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Verfahren zur Verbesserung der spanabhebenden Bearbeitbarkeit von legierten und unlegierten
Stählen.
Man hat bisher die Bearbeitbarkeit von Stählen mit spanabhebenden Werkzeugen dadurch verbessert, dass den Stählen erhöhte Gehalte an Schwefel und Phosphor zugesetzt wurden. Dadurch können ein spritziger Span erzielt, der sehr hohe Sehnittgesehwindigkeiten zulässt und gleichzeitig-insbesondere bei der Bearbeitung auf Automaten-eine glatte Oberfläche durch die spanabhebenden Werkzeuge erzeugt werden.
Es ist auch bekannt, die Bearbeitbarkeit der mit spanabhebenden Werkzeugen zu bearbeitenden Gegenstände dadurch weiter zu verbessern, dass man sie einem Kaltziehprozess unterwirft, wobei durch die K'ltverformung zwcr eine weitere Steigerung der Bearbeitbarkeit, aber gleichzeitig eine Erhöhung der Sprödigkeit hervorgerufen wird, die sich ungiinstig auswirken kann, weil die fertig bearbeiteten Gegenstände wegen ihrer niedrigen Kerbschlagzähigkeit sehr empfindlich gegen Stossbeanspruchungen sind.
Weiterhin ist vorgeschlagen worden, die Härte, Festigkeit und Bearbeitbarkeit von Metallen durch ein langzeitiges Anlassen bei erhöhten Temperaturen zu verbessern. Dabei soll z. B. weiches, ausgeglühtes Flusseisen etwa 50 Tage lang auf etwa 300 C erwärmt werden. Derart lange Glühzeiten sind so unwirtschaftlich, dass dieser alte Vorschlag nicht verwertet wird. Das wurde auch dadurch verhindert, dass später allgemein die Ansicht herrsche, dass die Zerspanbarkeit mit steigender Festigkeit abfällt (vgl, Werkstoffhandbuch"Stahl und Eisen"1930, Blatt E 35-2).
Deshalb konnte auch die bekannte Feststellung, dass bei Stählen, die nach einem Abschrecken von Temperaturen unterhalb Al anschliessend bei Raumtemperatur lagern oder auf Temperaturen erwärmt werden, die wenig über der Raumtemperatur liegen, die Streckgrenze, Zugfestigkeit und Härte ansteigen, während die Dehnung und Einschnürung mehr oder weniger abnehmen, nur zu der
Schlussfolgerung führen, dass eine derartige Behandlung des Stahles sich ungünstig auf die Zerspanbarkeit auswirken müsse.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung der spanabhebenden Bearbeitbarkeit von legierten und unlegierten Stählen für Gegenstände, die hohe Zähigkeit aufweisen müssen.
Dabei wurden folgende Massnahmen angewendet :
Der Ausgangswerkstoff oder die vorbearbeiteten Gegenstände werden a) einer beschleunigten Abkühlung bzw. Abschreckbel1vndlung von einer Temperatur unterhalb des unteren Umwandlungspunktes unterworfen, b) dann anschliessend einer natürlichen oder künstlichen Alterung durch Lagern bei Raumtemperatur bzw. Anlassen bei erhöhter Temperatur ausgesetzt, e) sodann mit spanabhebenden Werkzeugen fertig bearbeitet und d) schliesslich zur Beseitigung der durch die Massnahmen a) und b) erzeugten Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen derart angelassen, dass die ursprüngliche Zähigkeit des Werkstoffes wiederhergestellt wird.
Die Abschreckung der zu bearbeitenden Gegenstände von einer Temperatur unterhalb Ae, kann vorteilhaft unmittelbar im Anschluss an die Warmformgebung, z. B. durch Einführung der Walzstäbe in Wasser, erfolgen.
Die darauffolgende natürliche oder künstliche Alterung erfolgt zweckmässig durch mehrtägiges, z. B. achttägiges, Lagern bei Raumtemperatur oder durch kurzzeitiges Anlassen auf Temperaturen von etwa 70-150 C.
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Die fertig bearbeiteten Gegenstände werden zur Beseitigung der Sprödigkeit zweckmässig bei relativ niedrigen Temperaturen, z. B. zwischen 150 und 350 C in Öl od. dgl., angelassen. Dabei ist bei den niedrigen Anlasstemperaturen eine entsprechend längere, bei den höheren Anlasstemperaturen eine kürzere Anlasszeit anzuwenden.
Das Verfahren ist sowohl bei den bisher gebräuchlichen Automatenstählen, als auch bei fast allen anderen legierten und unlegierten Stählen anwendbar ; es ermöglicht jedoch, die durch Sulfideinschlüsse, erhöhte Phosphorgehalte und insbesondere eine starke Kaltverformung in den bisher verwendeten Automatenstählen bedingten Nachteile weitgehend zu vermeiden, da die Sprödigkeit dieser Stähle durch eine nach der Fertigbearbeitung erfolgende Anlassbehandlung bei ziemlich niedrigen Temperaturen (150 -350 C) im Gegensatz zu dem Verfahren gemäss der Erfindung nicht beseitigt werden kann.
Die Anwendung des Verfahrens auf Stähle mit erhöhten Stickstoffgehalten bietet besondere Vorteile, da in diesen Stählen eine besonders starke Versprödung und dadurch leichte Bearbeitbarkeit herbeigeführt werden und nach der Fertigbearbeitung die Sprödigkeit wieder vollkommen beseitigt werden kann. Zweckmässig werden dabei solche Stähle verwendet, deren Stickstoffgehalt durch das
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malen Gehalte hinaus erhöht ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verbesserung der spanabhebenden Bearbeitbarkeit von legierten und unlegierten Stählen für Gegenstände, die hohe Zähigkeit aufweisen müssen, gekennzeichnet durch die in nachfolgender Reihenfolge vorzunehmenden Massnahmen :
Der Ausgangswerkstoff oder die vorbearbeiteten Gegenstände werden a) einer beschleunigten Abkühlung bzw. Abschreckbehandlung von einer Temperatur unterhalb des unteren Umwandlungspunktes unterworfen, b) dann anschliessend einer natürlichen oder künstlichen Alterung durch Lagern bei Raumtemperatur bzw.
Anlassen bei erhöhter Temperatur ausgesetzt, e) sodann mit spanabhebenden Werkzeugen fertig bearbeitet und schliesslich zur Beseitigung der durch die Massnahmen a) und b) in den Gegenständen erzeugten Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen derart angelassen, dass die ursprüngliche Zähigkeit des Werkstoffes wiederhergestellt wird.