Quette
Eine Quette (auch Quench oder Wasservergütungsanlage) ist eine industrielle Vorrichtung in der Metallverarbeitung, mit der erhitzter Stahl (Fein- und Grobbleche) extrem schnell mit Wasser oder Öl[1] abgekühlt wird, um gewünschte Festigkeits- und Härteeigenschaften zu erzielen. Für moderne, hochfeste und verschleißfeste Baustähle (z. B. im Kranbau, Schiffbau oder für Nutzfahrzeuge) ist das Abschrecken in Hochdruck-Wasserquetten der einzig wirtschaftliche Weg zur Fertigung.[2]
Wortherkunft
BearbeitenQuette geht auf eine Substantivierung von „quetschen“ zurück. Das zugrunde liegende Verb quetschen mit der Bedeutung „schlagen, stoßen, pressen“ lässt sich bis ins Mittelhochdeutsche verfolgen. Im modernen Hüttenwesen hat sich für die Absteckvorrichtung, in der der Stahl festgeklemmt wird, um sich beim raschen Abkühlen nicht zu verformen oder zu reißen, die Bezeichnung „Quette“ etabliert. Während das Alltagswort „quetschen“ oft eine deformierende Beschädigung impliziert, steht Quette in der Fachsprache der Stahlindustrie für eine Vorrichtung, die den Werkstoff durch den ausgeübten Druck in einer exakt bestimmten Form fixiert.[3]
Funktionsweise
BearbeitenDie Vergütung mittels Quette ist eine Wärmebehandlungsmethode, bei der Blech bei über 800 °C austenitisiert und anschließend mit einem Kühlmittel rasch abgekühlt wird. Das Ergebnis ist ein feinkörniges und gleichmäßiges Gefüge, das sich durch hohe Festigkeit und gute Zähigkeit auszeichnet.[4] Die Einspannung des Stahlbleches in der Quette verhindert, dass sich das Metall verzieht.
Gebräuchlich sind Wasser- und Ölquetten. Der Hauptunterschied liegt in der Abkühlgeschwindigkeit und dem daraus resultierenden Risiko für Bauteilverzug oder Risse. Physikalisch besteht der Unterschied im unterschiedlichen Verhalten von Öl beziehungsweise Wasser beim Kontakt mit dem heißen Stahl. Öl verdampft sofort und bildet eine isolierende „Dampfschutzhaut“ um den Stahl (Leidenfrost-Effekt), während Wasser direkt auf der Oberfläche kocht und eine sehr hohe spezifische Wärmekapazität besitzt, wodurch der Stahl extrem schnell abkühlt.[5] Die schnelle Abkühlung erzwingt auch bei unlegierten oder niedriglegierten Stählen eine vollständige Martensitbildung (maximale Härte).
Der Einsatzbereich für Wasserquetten sind Grobbleche, Baustähle, Verschleißbleche (z. B. Hardox-Typen) und große Querschnitte, bei denen die Wärme tief aus dem Inneren geholt werden muss. Die sehr hohen Spannungen im Material erfordern die aufwändige mechanische Fixierung mittels Quette, um Verziehen oder Reißen der Werkstücke zu verhindern.
Die moderate und gleichmäßige Abkühlung von Ölquetten wird vor allem für hochlegierte Stähle genutzt, die ohnehin eine gute „Durchhärtbarkeit“ besitzen und keine extremen Abkühlraten benötigen (z. B. Werkzeugstähle, Wälzlagerstähle, filigrane Bauteile, hochlegierter Edelbaustahl und Komponenten mit komplexen Geometrien). Bei der Ölkühlung besteht nur ein minimales Risiko für Härterisse und extrem geringer Verzug.[6]
Plattenquette
BearbeitenEine Plattenquette fixiert das Bauteil vollflächig zwischen zwei massiven Formplatten (Formhärten oder Presshärten). Das glühende Bauteil wird flach in die geöffnete Quette eingebracht. Die Qettenplatten schließen sich mit extrem hohem hydraulischem Druck. Sie besitzen integrierte Kühlkanäle, durch die das Kühlmittel gepresst wird, oder Düsen, durch die das Kühlmittel direkt auf den Stahl geleitet wird.
Rollenquette
BearbeitenEine Rollenquette wird vor allem bei langen Blechen, Bändern oder Profilen in kontinuierlichen Walzanlagen eingesetzt (kontinuierliches Durchlaufverfahren). Das glühende Blech läuft direkt aus dem Ofen in ein langes Gerüst aus gegenüberliegenden, paarweise angeordneten Rollen, die das Blech von oben und unten zusammenpressen, während es sich vorwärts bewegt. Gleichzeitig sprühen Hochdruckdüsen (Spritzeinrichtungen) zwischen den Rollen das Kühlmittel auf den Stahl. Die mechanische Führung der Walzen bewirkt, dass das Blech trotz der extremen Eigenspannungen beim Abkühlen plan bleibt.[7]
Trommelmaschinen
BearbeitenEnde der 1920er Jahre wurde die Maschinenhärtung von Blattfedern mittels sogenannter Trommelmaschinen in Deutschland eingeführt. Diese Maschinen enthielten auf einer Trommel die als Quetten bezeichneten einstellbaren Formsegmente, die aus zahlreichen verstellbaren Fingern aufgebaut waren. Mit der unteren Hälfte liefen diese Trommeln in einem mit Härtmedium gefüllten Behälter.[8]
Literatur
Bearbeiten- Die Geschichte der Metallfedern und der Federtechnik in Deutschland. Manfred Meissner, Friedhelm Fischer, Klaus Wanke, Manfred Plitzko. Universitätsverlag Ilmenau. 2009. ISBN 978-3-939473-64-0 (Druckausgabe)
- Katharina Fallmann, Martin Zeilinger, Herbert Wiesenberger: Stand der Technik für Anlagen zur Eisenmetallverarbeitung. Hrsg.: Umweltbundesamt GmbH, Österreich. Wien 2016, ISBN 978-3-99004-369-1, S. 89.
- Joachim Schlegel: Wärmebehandlung von Stahl. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2021 (springerprofessional.de).
Weblinks
BearbeitenEinzelnachweise
Bearbeiten- ↑ Deutsche Edelstahlwerke - Witten / Krefeld. Abgerufen am 15. Juli 2026.
- ↑ Präsentation der Quette. 6. April 2000, abgerufen am 15. Juli 2026.
- ↑ Jürgen Bast, Khai Le-Hong, Peter A. Schmitt, Christiane Unger, Sigurd Wichter, Axel Satzger, Susanne Wendt, Gerhard Freibott, Katharina Grewe, Ulrich Heid, Günter Schnegelsberg, Lothar Hums, Kurt Opitz: XV. Beschreibungen ausgewählter Fachsprachen II: technische Fachsprachen des Deutschen und Fachsprachen angewandter Wissenschaften im 19. und 20. Jahrhundert. In: Handbücher zur Sprach- und Kommunikationswissenschaft / Handbooks of Linguistics and Communication Science (HSK). De Gruyter, 2020, ISBN 978-3-11-011101-9, S. 1146–1221, doi:10.1515/9783110203271-017 (degruyter.com [abgerufen am 15. Juli 2026]).
- ↑ Vergüten. Abgerufen am 15. Juli 2026.
- ↑ StudySmarter Biologie Redaktion: Wasser: Molekülbau, Eigenschaften & Anomalie. 6. Juli 2026, abgerufen am 15. Juli 2026.
- ↑ Joachim Schlegel: Wärmebehandlung von Stahl. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2021 (springerprofessional.de).
- ↑ Katharina Fallmann, Martin Zeilinger, Herbert Wiesenberger: Stand der Technik für Anlagen zur Eisenmetallverarbeitung. Hrsg.: Umweltbundesamt GmbH, Österreich. Wien 2016, ISBN 978-3-99004-369-1, S. 89.
- ↑ Manfred Meissner, Friedhelm Fischer, Klaus Wanke, Manfred Plitzko: Die Geschichte der Metallfedern und der Federntechnik in Deutschland. Universitätsverlag Ilmenau, 2009, S. 69–74.