Normgerechte Prüfvorschriften erstellen

Die Prüfung wärmebehandelter Bauteile ist eine elementarer Schritt in der Fertigungskette von Komponenten. Oftmals ist die Wärmebehandlungsvorschrift gleichzeitig die Prüfvorschrift und umgekehrt, dies wird meist nicht beachtet, d.h. stimmt die Prüfvorschrift nicht ist auch die Vorgabe für die Wärmebehandlung schwer festzustellen. Gerade dieser Teil der Bauteilspezifikation / Zeichnung ist oftmals Fehlerhaft und bietet somit ein breites Spektrum an Möglichkeiten der Interpretation und des vorprogrammierten Streites der beteiligten Parteien bei Unklarheiten.

Bereits seit den 70iger Jahren, des letzten Jahrhunderts, gab es erste Bestrebungen für die Erstellung von Zeichnungen eine einheitliche Regelung einzuführen, in dieser Zeit entstand in Deutschland die DIN 6773, Obwohl nun seit mehr als vierzig Jahren eine Normung zu diesem Thema existiert, scheint das Wissen hierüber mehr oder weniger nicht vorhanden zu sein. Die DIN 6773 war so gut, dass Sie fast 100%ig in die neue internationale Norm DIN ISO 15787,Technische Produktdokumentation - Wärmebehandelte Teile aus Eisenwerkstoffen - Darstellung und Angaben eingegangen ist.

Aus urheberrechtlichen Gründen können die in der DIN ISO 15787 dargestellten Zeichnungen nur verfremdet wiedergegeben werden. Bitte lesen Sie bei detaillierten Fragen die DIN ISO 15787, nur diese ist die gültige Unterlage auf die Sie sich beziehen können. Dieses Kapitel ist sehr Stark an die Norm angelehnt, enthält aber auch weiterführende Angaben die die Meinung des Autors darstellen.

Anwendungsbereich

Wie bereits erwähnt gibt es die DIN ISO 15787 als Norm in der die Regeln der Kennzeichnung in Zeichnungen und die Schreibweise für Prüfvorschriften geregelt sind.

• DIN ISO 15787, Technische Produktdokumentation – Wärmebehandelte Teile aus Eisenwerkstoffen – Darstellung und Angaben, Januar 2010 (ISO 15787:2001), diese Internationale Norm gilt für die Kennzeichnung des Endzustandes wärmebehandelter Teile aus Eisenwerkstoffen in technischen Zeichnungen.

Hier ist zu beachten, daß der Endzustand des Bauteiles gemeint ist und nicht ein Zwischenschritt der Fertigung. Wird ein Bauteil in mehreren Schritten gefertigt und die Wärmebehandlung ist ein Schritt zwischen zwei Bearbeitungsschritten, reicht eine Zeichnungsvorschrift unter Umständen nicht aus, hier sollte dann eine HTO oder eine HTS erstellt werden. In diesen Unterlagen können auch erweiterte Prüfvorschriften untergebracht werden, evtl. ist eine gesonderte Prüfanweisung zu erstellen.

Auch aus rechtlichen sollte die Zeichnungsvorschrift korrekt sein, denn Unwissenheit schützt nicht vor Strafe (Ignorantia legis non excusat). Dies bedeutet der Wärmebehandler / Dienstleister / Prüfer als Fachmann(Experte) muss erkennen, dass eine Prüfvorschrift falsch oder richtig ist, gibt es weitere Prüfvorschriften muss sich der Prüfer diese beschaffen (Holschuld).

Beispiel

• An einer Welle soll nach der Wärmebehandlung,vor dem Schleifen, die CHD geprüft werden. Steht in der Zeichnung CHD 1,0+0,3, legt dies fest welche CHD nach der Wärmebehandlung vorhanden sein muss, Vorschrift 1,0 - 1,3 mm. Hat die Wärmebehandlung eine CHD von 1,1 mm ergeben und das Schleifaufmaß ist 0,3 mm, wird nach dem Schleifen nur noch eine CHD von 0,8 mm vorhanden sein, also zu wenig.
• Hier wäre also eine HTO erforderlich gewesen, die diesen Fall beschreibt und für die Wärmebehandlung eine andere CHD z.B. CHD 1,3+0,3 mm festgelegt hätte, somit wäre sichergestellt das nach dem Schleifen die CHD innerhalb der geforderten Toleranz ist.

Auswirkungen

• Hat der Wärmebehandler nur eine Bestellung auf der die CHD mit 1,0+0,3 und die Oberflächenhärte mit 58+4 HRC, bestellt worden ist, ist er auf der sicheren Seite wenn er die bestellten Werte erzeugt, hier hat der Besteller eindeutig einen Fehler gemacht und hat keine Möglichkeit der Reklamation.
• Wurde dem Wärmebehandler aber die Fertigteilzeichnung im Original zugesandt, hätte er unter Umständen erkennen können, das das Teil nach der Wärmebehandlung noch bearbeitet wird und hätte den Kunden fragen müssen ob die CHD in diesem Fall tiefer erzeugt werden soll, erhöht um die entsprechende Bearbeitungszugabe. Hat er dies nicht gemacht, dürfte bei einer Reklamation der Wärmebehandler als Fachmann(Experte) den Fehler gemacht haben.

Normative Verweisungen

Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung der DIN ISO 15787 erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen). Bei deutschen Ausgaben der Normen sind diese anzuwenden.

ISO 128-24:1999 , Technical drawings — General principles of presentation — Part 24: Lines on mechanical engineering drawings

ISO 2639, Steels — Determination and verification of the depth of carburized and hardened cases

ISO 4885, Ferrous products — Heat treatments — Vocabulary

ISO 6506-1, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method

ISO 6507-1, Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method

ISO 6508-1:1999, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)

Begriffe und Abkürzungen

Im Zuge der Internationalisierung des Normwesens wurden für viele Bereiche der Technik neue Begriffe und Abkürzungen für die Zeichnungsangaben eingeführt. Diese müssen generell bei der Erstellung Normgerechter neuer Zeichnungen angewendet werden.

Anmerkung! Es wird empfohlen sich an die in der Norm festgelegten Bezeichnungen zu halten, auch wenn ältere Prüf- und Liefernormen Normen noch die alten Bezeichnungen enthalten. Natürlich sind in diesem Fall prinzipiell beide Bezeichnungen richtig. Dies liegt daran, dass die Überarbeitung aller Normen nicht zeitgleich erfolgen kann.

Begriffe und Abkürzungen aus der DIN ISO 15787

Kurzzeichen DIN EN ISO 15787	Altes Kurzzeichen DIN 6773	Beschreibung Deutsch	Description English
CD	AT	Aufkohlungstiefe	Carburization depth
CHD	Eht	Einsatzhärtungs-Härtetiefe	Case hardening depth
CLT	VS	Verbindungsschichtdicke	Compound layer thickness
FHD	Sht	Schmelzhärtungs-Härtetiefe	Fusion hardness depth
FTS		Schmelzhärteplan	Fusion treatment specification
HTO	WBA	Wärmebehandlungsanweisung	Heat-treatment order
HTS	WBP	Wärmebehandlungsplan	Heat-treatment specification
Messstelle		Stelle an der eine Prüfung durchgeführt werden Muß	measuring point
NHD	Nht	Nitrier-Härtetiefe	Nitriding hardness depth
SHD	DS - Rht	Einhärtungs-Härtetiefe (Synonym: Randschichthärtungs-Härtetiefe)	Surface hardening depth
	SHA	Schmelzhärtungs- Anweisung - gelöscht

Zeichnungsangaben

Allgemeines

Zeichnungsangaben zum wärmebehandelten Zustand können sich sowohl auf den Einbau- oder Endzustand als auch auf den Zustand unmittelbar nach dem Wärmebehandeln beziehen. Dieser Unterschied ist unbedingt zu beachten, da wärmebehandelte Teile häufig nachträglich noch bearbeitet werden. Dadurch verringert sich insbesondere bei

• einsatzgehärteten
• randschichtgehärteten
• randschichtschmelz-gehärteten
• nitrierten Teilen

die Härtetiefe, bei

• nitrocarburierten Teilen

die Verbindungsschichtdicke.

Es muss dabei die Bearbeitungszugabe beim Wärmebehandeln entsprechend berücksichtigt werden. Sofern keine separate Zeichnung für den Zustand nach dem Wärmebehandeln mit den entsprechenden Angaben für den Zustand vor einem anschließenden Bearbeiten erstellt wird, ist durch geeignete Hinweise zu verdeutlichen, auf welchen Zustand sich die jeweiligen Zeichnungsangaben beziehen. Hierzu sind klare Angaben zu machen, wie z. B.:

• durch Vorbearbeitungsmaße, in eckigen Klammern [ ]
• durch zusätzliche Darstellungen
• durch zusätzliche Wortangaben:
  • „vor dem Schleifen"
  • „nach dem Schleifen"

Werkstoffangaben

Unabhängig vom Wärmebehandlungsverfahren muss in der Zeichnung erkennbar sein, welcher Werkstoff für das wärmebehandelte Werkstück verwendet worden ist (Werkstoffname, Hinweis auf Stückliste usw.). Verwenden Sie wenn möglich nur die gültigen Werkstoffnummern und die Normgerechte Schreibweise und keine Werksbezeichnungen der Hersteller.

• Nicht MoC410 M sondern 1.7225 oder 42CrMo4 oder 1.7225 - 42CrMo4, die Normgerechte Schreibweise der Werkstoffnummernsysteme steht in DIN EN 10027, die genaue Bezeichnung der WErkstoffe steht in den entsprechenden Halbzeug oder Produktnormen.

Da der Anlieferungszustand des Werkstoffes auf das Ergebnis der späteren Wärmebehandlung einen deutlichen Einfluss haben kann, muss dieser Anlieferungszustand/Bestellangabe natürlich in die Werkstoffbezeichnung.

• Richtig geschrieben wäre es dann z.B. 1.7225 / 42CrMo4 +QT, ein vergütetes Material.
  • Hinweis "+QT" lässt sich besser Induktiv Härten als ein Weichgeglühtes Material "+A", also ein wichtige Information für den Wärmebehandler.

Erfolgt keine Angabe zur Wärmebehandlung des angelieferten Materials, bleibt dem Lieferanten die Wärmebehandlung überlassen. Wenn Sie also einen entsprechenden Anlieferungszustand wollen, gehört der Anlieferungszustand in die Materialbestellung und auf die Zeichnung.

Stahl Kennzeichnung (Buchstabenschlüssel) des Wärmebehandlungszustandes bei Anlieferung ab Stahlwerk (Händler), siehe nachfolgende Tabelle, nur Auszug es gibt weitere Behandlungszustände.

Kurzzeichen	Altes Kurzzeichen DIN 6773	Bedeutung
+A		weichgeglüht
+AC	GKZ	Geglüht auf globularen Zementit
+AR		gewalzt ohne besondere Bedingungen
+AT		lösungsgeglüht
+C	K	kaltverfestigt
+CC		unverformter Strangguss
+Cnnn		kaltverfestigt mit Rm >= nnn N/mm²
+CR		kaltgewalzt
+DC		dem Hersteller überlassen
+FP	BG	auf Ferrit-Perlit Gefüge behandelt
+HC		warm-kalt geformt
+I		isothermisch behandelt
+LC		leicht kalt nachgezogen / nachgewalzt
+M		thermomechanisch umgeformt
+N		normalgeglüht
+NT		normalgeglüht und angelassen
+P		ausscheidungsgehärtet
+Q		abgeschreckt
+QA		luftgehärtet
+QO		ölgehärtet
+QT	V	vergütet (gehärtet + angelassen auf Zähigkeit)
+QW		wassergehärtet
+RA		rekristallisationsgeglüht
+S		auf Kaltscherbarkeit behandelt
+T		angelassen
+TH		auf Härtespanne behandelt
+U	unbehandelt	unbehandelt
+WW		warmverfestigt

Anmerkung

Um eine optimale Härtbarkeit zu erreichen sollte bereits bei der Bestellung des Werkstoffes die höchste Härtbarkeit mit HH gefordert werden. Nachfolgendes Schaubild zeigt einmal die unterschiedlichen Härtbarkeiten von 42CrMo4, klar erkennbar ist das unterschiedliche Qualitäten geliefert werden. Ist also ein teures Bauteil mit größeren Querschnitten zu fertigen, lieber einmal ein bisschen mehr fürs Material ausgeben und keine Probleme haben. Ist der Querschnitt klein ist es unter Umständen nicht wichtig.

• Beispiel
  • Jominy Kurven eines 42CrMo4, gut erkennbar ist, dass die Härtbarkeit der Qualität HH deutlich besser ist als die von HL. Soll nun eine Welle von z.B. Ø 40 mm vergütet werden, können je nach Qualität deutlich unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden.
  • wird eine besonders gute Härtbarkeit gefordert kann mit dem Lieferanten auch eine Sondervereinbarung getroffen werden, so kann z.B. festgelegt werden das die Härtbarkeit im oberen Drittel von HH liegen muss.

Wärmebehandlungszustand

Der Zustand nach dem Wärmebehandeln ist durch Wortangaben, die diesen Zustand kennzeichnen, z. B. „gehärtet“, „gehärtet und angelassen“, „nitriert“ festzulegen.

Sind mehrere Wärmebehandlungen erforderlich, so sind sie in den Wortangaben entsprechend der Reihenfolge ihrer Durchführung aufzuzählen, z. B. „gehärtet und angelassen“. Die Wortangaben sind in Übereinstimmung mit DIN ISO 4885 auszuwählen. Der wärmebehandelte Zustand kann auf verschiedene Weise erreicht werden, die Gebrauchseigenschaften können dadurch voneinander abweichen. Sofern es für den wärmebehandelten Zustand erheblich ist, müssen in ergänzenden Unterlagen wie „HTO" verfahrenstechnische Einzelheiten festgelegt werden. Jedoch ist die Erstellung einer HTO / HTS auch nicht ohne Tücke, wer in diesen Vorschriften zu detaillierte Vorschriften z.B. zu Härtetemperaturen, Haltezeiten und Anlassparametern macht, übernimmt hiermit die Verantwortung für das Wärmebehandlungsergebnis. Aufgrund der Vielzahl der möglichen Einflussparameter aus der Werkstoffspezifikation wie Analyse, vorhergehende Glühparameter usw., sollte möglichst nur Ergebnisparameter vorgegeben werden.

Beispiel

im Werkstoffblatt steht als Richtwert für das Vergüten Härten 820 - 860°C, Abschrecken in Öl oder in Wasser Anlassen 540 - 680°C, in Luft Hier kann der Wärmebehandler frei Wählen um das Optimale Ergebnis zu erreichen

wenn Sie die folgende Vorgabe gemacht haben Härten 830 - 840°C, Abschrecken in Öl Anlassen 590°C, in Luft und mit diesen Parametern werden die geforderten Festigkeitswerte nicht erreicht, ist der Wärmebehandler nicht in der Haftung, da Sie die Parameter vorgegeben haben. Anmerkung Sie hätten in Versuchen (DIN EN ISO 642 Stirnabschreckversuch (Jominy-Versuch)) die Härtbarkeit der angelieferten Schmelze (Werkstoffcharge) des Werkstoffes überprüfen müssen und gegebenenfalls einen Vorversuch zum Härten durchführen müssen um die Vorgabeparameter zu bestätigen, also einiger Aufwand um die Wärmebehandlung zu definieren. Haben Sie in den Versuchen mit den vorgegeben Parametern das Ergebnis nicht erreicht müssen Sie andere Wärmebehandlungsparameter festlegen und nicht zu vergessen das bei jeder neuen Materialcharge, die Vorgabe des Wärmebehandlungsergebnisses kann hier viel Arbeit sparen.

Härteangaben

Es wird unterschieden zwischen Oberflächenhärte, Kernhärte und Härtewerten.

Oberflächenhärte	Die Oberflächenhärte muss als Vickershärte in Übereinstimmung mit ISO 6507-1, als Brinellhärte in Übereinstimmung mit ISO 6506-1 oder als Rockwellhärte in Übereinstimmung mit ISO 6508-1 angegeben werden. In den Fällen, in denen die Teile im wärmebehandelten Zustand an der Oberfläche Bereiche mit unterschiedlicher Härte aufweisen müssen, sind zusätzliche Härtewerte anzugeben (siehe Abschnitt 5 der ISO 15787).
Kernhärte	Die Kernhärte ist in die Zeichnung einzutragen, wenn dies notwendig und ihre Prüfung vorgeschrieben ist. Die Kernhärte muss als Vickershärte in Übereinstimmung mit ISO 6507-1, als Brinellhärte in Übereinstimmung mit ISO 6506-1 oder als Rockwellhärte (Verfahren B und C) in Übereinstimmung mit ISO 6508-1 angegeben werden. ANMERKUNG Zur Prüfung ist eine Zerstörung oder Beschädigung des Werkstücks unumgänglich. Gegebenenfalls kann die Prüfung an einer zu diesem Zweck zusammen mit den Werkstücken wärmebehandelten Kontrollprobe vorgenommen werden. ANMERKUNG Die Kernhärte wird nicht unbedingt im Kern des Bauteiles bestimmt. Verschiedene Produkt und Werkstoffnormen definieren den Kern z.B. an einer bestimmten Stelle unterhalb der Oberfläche. Beispiel Prüfposition aus DIN EN 10083 Beispiel Prüfposition aus DIN EN 10083 für Rund- Flachmaterial4
Härtewerte / Toleranz	Allen Härtewerten muss eine Toleranz zugeordnet werden. Die Toleranzen sollten größtmöglich sowie funktionsgerecht sein.

Typische Toleranzangabe sind z.B.

Verfahren	mind. Toleranz	Beispiel	Erklärung
HV 10	mindestens + 100 HV	700 + 100 HV 10	Eine Toleranzangabe kleiner 100 HV ist nur schwer zu Prüfen wenn auch noch die Messunsicherheit in die Betrachtung einbezogen wird.
HB 2,5/187,5	mindestens + 50 HB	350 + 50 HB 2,5/187,5	Eine Toleranzangabe kleiner 50 HB ist nur schwer zu Prüfen wenn auch noch die Messunsicherheit in die Betrachtung einbezogen wird
HRC	mindestens + 4 HRC	58 + 4 HRC	Toleranzen kleiner 4 Rockwelleinheiten sind nicht sicher Prüfbar, wenn auch noch die Messunsicherheit in die Betrachtung einbezogen wird. Die Toleranz sollte mind. 4 Rockwelleinheiten oder größer sein.
Rm	mindestens + 100 MPa	800 + 100 MPa	Eine Toleranzangabe kleiner 100 MPa ist nur schwer zu Prüfen wenn auch noch die Messunsicherheit in die Betrachtung einbezogen wird.

Kennzeichnung der Messstellen

Wenn es erforderlich ist, die Messstelle in der Zeichnung zu kennzeichnen, ist das Symbol für Messstelle nach Bild 1 a) einzutragen. Ist mehr als eine Messstelle vorgesehen, muss das Symbol direkt mit einer Kennzahl für die Messstelle nach Bild 3 verknüpft sein und es muss die genaue Lage entsprechend bemaßt (siehe z. B. Bilder 2, 3 und 4) werden, aus DIN ISO 15787.

Bild 1 - Pfeil für die Zeichnung	Bild 2 - Kennzeichnung Messstelle am Bauteil	Bild 3 - Kennzeichnung von 2 Messstellen am Bauteil	Bild 4 - Kennzeichnung von 1 Messstelle mit Bemaßung am Bauteil

Härtetiefe, (SHD, CHD, FHD, NHD)

Die Härtetiefe ist entsprechend dem jeweiligen Wärmebehandlungsverfahren als Einhärtungs-Härtetiefe (SHD), Einsatzhärtungs-Härtetiefe (CHD), Schmelzhärtungs-Härtetiefe (FHD) oder Nitrier-Härtetiefe (NHD) anzugeben.

Allen Härtetiefenwerten ist eine Toleranz zuzuordnen, der Toleranz sollte eine größtmögliche und funktionsgerechte Grenzabweichung zugeordnet werden.

Die Kernhärte ist in die Zeichnung einzutragen, wenn dies notwendig und ihre Prüfung vorgeschrieben ist. Die Kernhärte wird als Vickershärte in Übereinstimmung mit ISO 6507-1, als Brinellhärte in Übereinstimmung mit ISO 6506-1 oder als Rockwellhärte (Verfahren B und C) in Übereinstimmung mit ISO 6508-1 angegeben.

ANMERKUNG Zur Prüfung der SHD - CHD - FHD - NHD und evtl. Kernhärte, ist eine Zerstörung oder Beschädigung des Werkstücks unumgänglich. Gegebenenfalls kann die Prüfung an einer zu diesem Zweck zusammen mit den Werkstücken wärmebehandelten Kontrollprobe vorgenommen werden.

Aufkohlungstiefe (CD)

Die Aufkohlungstiefe wird üblicherweise mit einem Kohlenstoffgehalt, angegeben als Massenanteil in Prozent, als Grenzmerkmal aus dem Kohlenstoffverlauf ermittelt (vergleiche ISO 4885). Der Grenzkohlenstoffgehalt ist dann als Index dem Kurzzeichen hinzuzufügen. BEISPIEL CD 0,35 bedeutet einen Grenzkohlenstoffgehalt von 0,35 % Massenanteil.

Der Aufkohlungstiefe ist eine Toleranz zuzuordnen. Für die Anwendung der Internationalen Norm muss die untere Grenzabweichung Null betragen. Die Toleranzen sollten größtmöglich sowie funktionsgerecht sein.

Verbindungsschichtdicke (CLT)

Die Verbindungsschichtdicke ist die Dicke des äußeren Bereichs der Nitrierschicht (siehe ISO 4885). Sie wird üblicherweise lichtmikroskopisch ermittelt.

Die Verbindungsschichtdicke CLT muss sich innerhalb der erlaubten Grenzabweichungen befinden. Ihr sollte eine größtmögliche, jedoch funktionsgerechte Grenzabweichung zugeordnet werden. Für die Anwendung der Internationalen Norm muss die untere Grenzabweichung Null betragen.

Angaben zur Festigkeit

Wenn Festigkeitswerte verwendet werden, sind diesen Toleranzen zuzuordnen. Wenn Proben der Werkstücke zur Prüfung benötigt werden, sind diese zur selben Zeit wärmezubehandeln wie die Werkstücke; die Stelle der Entnahme ist zu kennzeichnen.

In diesem Fall entfällt die Angabe der Kernhärte. Die Festigkeitswerte müssen sich innerhalb der erlaubten Grenzabweichungen befinden. Dem Festigkeitswert sollte eine größtmögliche, jedoch funktionsgerechte Grenzabweichung zugeordnet werden. Für die Anwendung dieser Internationalen Norm muss die untere Grenzabweichung Null betragen. Festigkeitswerte sollten nur wenn notwendig angegeben werden.

Gefügezustand

Erforderlichenfalls dürfen die Angaben zur Härte und Härtetiefe durch Angaben zum Gefügezustand der wärmebehandelten Teile ergänzt werden, z. B. maximaler Restaustenitanteil.

ANMERKUNG! Zur Prüfung des Gefügezustandes ist eine Zerstörung oder zumindest Beschädigung des Werkstückes unumgänglich. Es kann jedoch genügen, das Prüfen an einer zu diesem Zweck zusammen mit den Werkstücken wärmebehandelten Kontrollprobe vorzunehmen.

Zeichnerische Darstellung

Allgemeines

Die Anforderungen zum wärmebehandelten Zustand in zeichnerischen Darstellungen ist wie in den Bildern 2 bis 39 zu kennzeichnen.

Wärmebehandlung des ganzen Teils

Allseitig gleiche Anforderungen

Der wärmebehandelte Zustand muss durch entsprechende Wortangaben angegeben sein. Beispiele siehe Bilder 2 bis 6, 20 bis 25 und 34 bis 37.

Bereiche mit unterschiedlichen Anforderungen

Muss ein Werkstück in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Werte aufweisen, so ist dies wie folgt zu kennzeichnen. Die entsprechenden Bereiche müssen jeweils mit einer Kennzahl versehen werden, um die benötigte Behandlung und die Abgrenzung der Anwendung zu entnehmen. Die Kennzahlen müssen unter den Wortangaben entsprechend 4.3 mit Angabe der geforderten Werte wiederholt werden (siehe Bilder 7, 14, 16, 17, 21, 26, 27 und 30). Gegebenenfalls sind vorgeschriebene Messstellen nach 4.5 zu kennzeichnen.

Örtlich begrenzte Wärmebehandlung

Allgemeines

Es sollte immer überlegt werden, ob es sinnvoll ist, die Wärmebehandlung örtlich zu begrenzen, weil dies gegenüber einer Behandlung des ganzen Teiles mit zusätzlichem Aufwand verbunden sein kann. Die Größe des Übergangs zwischen wärmebehandeltem und nicht wärmebehandeltem Bereich ist vom Wärmebehandlungsverfahren, dem Werkstoff und der Form des zu behandelnden Teils abhängig. Es ist daher zweckmäßig, die Maße und Toleranzen für Größe und Lage der Bereiche, die wärmebehandelt sein müssen, in Absprache mit der Härterei festzulegen. Bereiche, an denen keine Wärmebehandlung erforderlich ist, sollten nicht gekennzeichnet werden.

Bereiche, die wärmebehandelt sein müssen

In der zeichnerischen Darstellung sind diejenigen Bereiche eines Teiles, die wärmebehandelt sein müssen, in Übereinstimmung mit ISO 128-24:1999 durch eine breite Strichpunktlinie Typ 04.2.1 außerhalb der Körperkontur zu kennzeichnen. Bei rotationssymmetrischen Teilen genügt es zur Vereinfachung, eine entsprechende Mantellinie („die Erzeugende“) zu kennzeichnen, wenn dies unmissverständlich ist (siehe z. B. Bild 10). Soweit erforderlich, sind Größe und Lage dieser Bereiche durch Maße und Toleranzen festzulegen. Der Übergang zwischen wärmebehandeltem und nicht wärmebehandeltem Bereich liegt grundsätzlich außerhalb der Nennmaßes für die Länge des wärmebehandelten Bereichs.

Bereiche, die wärmebehandelt sein dürfen

Neben Bereichen, die wärmebehandelt sein müssen, müssen auch Angaben zu Bereichen, die wärmebehandelt sein dürfen, gemacht werden, da dies die Durchführung der örtlich begrenzten Wärmebehandlung erleichtert und den Verzug vermindern kann. Bereiche, die wärmebehandelt sein dürfen, sind in Übereinstimmung mit ISO 128-24:1999 durch eine breite Strichlinie Typ 02.2.1 außerhalb der Körperkontur zu kennzeichnen und gegebenenfalls zu bemaßen. Die Angabe einer Toleranz ist für diese Bereiche im Allgemeinen nicht erforderlich (siehe Bilder 9, 11 und 31).

Bereiche, die nicht wärmebehandelt sein dürfen

Bereiche, die bei Ganzhärtung oder innerhalb der breiten Strichpunktlinie oder breiten Strichlinie nicht wärmebehandelt sein dürfen, sind in Übereinstimmung mit ISO 128-24:1999 mit einer schmalen Strich Zweipunktlinie Typ 05.1 zu kennzeichnen.

Zeichnungen, die spezifische Angaben zur Wärmebehandlung angeben

Die Angaben zur Wärmebehandlung dürfen an einer separaten Darstellung des Teils gemacht werden. Diese Darstellung darf unvollständig und an einer beliebigen freien Stelle der Zeichnung platziert sein. Sie muss den Titel „Wärmebehandlungsbild“ tragen (siehe Bild 17). Analoges gilt für ein Randschichtschmelzbehandlungsbild.

Ausführungsbeispiele

An dieser Stelle sollen nur Beispiele für eine Normgerechte Zeichnungsvorschrift angegeben werden.

Allgemeines

Die Bilder und die zugehörigen Angaben sind Ausführungsbeispiele. Die Zweckmäßigkeit der Angaben ist anhand der verfahrenstechnischen Einzelheiten des Wärmebehandlungsverfahrens festzulegen. Wenn nicht anders gekennzeichnet, sind alle Maßangaben in Millimeter angegeben.

Die detaillierte zeichnerische Darstellung ist im Kapitel 6. Ausführungsbeispiele der DIN ISO 15787 wiedergegeben, aus urheberrechtlichen Gründen können diese Bilder und Darstellungen hier nicht im Original wiedergegeben werden. Die Bilder und die zugehörigen Angaben, in der Norm, sind Ausführungsbeispiele, die von mir erstellten Bilder sind synonym zur Norm.

Härten, Härten und Anlassen, Vergüten, Bainitisieren

Wärmebehandlung des ganzen Teils — Allseitig gleiche Anforderungen

Detail siehe DIN ISO 15787 Kap. 6.2.1.

Muss nach dem Härten angelassen werden, so genügt die Wortangabe „gehärtet“ nicht, um den gehärteten und angelassenen Zustand eindeutig zu kennzeichnen. In diesem Fall muss die vollständige Angabe „gehärtet und angelassen“ lauten (siehe nachfolgendes Beispiele)

Angabe der Wärmebehandlung	Zeichnungseitrag	Bedeutung
gehärtet ohne Angabe der Messstelle		Bauteil gehärtet auf eine Oberflächenhärte von 60-64 HRC, Messstelle kann vom Prüfer frei gewählt werden
gehärtet und angelassen mit Angabe der Messstelle		Bauteil gehärtet und angelassen auf eine Oberflächenhärte von 60-64 HRC, Messstelle 50mm von Links auf der Mittelachse
vergütet ohne Angabe der Messstelle		vergütet auf eine Oberflächenhärte von 350-400 HBW 2,5/187,5, Messstelle kann vom Prüfer frei gewählt werden
vergütet mit Angabe der Messstelle und den vorgeschriebenen Werten		Wird zur Prüfung des vergüteten Zustandes ein Abschnitt des wärmebehandelten Teils abgetrennt, so muss die Kennzeichnung wie dargestellt erfolgen. Es kann auch ein Probenstück vergleichbarer Abmessung und aus der gleichen Werkstoffcharge zusammen mit dem Bauteil wärmebehandelt werden und daran werden die Werkstoffkennwerte ermittelt. vergütet Zugfestigkeit - Rm 1000 - 1100 MPa Dehngrenze - Rp 0,2 ≥ 800 MPa Dehnung A5 ≥ 9%
vergütet mit Angabe der Messstelle und Bezug auf die Werkstoffnorm,in der die zu prüfenden Werte stehen		Vergütet nach DIN EN 10083 T. 3, Festigkeiten abhängig vom Ø des Bauteiles. Hier ist die Festigkeit des fertigen Bauteiles und nicht die Festigkeit des Ausgangsmaterials gemeint.
bainitisiert nach HTO		Hier gibt es neben der Prüfvorschrift noch eine HTO (Wärmebehandlungsanweisung), in der auch weitere wichtige Prüfangaben enthalten sein können. Bauteil bainitisiert auf eine Oberflächenhärte von 52-56 HRC

Wärmebehandlung des ganzen Teils — Bereiche mit unterschiedlichen Anforderungen

Muss ein Teil in einzelnen Bereichen unterschiedliche Härtewerte aufweisen und die Wärmebehandlung in Übereinstimmung mit einer Wärmebehandlungsanweisung (HTO) durchgeführt werden, sind die Bereiche unterschiedlicher Härte zu kennzeichnen und gegebenenfalls zu bemaßen. Außerdem ist auf die HTO hinzuweisen siehe nachfolgende Beispiele.

Angabe der Wärmebehandlung	Zeichnungseitrag	Bedeutung
gehärtet und angelassen mit der Angabe mehrerer Messstellen		Bauteil gehärtet und angelassen: Messstelle 1, Oberflächenhärte 58-62 HRC, Messstelle auf der Mitte des kleineren Ø an der Oberfläche Messstelle 2, Oberflächenhärte 50-54 HRC, Messstelle auf der Mitte des größeren Ø an der Oberfläche

Örtlich begrenzte Wärmebehandlung

Muss ein Teil in einzelnen Bereichen unterschiedliche Härtewerte aufweisen und die Wärmebehandlung in Übereinstimmung mit einer Wärmebehandlungsanweisung (HTO) durchgeführt werden, sind die Bereiche unterschiedlicher Härte zu kennzeichnen und gegebenenfalls zu bemaßen. Außerdem ist auf die HTO hinzuweisen (siehe Bild).

Angabe der Wärmebehandlung	Zeichnungseitrag	Bedeutung
gehärtet und angelassen nach HTO mit Angabe der Messstelle		Ganzes Bauteil gehärtet und angelassen auf 52-56 HRC im Bereich 1 Härte 44-48 HRC Wärmebehandlung nach Wärmebehandlungsanweisung (HTO), in der auch weitere wichtige Prüfangaben enthalten sein können.

Randschichthärten

Allgemeines

Das Randschichthärten ist im Regelfall örtlich begrenzt. Dementsprechend gelten hierfür besonders die in 5.3 dargestellten Regeln.

Muss nach dem Härten angelassen werden, so genügt die Wortangabe „gehärtet“ nicht, um den gehärteten und angelassenen Zustand eindeutig zu kennzeichnen. In diesem Fall muss die vollständige Angabe „gehärtet und angelassen“ lauten.

Festlegung der Oberflächenhärte

Beim Festlegen der Oberflächenhärte randschichtgehärteter Teile ist auf eine sorgfältige Abstimmung der Prüflast auf die Einhärtungs-Härtetiefe (SHD) zu achten. Die Auswahl der Prüflast ist mit den Tabellen A.1 bis A.3 nach DIN ISO 15787 vorzunehmen.

Festlegen der Einhärtungs-Härtetiefe (SHD)

Zum Kurzzeichen für die Einhärtungs-Härtetiefe (SHD) muss der Zahlenwert der Grenzhärte, die im Regelfall als Vickershärte HV1 gemessen wird, beigefügt werden. Die Grenzhärte beträgt im Regelfall 80 % der vorgeschriebenen Oberflächen-Mindesthärte (Zeichnungstoleranz) gerechnet in HV und kann der Tabelle A.4 DIN ISO 15787 entnommen werden, welche auch die Grenzhärte für die Fälle, in denen die Oberflächenhärte in HRC, HRA oder HRN angegeben ist, enthält. Die Einhärtungs-Härtetiefe wird in Millimeter als Nennmaß angegeben. Zweckmäßige Stufung der SHD-Werte und Anhaltswerte für die zuzuordnenden oberen Grenzabweichungen siehe Tabelle A.5 DIN ISO 15787.

Die korrekte Schreibweise ist

Ausführungsbeispiele

Allgemeingültige Beispiele

Im einfachsten Fall genügt die breite Strichpunktlinie Typ 04.2.1 in Übereinstimmung mit ISO 128-24:1999 für die Kennzeichnung des randschichtgehärteten Bereichs (siehe Bild), wenn die breite Strichpunktlinie durch die Wortangabe „randschichtgehärtet“ erläutert wird. Die angegebenen Werte für die Oberflächenhärte und Einhärtungs-Härtetiefe charakterisieren den randschichtgehärteten Zustand. Der Übergang zwischen randschichtgehärtetem und nicht randschichtgehärtetem Bereich liegt grundsätzlich außerhalb des Nennmaßes für die Länge des randschichtgehärteten Bereiches. Die Breite des Übergangs hängt von der Randschichthärtetiefe, dem Randschichthärtungsverfahren, dem Werkstoff und der Form des Werkstücks ab.

Angabe der Wärmebehandlung	Zeichnungseitrag	Bedeutung
randschichtgehärtet ohne Angabe der Messstelle und ohne Angabe des Härteverfahrens		Bauteil randschichtgehärtet im markierten Bereich, nicht angelassen gehärtet auf 600-750 HV 30 SHD 0,8 - 1,6 mm Da das Randschichthärteverfahren nicht vorgegeben wurde bleibt dem Wärmebehandler die Wahl des Randschichthärteverfahrens belassen. Soll das Randschichthärteverfahren vorgegeben werden ist die Angabe weiter zu ergänzen, wie nachfolgend dargestellt.
randschichtgehärtet und angelassen ohne Angabe der Messstelle und mit Angabe des Härteverfahrens		Bauteil induktiv randschichtgehärtet im markierten Bereich und angelassen gehärtet auf 600-750 HV 30 SHD 0,8 - 1,6 mm Da das Randschichthärteverfahren ist als "induktiv" vorgegeben

Beim Randschichthärten eines Teiles kann es verfahrenstechnisch günstiger sein, einen größeren Bereich zu härten als erforderlich. Sofern dies stattgefunden hat, muss der zusätzlich mitgehärtete Bereich mit einer breiten Strichlinie Typ 02.2.1 in Übereinstimmung mit ISO 128-24:1999 zusammen mit der Maßangabe die die Lage des randschichtgehärteten Bereiches zeigt, gekennzeichnet werden (siehe Bild 11, DIN ISO 15787).

Wärmebehandlungsbilder für Zahnräder

Details siehe DIN ISO 15787 Kapitel 6.3.4.2

Unterschiedliche Randschichthärtetiefen

Details siehe DIN ISO 15787 Kapitel 6.3.4.3

Randschichthärtung mit Schlupfstelle

Details siehe DIN ISO 15787 Kapitel 6.3.4.4

Beispiel für mehrere Messstellen

Details siehe DIN ISO 15787 Kapitel 6.3.4.5

Randschichtschmelzhärten

Details siehe DIN ISO 15787 Kapitel 6.4

Einsatzhärten

Festlegen der Oberflächenhärte

Beim Festlegen der Oberflächenhärte einsatzgehärteter Teile ist auf eine sorgfältige Abstimmung der Prüflast auf die CHD zu achten. Die Auswahl der Prüflast ist nach den Tabellen A.1, A.2 und A.3 nach DIN ISO 15787 vorzunehmen.

Festlegen der Einsatzhärtungs-Härtetiefe (CHD)

Das Kurzzeichen CHD muss benutzt werden. Die Grenzhärte beträgt im Regelfall 550 HV1. Die Einsatzhärtungs-Härtetiefe wird in Millimeter als Nennmaß angegeben. Zweckmäßige Stufung der CHD-Werte und Anhaltswerte für die zuzuordnenden oberen Grenzabweichungen siehe Tabelle A.6 nach DIN ISO 15787.

Festlegen der Aufkohlungstiefe (CD)

Das Festlegen einer Aufkohlungstiefe ist dann erforderlich, wenn das Härten nicht unmittelbar anschließend an das Aufkohlen vorgenommen wird, z. B. zum Zwecke eines Zwischenbearbeitens oder Richtens. Für die Aufkohlungstiefe ist das Kurzzeichen CD zu verwenden, ergänzt durch einen Index, welcher das zur Ermittlung der Aufkohlungstiefe festgelegte Grenzmerkmal kennzeichnet3). Die Aufkohlungstiefe wird in Millimeter als Nennmaß angegeben. Zweckmäßige Stufungen der CD-Werte und Anhaltswerte für die zuzuordnenden oberen Grenzabweichungen siehe Tabelle A.9 nach DIN ISO 15787.

Ausführungsbeispiele

Allseitige Einsatzhärtung

Die allseitige Einsatzhärtung muss durch die Wortangabe „einsatzgehärtet“ gekennzeichnet sein (siehe Bilder). Im einfachsten Fall ist die Kennzeichnung wie im Beispiel im Bild vorzunehmen: Angabe des Wärmebehandlungszustands, der Oberflächenhärte und der Einsatzhärtungs-Härtetiefe im jeweiligen Fall, zusammen mit der zulässigen Abweichung (siehe Bild).

Angabe der Wärmebehandlung	Zeichnungseitrag	Bedeutung
einsatzgehärtet ohne Angabe der Messstelle und ohne Angabe des Härteverfahrens		Bauteil einsatzgehärtet, nicht angelassen gehärtet auf 60-64 HRC CHD = 0,8 - 1,2 mm Da das Einsatzhärteverfahren nicht vorgegeben wurde bleibt dem Wärmebehandler die Wahl des Einsatzhärteverfahren belassen. Soll das Einsatzhärteverfahren vorgegeben werden ist die Angabe weiter zu ergänzen, wie nachfolgend dargestellt.
einsatzgehärtet und angelassen ohne Angabe der Messstelle		Bauteil einsatzgehärtet und angelassen gehärtet auf 700-800 HV 30 CHD 600HV3 = 0,5 - 0,8 mm
einsatzgehärtet (im Salzbad) und angelassen ohne Angabe der Messstelle		Bauteil einsatzgehärtet (im Salzbad) und angelassen gehärtet auf 60-64 HRC CHD = 0,8 - 1,2 mm Aufkohlung und Härtung im Salzbad
einsatzgehärtet und angelassen nach (HTO) ohne Angabe der Messstelle		Bauteil einsatzgehärtet und angelassen nach Wärmebehandlungsanweisung (HTO) gehärtet auf 700-800 HV 30 CHD 600HV3 = 0,5 - 0,8 mm Wärmebehandlung nach Wärmebehandlungsanweisung (HTO), in der auch weitere wichtige Prüfangaben enthalten sein können.

Allseitige Einsatzhärtung mit unterschiedlicher Oberflächenhärte bzw. Einsatzhärtungs- Härtetiefe nach dem Aufkohlen

Details siehe DIN ISO 15787 Kapitel 6.5.4.2

Örtlich begrenzte Einsatzhärtung

Details siehe DIN ISO 15787 Kapitel 6.5.4.3

Beispiele für aufgekohlte Teile

Details siehe DIN ISO 15787 Kapitel 6.5.4.4

Nitrieren und Nitrocarburieren

Festlegen der Oberflächenhärte

Beim Festlegen der Oberflächenhärte nitrierter Teile ist auf eine sorgfältige Abstimmung der Prüflast auf die Nitrier-Härtetiefe (NHD) zu achten. Die Auswahl der Prüflast ist in Übereinstimmung mit Tabelle A.1 nach DIN ISO 15787 vorzunehmen.

Festlegen der Nitrier-Härtetiefe (NHD)

Das Kurzzeichen NHD muss benutzt werden. Die Grenzhärte beträgt im Regelfall: Istkernhärte + 50 HV0,5. Die Nitrier-Härtetiefe wird in Millimeter als Nennmaß angegeben. Zweckmäßige Stufung der NHD-Werte und Anhaltswerte für die zuzuordnenden oberen Grenzabweichungen siehe Tabelle A.7 nach DIN ISO 15787.

Festlegen der Verbindungsschichtdicke (CLT)

Die Dicke der Verbindungsschicht (CLT) und die Grenzabweichung werden in μm angegeben. Zweckmäßige Werte für den Nennwert und die Grenzabweichung siehe Tabelle A.10 nach DIN ISO 15787.

Anmerkung

In 2016 ist die DIN 30902 Lichtmikroskopische Bestimmung der Dicke und Porigkeit der Verbindungsschichten nitrierter und nitrocarburierter Werkstücke, als neue Norm herausgegeben worden. In dieser Norm wird die korrekt Bestimmung der CLT festgelegt.

Ausführungsbeispiele

Allseitige Nitrierung

Im einfachsten Fall muss der nitrierte Zustand durch die Wortangabe „nitriert“ und die Angabe der Nitrierhärte-Härtetiefe mit der zulässigen Abweichung gekennzeichnet sein (siehe Bild 34). Wenn das Nitrieren im Gas oder im Plasma erfolgt ist, so ist die Wortangabe in Übereinstimmung mit ISO 4885 zu ergänzen (siehe Bild).

Wird bei der Prüfung der Nitrier-Härtetiefe von dem festgelegten Regelfall abgewichen und z. B. eine andere Prüflast als HV0,5 benutzt, so ist dies bei der NHD-Angabe, wie im Bild, anzugeben.

Angabe der Wärmebehandlung	Zeichnungseitrag	Bedeutung
plasmanitriert ohne Angabe der Messstelle		Bauteil plasmanitriert Härte ≥ 950 HV10 NHD = 0,3 - 0,4 mm
nitriert ohne Angabe der Messstelle und des Nitrierverfahrens		Bauteil nitriert Härte ≥ 800 HV3 NHD HV0,3 = 0,1 - 0,05 mm Da das Nitrierverfahren nicht vorgegeben wurde bleibt dem Wärmebehandler die Wahl des Nitrierverfahren belassen.

Allseitige Nitrocarburierung

Im einfachsten Fall muss der nitrocarburierte Zustand durch die Wortangabe „nitrocarburiert“ und die Angabe der Verbindungsschichtdicke (CLT) mit der Grenzabweichung in μm gekennzeichnet sein (siehe Bild).

Angabe der Wärmebehandlung	Zeichnungseitrag	Bedeutung
nitrocarburiert ohne Angabe der Messstelle		Bauteil nitrocarburiert CLT = 12 - 18µm Da das Nitrocarburierverfahren nicht vorgegeben wurde bleibt dem Wärmebehandler die Wahl des Nitrocarburierverfahren belassen.
Salzbadnitrocarburiert ohne Angabe der Messstelle, mit Angabe des Nitrocarburierverfahrens		Bauteil Salzbadnitrocarburiert CLT = 10 - 15µm

Örtlich begrenzte Nitrierung

Die Kennzeichnung der nitrierten und der nicht nitrierten Bereiche muss nach 5.3 erfolgen. Der Übergang zwischen nitriertem und nicht nitriertem Bereich liegt grundsätzlich außerhalb des Nennmaßes für die Länge des nitrierten Bereichs. Die Breite des Übergangs hängt von der Nitriertiefe, dem Nitrierverfahren, dem Werkstoff, der Form des Werkstücks und der Art und Weise, wie das örtlich begrenzte Nitrieren durchgeführt wird, ab (siehe Bild).

Angabe der Wärmebehandlung	Zeichnungseitrag	Bedeutung
nitriert ohne Angabe der Messstelle		Bauteil im gekennzeichneten Bereich nitriert Härte ≥900 HV10 NHD = 0,4 - 0,6mm Da das Nitrierverfahren nicht vorgegeben wurde bleibt dem Wärmebehandler die Wahl des Nitrierverfahren belassen.

Örtlich begrenzte Nitrocarburierung

Die Kennzeichnung der nitrocarburierten und der nicht nitrocarburierten Bereiche muss nach 5.3 erfolgen. Der Übergang zwischen nitrocarburiertem und nicht nitrocarburiertem Bereich liegt grundsätzlich außerhalb des Nennmaßes für die Länge des nitrocarburierten Bereichs. Die Breite des Übergangs hängt von der Dicke der Verbindungsschicht, dem Nitrocarburierverfahren, dem Werkstoff, der Form des Werkstücks und der Art und Weise, wie das örtlich begrenzte Nitrocarburieren durchgeführt wird, ab (siehe Bild)

Angabe der Wärmebehandlung	Zeichnungseitrag	Bedeutung
nitrocarburiert ohne Angabe der Messstelle		Bauteil im gekennzeichneten Bereich nitrocarburiert CLT = 15 - 23µm Da das Nitrocarburierverfahrennicht vorgegeben wurde bleibt dem Wärmebehandler die Wahl des Nitrocarburierverfahren belassen.

Glühen

Die Kennzeichnung eines geglühten Zustands muss durch die Wortangabe „geglüht“ mit einer Zusatzbezeichnung, die das Glühverfahren näher kennzeichnet (siehe ISO 4885) erfolgen, wie:

• „spannungsarmgeglüht“;
• „weichgeglüht“;
• „geglüht auf kugelige Carbide“;
• „rekristallisationsgeglüht“;
• „normalgeglüht“.

Außerdem ist gegebenenfalls eine Härteangabe bzw. eine weitere Angabe zum Gefügezustand anzugeben.