HartauftragBei der Oberflächenbearbeitung von Metallen wird eine Schicht aus verschleißfester Legierung durch Schweißen, Plattieren oder thermisches Spritzen auf ein Metallsubstrat aufgebracht.
Ziel ist es, die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schlagfestigkeit und Hochtemperaturleistung kritischer Bauteile deutlich zu verbessern.
Im Gegensatz zur herkömmlichen Wärmebehandlung, die das Grundmaterial verändert, verbessert das Hartauftragen ausschließlich die Oberfläche. Das Ergebnis ist ein Bauteil mit einem zähen, duktilen Kern und einer Oberflächenhärte von HRC 45–70.
Diese Technologie findet breite Anwendung im Bergbau, im Bauwesen, in der Energiewirtschaft, in der Petrochemie und in der Schwerindustrie.
Das Prinzip des Hartauftragens
Das Kernprinzip des Hartauftragens ist einfach, aber wirkungsvoll:
Durch die Anwendung von thermischer Energie (mittels Lichtbogen, Plasma oder Laser) zum Schmelzen von Füllmetallen oder Legierungspulvern wird auf dem Substrat eine metallurgisch gebundene, hochleistungsfähige Oberflächenschicht gebildet.
Diese „harte Haut“ widersteht wirksam verschiedenen Arten von Abnutzung:
•Abrasiver Verschleiß: Reibung und Abtrag durch Sand-, Erz- oder Staubpartikel;
•Aufprallverschleiß: hochenergetische Schläge von Baggerzähnen oder Brecherhämmern;
•Korrosionsverschleiß: Einwirkung von Säuren, Laugen oder anderen chemischen Umgebungen;
•Hochtemperaturverschleiß: Oxidation und Zersetzung in Turbinen oder Öfen.
Die abgeschiedene Schicht enthält typischerweise harte Carbide (Cr₇C₃, WC, TiC) und verstärkende Elemente wie Cr, Ni, Mo und Co, wodurch ein dichtes, verschleißfestes Mikrogefüge entsteht.
Gängige Hartauftragsverfahren
1. Lichtbogenschweißen mit umhüllter Elektrode (SMAW)
- Merkmale: einfache Ausrüstung, flexibel, geeignet für Reparaturen vor Ort;
- Füllmaterialien: Elektroden aus einer kohlenstoffreichen, hochchromhaltigen Legierung.
2. Fülldraht-Lichtbogenschweißen (FCAW)
- Merkmale: halb- oder vollautomatisiert, hohe Abscheidungsrate, effizient für große Flächen;
- Vorteile: gute Haftung, geringe Verdünnung, gleichbleibende Qualität.
3.Gas-Metalllichtbogenschweißen (GMAW/MIG/MAG)
- Merkmale: stabiler Strahlbogen, geringe Spritzerbildung, gleichmäßiges Strahlbild;
- Anwendungsgebiete: Präzisionsbauteile, Formen, Strukturverstärkungen.
4.Wolfram-Inertgasschweißen (WIG)
- Merkmale: präzise Steuerung, minimaler Wärmeeintrag, geringe Verzerrung;
- Anwendungsgebiete: Ventilsitze, Formkanten, medizinische Geräte.
5.Plasma-Lichtbogenschweißen (PTA)
- Eigenschaften: Verdünnung <5%, dichte Beschichtung, geeignet für Mehrschichtabscheidung;
- Anwendungsgebiete: Energieanlagen, Hochleistungsventile, Pumpenschrauben.
- Merkmale: konzentrierte Energie, minimale Verformung, hoher Automatisierungsgrad;
- Vorteile: ausgezeichnete Oberflächenqualität und Haftfestigkeit.
Klassifizierung von Hartauftragsmaterialien
Die beim Hartauftragen verwendeten Schweißzusätze lassen sich nach Substrat und Anwendung kategorisieren:
•Eisenbasierte Legierungen: kostengünstig, hohe Schlagfestigkeit, geeignet für allgemeine Verschleißteile.
•Nickelbasierte Legierungen: korrosionsbeständig, hochtemperaturbeständig, häufig verwendet in der Chemie- und Energiebranche.
•Kobaltbasierte Legierungen (z. B. Stellite): behalten ihre Härte bei hohen Temperaturen und werden für Ventile und Turbinenschaufeln verwendet.
•Karbidverstärkte Werkstoffe (WC, Cr₃C₂, TiC): extrem hohe Verschleißfestigkeit, eingesetzt in Bergbau- und Mischanlagen.
Vorteile der Hartauftragstechnologie
- Verlängerte Lebensdauer – 3- bis 10-fache Verbesserung der Oberflächenbeständigkeit;
- Reduzierte Wartungskosten – Teile können überholt statt ersetzt werden;
- Weniger Ausfallzeiten – längere Wartungsintervalle und höhere Zuverlässigkeit;
- Verbesserte Geräteperformance – erhöhte Stabilität unter schwierigen Bedingungen;
- Umweltfreundlich und ressourcenschonend – unterstützt die Wiederaufbereitung und Abfallreduzierung.
Typische Anwendungen von Hartauftragsschweißen
- Bergbau & Metallurgie: Brecherhämmer, Siebe, Schneckenförderer;
- Bauwesen & Erdbau: Bulldozerschaufeln, Baggerzähne, Mischpaddel;
- Energie & Chemie: Hochtemperaturventile, Pumpengehäuse, Laufräder;
- Landwirtschaftliche Geräte: Pflugscharen, Fräsmesser, Getreideförderschnecken;
- Formenbau & Fertigung: Matrizen, Formwerkzeuge, Verschleißkanten.
Branchenzahlen: Durch die Anwendung von Hartauftragsbeschichtungen kann die durchschnittliche Lebensdauer von Bauteilen um mehr als 400 % verlängert werden, was erhebliche wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.
Die Hartauftragstechnologie hat sich aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit zu einem wichtigen Mittel zur Lebensdauerverlängerung, Reparatur und Leistungssteigerung in der Fertigungsindustrie entwickelt. Durch die gezielte Auswahl von Hartauftragsverfahren, Materialien und Parametern können Unternehmen die Stabilität ihrer Anlagen deutlich verbessern, Produktionskosten senken und nachhaltige Wettbewerbsvorteile erzielen.
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Veröffentlichungsdatum: 31. Oktober 2025