den Vortragsthemen mit der Bestimmung der Einsatzhärtungstiefe und Einhärtungstiefe nach dem Induktivhärten. Gefügebewertung nach dem Einsatzhärten, Randschichthärten, Restaustenitbewertung

Tag 4

  • Nitrieren und Nitrocarburieren. 
  • Eigenspannungen durch Wärmebehandlungen. 
  • Verzug und Maßänderung. 
  • Wärmebehandlungsfehler.
  • Besprechung individueller Wärmebehandlungsaufgaben der Seminarteilnehmer.

Tag 5 

  • Klausur.
  • Qualitätssicherung in der Wärmebehandlung.
  • Rückgabe der Klausur und Seminarende.

Baustein 4

Bestätigung des Arbeitgebers über eine Beschäftigungsdauer von mind. 1 Jahr im Arbeitsgebiet Wärmebehandlung.

Baustein 5

Anmeldung zur Abschlussarbeit

Jeder Seminarteilnehmer erhält eine individuelle auf sein Arbeitsgebiet zugeschnittene Aufgabe. Hierzu übersenden wir Proben und/oder Musterteile mit einer Sollvorgabe. Diese Aufgabe muss der Teilnehmer bearbeiten, lösen und dokumentieren. Die Proben/Bauteile werden an uns zurückgesandt und es erfolgt eine Gegenprüfung. Dem Seminarteilnehmer steht es auch frei, diese Aufgaben in unserem Labor durchzuführen. Eine Rücksprache mit uns ist zudem jederzeit möglich.

Baustein 6

Mündliche Abschlussprüfung

Es erfolgt eine mündliche Abschlussprüfung zum Baustein 5. In dieser Abschlussprüfung wird hinterfragt, ob die Aufgabenstellung und die dafür notwendigen Arbeitsschritte verstanden und sachgerecht durchgeführt wurden.

Zertifikatserteilung

Nach erfolgreichem Abschluss aller sechs Bausteine erhält der Seminarteilnehmer das Zertifikat „Wärmebehandlungs-Fachkraft“. 

Das Einsteiger- und Aufbauseminar „Was der Härter über seine Arbeit wissen muss“ bauen aufeinander auf, jedoch können sie auch unabhängig voneinander besucht werden. Bei einem Teilnehmer, der nur das Aufbauseminar besucht, werden die Kenntnisse aus dem Einsteigerseminar vorausgesetzt. Eine weitere Teilnahme an der Qualifizierungsmaßnahme ist aber nur möglich, wenn beide Präsenzseminare besucht und durch bestandene Klausuren belegt sind. 

Alternativ zu den beiden Präsenzseminaren sind die Bausteine 1 bis 3 auch durch die Teilnahme am Fernseminar möglich. Das Fernseminar beinhaltet 16 Lehrbriefe und beansprucht einen Zeitraum von 20 Monaten. Monatlich wird ein Lehrbrief übersandt, zu dem Übungs- und Prüfungsaufgaben zu absolvieren sind. Die Arbeiten werden zur Korrektur übersandt. Nach erfolgreichem Abschluss aller 16 Lehrbriefe ist der gleiche Qualifikationsstand erreicht, der in den beiden Präsenzseminaren vermittelt wird. Danach kann der Teilnehmer sich ebenfalls zur Bearbeitung der Abschlussarbeit anmelden. 

Jeder Teilnehmer erhält einen eigenen Seminarpass, in dem alle Testate eingetragen werden.

Weitere Qualifikationsmöglichkeiten

  • Gefügekunde der Stähle, Teil 1.
  • Gefügekunde der Stähle, Teil 2.
  • Schadensfalluntersuchungen.
  • Prozesspläne für Wärmebehandlungen erstellen – neu ab Herbst 2011.
  • Werkstofftechnik und Wärmebehandlung für Führungskräfte, Teil 1.
  • Werkstofftechnik und Wärmebehandlung für Führungskräfte, Teil 2.

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Für Anfragen, Fragen oder Anmerkungen melden Sie sich gerne bei unserem Ansprechpartner für Werkstoffprüfung und Seminare, Jens Sommer.

Geschäftsführer Jens Sommer, B.Eng.
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+49 2835 9606-18

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Schadensfälle untersuchen und bewerten

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Der Werkstoff Stahl und seine Wärmebehandlung

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Fernseminar

- Grundlagen der Werkstofftechnik und Wärmebehandlung

2.200 € alle 16 Lehrbriefe
Alle Preise + gesetzl. MwSt.

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Online-Präsentation - Was der Härter über seine Arbeit wissen muss

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Bestimmung modul- und werkstoffabhängiger Einsatzhärtungstiefen 1.250,- € + MwSt.

T.F.W.W.-Projekt 20

Projektbericht 20 – Bestimmung modul- und werkstoffabhängiger Einsatzhärtungstiefen

Ausgangssituation und Projektanlass:

T.F.W.W.-Mitgliedsfirmen werden in zunehmendem Maße mit der Forderung konfrontiert, bei Zahnrädern an unterschiedlichen Positionen des Zahnprofils Einsatzhärtungstiefen zu garantieren. Dabei müssen dann Einflussgrößen wie Modul, Innen- und Außendurchmesser, Härtbarkeit und Einsatzhärtungstiefe berücksichtigt werden. Eine zerstörende Prüfung an Musterteilen ist in den meisten Fällen nicht möglich.

Versuchsprogramm und Untersuchungen:

1. Es werden Musterzahnräder mit den Modulen 2, 4 und 8 sowie unterschiedlichen Innendurchmessern aus folgenden Einsatzstählen hergestellt:
– 16MnCr5 +HH, 1.7131 und
– 18CrNiMo7-6 +HH, 1.6587

2. Für jede Abmessungs- und Werkstoffvariante werden drei Einsatzhärtungstiefen realisiert.
Nach Abschluss der Wärmebehandlungen erfolgen dann…
– die Bestimmung der Einsatzhärtungstiefe an sechs unterschiedlichen Positionen,
– die Bestimmung der Zahnfußhärte sowie
– die Bewertung der Gefügeausbildung.

Gefüge in Stählen und deren metallographische Bewertung.

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Was der Härter über seine Arbeit wissen muss.

Vorteil: Wenn Sie über uns ihr Hotelzimmer buchen, steht Ihnen ein kostenloser Shuttelservice zwischen dem Hotel und unserem Institut zur Verfügung.

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