AT134251B - Verfahren zur Herstellung von gehärteten Gegenständen aus nitrierfähigen Eisen- oder Stahllegierungen. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von gehärteten Gegenständen aus   nitriermhigen     Eisen-oder StaMtegierungen.   



   Bei der Herstellung nitriergeliärteter Gegenstände ist es häufig erwünscht, auch dem Kern der
Gegenstände eine grosse Härte zu erteilen, insbesondere dann, wenn es sieh um Gegenstände handelt, die, wie beispielsweise Matrizen, Zahnräder, Klauenkupplungen, Kugel-und Rollenlager, hohen Druckbeanspruchungen oder Stössen ausgesetzt sind und bei denen infolge der hohen Druckbeanspruchung ein Eindrücken der nitriergehärteten   Oberflächenschichte   in das weichere Kernmaterial zu   befürchten   ist.

   Es ist schon vorgeschlagen worden, zur Herstellung derartiger Gegenstände solche nitrierfähige
Stahllegierungen zu verwenden, die anlassbeständig sind, d. h., die in dem Zustande, wie sie der Nitrierung unterworfen werden, hart sind und auch durch die einer Anlassbehandlung gleichkommende Erwärmung auf Nitriertemperatur (etwa 500  C) ihre ursprüngliche Härte nicht verlieren. Die Verwendung derartiger Legierungen ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass die vor der Nitrierung in kaltem Zustande   durchzuführende.   Fertigbearbeitung der Gegenstände wegen der grossen Härte des Materials schwierig ist. 



   Die vorliegende Erfindung bezweckt nun. nitriergehärtete Gegenstände mit grosser Kernhärte herzustellen, die vor dem Nitrieren ohne Schwierigkeiten in weichem Zustande fertig bearbeitet werden können. 



   Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren besteht, auf ein Beispiel bezogen, in folgenden Massnahmen :
Es wird zunächst ein Nitrierstahl hergestellt, der neben den die Nitrierfähigkeit hervorrufenden Elementen, wie Aluminium, Chrom,   Molybdän.   Mangan usw.. noch solche Elemente enthält, die Aus-   scheidungshärtung   hervorzurufen in der Lage sind, wie beispielsweise Kupfer, Beryllium, Bor und Titan. Diese Legierungen bzw. der daraus rohvorbearbeitete Gegenstand wird dann von hoher Temperatur in Wasser, Öl oder Luft abgekühlt und in diesem abgekühlten, aber trotzdem noch weichen Zustande fertig bearbeitet.

   Die darauf folgende Nitrierung bei etwa   400-600  C   (am zweckmässigsten bei etwa 500  C) ruft dann in bekannter Weise eine Steigerung der Härte der   Oberflächensehiehte   der Gegenstände hervor, wobei jedoch gleichzeitig durch die beim Nitrieren herrschende Temperatur infolge der Anwesenheit von beispielsweise Kupfer, Beryllium, Bor oder Titan eine wesentliche, auf einer dispersen Ausscheidung beruhende Steigerung der Kernhärte durch Anlassen erzielt wird. 



   So besitzt z. B. ein Stahl mit   0-30% Kohlenstoff, 0-29% Silizium, 0-35% Mangan, 1-04% Aluminium,     1-152%   Chrom,   0-30%   Molybdän und   1-08% Kupfer,   der also als die Nitrierfähigkeit begünstigende Elemente Aluminium, Chrom und Molybdän und als   ausseheidungshärtungsfähiges   Element Kupfer enthält, nach einem Abkühlen von 900  C in Luft eine Härte von 280 Brinelleinheiten. In diesem verhältnismässig weichen Zustande ist die Legierung gut bearbeitbar. Nitriert man darauf bei etwa 500  C, so erfährt die   Oberfläche   eine Härtesteigerung auf etwa 950 Firtheinheiten, während gleichzeitig die Kernhärte infolge der eintretenden Ausscheidungshärtung auf 340 Brinelleinheiten steigt.

   Gute Ergebisse werden beispielsweise auch mit Stählen erzielt, die   0'24%   Kohlenstoff.   0-31% Silizium,   
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 und   0-5%   Bor enthalten. 



   Das Verfahren kann auch so abgeändert werden, dass die   Ausseheidungshärtung   nicht während der Nitrierung hervorgerufen wird, sondern das die   Ausscheidungshärtung   bewirkende Element durch eine genügend schnelle, nach der Nitrierung stattfindende Abkühlung von Nitrier-oder einer tiefer gelegenen Temperatur in übersättigter Lösung gehalten und erst durch Lagerung oder Anlassen auf eine 

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 unterhalb der Nitriertemperatur gelegene Temperatur zur Ausscheidung gebracht wird und dann die Härtesteigerung des Kernes erst nach dem Nitrieren bewirkt. Dies wird erreicht durch die Anwesenheit von Stickstoff und Kohlenstoff in der Eisen-oder Stahllegierung. 



   Es ist bereits bekannt, durch Nitrieren zu härtende Gegenstände vor dem Nitrieren durch Abschrecken und Anlassen zu vergüten. Von diesem Verfahren unterscheidet sich das vorliegende durch die Anwendung von   Eisen- und Stahllegienmgen,   die gleichzeitig durch   Ausscheidungshärtung   härtbar sind, daher auch dann, wenn nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens die Gegenstände vorher vergütet, also von einer oberhalb des   Umwandlungspun1. -tes   gelegenen Temperatur abgekühlt, dann bei einer unterhalb der Umwandlungstemperatur, aber oberhalb der Nitriertemperatur gelegenen Temperatur angelassen und nach Abkühlen von der Anlasstemperatur in Luft, Öl oder Wasser und Bearbeiten dem   Nitrier- und Ausscheidungshärtungsprozess   unterworfen werden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von gehärteten Gegenständen aus nitrierfähigen Eisen-oder Stahllegierungen, wobei die Gegenstände vor dem Nitrieren einer Abkühlung von hoher Temperatur unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände aus einer nitrierfähigen und durch Aus-   scheidungshärtung   bei Nitriertemperatur im Kern härtungsfähigen Eisen-oder Stahllegierung hergestellt und nach Abkühlen von hoher Temperatur in Wasser, Öl oder Luft und Bearbeiten dem Nitrier-und   Ausseheidungshärtungsprozess   unterworfen werden.

Claims (1)

1. 2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände aus einer nitrierfähigen und durch Ausscheidungshärtung unterhalb der Nitriertemperatur im Kern härtungsfähigen Eisen-oder Stahllegierung hergestellt und nach Abkühlen von hoher Temperatur in Wasser, Öl oder Luft und Bearbeiten zuerst nitriert und anschliessend von Nitrier-oder niedrigerer Temperatur schnell abgekühlt und bei einer unterhalb der Nitriertemperatur gelegenen Temperatur angelassen werden, wobei das Anlassen durch längeres Lagern bei Zimmertemperatur ersetzt werden kann.

   3. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Gegenstände vor dem Nitrieren von einer oberhalb des Umwandlungspunktes gelegenen Temperatur abgekühlt und dann bei einer unterhalb des Umwandlungspunktes, aber oberhalb der Nitriertemperatur gelegenen Temperatur angelassen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände aus einer nitrierfähigen und durch Ausscheidungshärtung bei Nitriertemperatur im Kern härtungsfähigen Eisen-oder Stahllegierung hergestellt und nach Abkühlen von der Anlasstemperatur in Luft, Öl oder Wasser und Bearbeiten dem Nitrier-und Ausscheidungs- härtungsprozess unterworfen werden.