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Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von Verwerfungen plattenförmiger Gegenstände aus Eisen und Stahl bei der Oberflächenhärtung mit Hilfe von Gas-Sauerstoff- brennern oder Induktionsheizeinrichtungen
Gegenstände aus Eisen und Stahl mit harter, verschleissfester Oberfläche und zähem Kern werden am raschesten und billigsten nach den bekannten Oberflächenhärteverfahren mit Hilfe von Gas-Sauerstoffbrennern oder Induktionsheizeinrichtungen hergestellt.
Bei Blechen und Platten treten hiebei unvermeidliche Formänderungen ein, welche die Durchführung der Härtearbeit unmöglich machen können oder zumindest die Gleichmässigkeit der Härtung beeinträchtigen. Obernächengehärtete Bleche müssen meist gerichtet werden, was zeitraubend und teuer ist und oft zu Ausschuss infolge Rissoder Bruchbildung führt. Die Grösse der Form- änderungen hängt vom Verhältnis der zu härtenden Fläche zur Blechoberfläche sowie von der Form, den Abmessungen und den Materialeigenschaften der zu härtenden Bleche oder Platten ab, kann somit im voraus schwer abgeschätzt werden.
Es liegen ausserordentlich verschiedenartige und verwickelte Formänderungsbedingungenvor, deren Beherrschung nur sehr schwer oder überhaupt nicht möglich ist. Die Anwendbarkeit der Oberflächenhärtung bleibt deshalb bisher auf Bleche beschränkt, bei denen die nachteiligen Form- änderungen nicht auftreten bzw. deren Folgeerscheinungen in Kauf genommen werden können.
Es ist bekannt, zur Verminderung der Form- änderungen bei der Oberflächenhärtung Bleche und Platten auf bestimmte Temperaturen vorzuwärmen. Die Vorwärmung kann sowohl im Ofen als auch durch Brenner erfolgen, welche dem Härtebrenner in einem bestimmten und gleichbleibenden Abstand vorauseilen. Ferner wurde vorgeschlagen, die vorgewärmten Bleche während der Oberflächenhärtung auf der Gegenseite mit Spritzwasser zu kühlen. Ohne Zweifel ist erst durch diese beiden Massnahmen die Ober- flächenhärtung grösserer Bleche (etwa über 400 mm
Breite) überhaupt möglich geworden.
Bei Blechen geringerer Stärke versagen auch diese Massnahmen, da, wie bei Versuchen festgestellt werden konnte, die Formänderungen durch das Vorwärmen der Bleche und das Kühlen ihrer Gegenseite sogal erheblich grösser werden..
Man ist nach dem heutigen Stand der Technik nicht in der Lage, Bleche unter 20 mm Dicke oberflächenzuhärten, obwohl hiezu ein starkes Bedürfnis besteht, so insbesondere bei der Herstellung von Verschleissblechen für Kohle-, Koks-, Erz-, Sand-und Gesteinsförderanlagen, von Siebblechen, Gleitplatten usw.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Durchführung der Oberflächenhärtung auch solch dünner Bleche und erweitert damit den Anwendungsbereich dieses modernen Härteverfahrens. Die Erfindung besteht darin, Oass die zu härtende Oberfläche unmittelbar vor ihrer Härtung abgekühlt wird. Dies wird so aus-
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Anhand der beigegebenen Zeichnung ist die erfindungsgemässe Arbeitsweise näher erläutert.
1 ist das oberflächenzuhärtende Blech von der Länge L, der Breite B und der Dicke o. Durch die kreuzweise Schraffierung ist die bereits gehärtete Zone L,"., B" < , angedeutet. Mit 2 ist der Härtebrenner, mit 3 die Härteflamme, mit 4 die Abschreckbrause und mit 5 der Abschreckwasserstrahl bezeichnet. Der Pfeil zeigt die Richtung der linienweise fortschreitenden Härtung an, u. zw. bei ruhend gedachtem Blech also die Bewegungsrichtung des Brenners und der mit diesem fest verbundenen Brause. 6 ist das dem Härtebrenner erfindungsgemäss vorgeschaltete als Brause wirkende Wasserrohr, aus dem ein Kühlwasserstrahl 7 auf die zu härtende Oberfläche geleitet werden kann.
Das Rohr 6 ist mit dem Brenner fest verbunden, doch ist der Abstand zwischen beiden einstellbar.
Die der vorgeschalteten Brause zuzuführende Kühlwassermenge regelt man nach Blechdicke und Einhärtungstiefe so, dass mit abnehmender Blechdicke, zunehmender Blechbreite sowie zunehmender Einhärtungstiefe die Kühlwassermenge vergrössert wird. Die Erhöhung der Kühlwasserzufuhr bei geringerer Blechstärke ist erforderlich, weil der grösseren Erhitzungsgeschwindigkeit eines dünnen Bleches entgegengewirkt werden muss. Durch Verringerung des Abstandes zwischen Brenner und Vorlaufbrause kann diese Wirkung noch verstärkt werden.
Je nach der Form des Bleches und den dadurch bedingten Kühlnotwendigkeiten ist die Kühlvorrichtung stellenweise abschaltbar, was in ein-
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facher Weise durch Anordnung eines Kolbens im Wasserrohr 6 bewirkt werden kann.
Bei praktischen Versuchen hat es sich gezeigt, dass durch Anwendung einer Vorlaufkühlung gemäss der Erfindung dünne Bleche einwandfrei gehärtet werden können, die nach keinem der bisher bekannten Verfahren härtbar waren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Vermeidung von Verwerfungen plattenförmiger Gegenstände aus Eisen und Stahl bei der Obsrnächenhärtung mit Hilfe von Gas- Sauerstoffbrennern oder Induktionsheizeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass die zu härtende Oberfläche unmittelbar vor ihrer Erhitzung abgekühlt wird.