CH182469A - Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metallen. - Google Patents

Description

  Verfahren und     Vorrichtung    zur Wärmebehandlung von Metallen.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren und  eine Vorrichtung zur     Wärmebehandlung    von       Metallen,    insbesondere von reibungsbean  spruchten Teilen zum Beispiel Lagern,  Schienen usw. Das Verfahren nach der Er  findung besteht darin, dass die Wärme dem       @Verkstück    mindestens zum Teil auf elektrisch  induktivem Wege zugeführt     wird    und dass  dieses daran anschliessend     mittels    eines durch  den elektrischen Leiter zugeführten Kühl  mittels abgeschreckt wird.

   Die Abschreckung  kann vorzugsweise vorgenommen werden,  bevor die Wärme in die     tieferen    Teile des  Werkstückes eingedrungen ist. Die Zufüh  rung des Kühlmittels kann unter Druck er  folgen.  



  Die Vorrichtung gemäss der     Erfindung     zur Durchführung des Verfahrens besitzt  einen elektrischen Leiter zur induktiven elek  trischen Erhitzung des Werkstückes, der mit  Kanälen zur Zuführung des Kühlmittels und    mit     Austrittsöffnungen        zum        Aufbringen    des       Kühlmittels    auf das Werkstück versehen ist.  



  Mehrere Ausführungsformen des Gegen  standes der Erfindung sind in der beigefüg  ten     Zeichnung    beispielsweise erläutert. Es  zeigen:       Fig.    1     eine        mit    einer Heizspule versehene  Vorrichtung, teils im Grundriss, teils in waag  rechtem     Schnitt,          Fig.    2 eine     Seitenansicht    der Vorrichtung  nach     Fig.    1,       Fig.    3 einen Schnitt durch eine Vorrich  tung zur Härtung von Innenflächen von La  gern,       Fig.    4a einen     Schnitt    und Ansicht einer  Vorrichtung zum Härten der Oberfläche von  Schienen,

         Fig.    4b einen     Schnitt    nach der Linie       A-A    der     Fig.    4a,       Fig.        4c    einen     Querschnitt    einer Ausfüh  rungsform für die gleichzeitige     Behandlung         der Ober- und Seitenflächen des Schienen  kopfes.  



  Die     in    den     Fig.    1 und 2 dargestellte Vor  richtung eignet sich besonders für das Här  ten von     Magerzapfen,    wie Kurbelzapfen und  dergleichen.     Eine    Spule 1     wird    durch eine       Induktionsspule    2 erregt, die ihrerseits durch  einen von einer Stromquelle 3 gelieferten  Strom erregt wird.     Kondensatoren    c sind vor  gesehen, um den Leistungsfaktor des     Genera-          tors    zu korrigieren.  



  Die das Werkstück 7 umgebende     Heiz-          spule    besteht aus drei Teilen, um das Werk  stück einführen oder herausnehmen zu kön  nen. Die Teile 5 der     Heizspule    sind mit der  Spule 1 durch Bolzen verbunden oder an  diese angeschweisst, während der Teil 6  zwecks Einführung des Werkstückes frei be  weglich ist.

   Die Teile 5 und 6 sind hohle       Gussstücke    mit Stutzen 8 zum Einführen  eines Kühlmittels und mit Düsen 9, durch  die das     Kühlmittel    gegen das Werkstück ge  spritzt oder geschleudert     wird.    Das Kühl  mittel wird nicht ständig gegen das Werk  stück gespritzt, sondern wird von einer unter  hohem Druck stehenden Quelle 10 aus     zuge-          führt,    die durch ein Ventil so gesteuert wird,  dass das Abkühlen zu     bestimmten    Zeiten er  folgen kann.  



  Der Teil 6     wird    von den Teilen 5     entfernt,     damit das Werkstück 7     eingesetzt    werden  kann. Dann werden die     Teile        wieder    in die  geschlossene Stellung gebracht, in der sie sich  in elektrischer Verbindung befinden. Da ein  starker Strom zur Anwendung gelangt, wird  das Werkstück 7 am Umfang stark erwärmt,  bevor das Innere Zeit hat, warm zu werden.  Dann wird das Ventil 11 geöffnet und es  werden die unter hohem Druck stehenden  Strahlen des     Abschreckmittels    auf die heisse  Oberfläche des Werkstückes gespritzt.

   Da  durch wird die Oberfläche gehärtet und die  Wärme wird abgeleitet, bevor sie Zeit hat,     in     das     Innere    des Werkstückes     einzudringen.     Ein Lager von ungefähr 3"     -e'    wurde an der  Oberfläche in weniger als 5     Sekunden    auf  über<B>900'</B> C erhitzt; diese Oberfläche ist  dann in ein bis zwei Sekunden abgeschreckt    und     in.    nur wenig längerer Zeit vollständig  abgekühlt worden.

   Es ist klar, dass das Her  ausnehmen und Abkühlen der Teile nach der  bisherigen Praxis eine beträchtlich längere  Zeit erfordern     würde.    Anderseits     kann    die       Kühlgeschwindigkeit    und die Tiefe der Här  tung durch Veränderung der Düsengrösse, des  Druckes, des     Kühlmittels,    der Heiz- oder       Kühlzeit    geregelt werden.  



       Fig.    3 zeigt eine Vorrichtung, bei der die  Heizspule 2 direkt von einer Wechselstrom  quelle 3 aus erregt wird, wobei die üblichen  Kondensatoren c der Korrektur des Lei  stungsfaktors dienen. Das Werkstück 7 be  steht aus einer Lager- oder einer     andern    Zy  linderwand, deren Innenseite gehärtet werden  soll. Es     wird    ein Wechselstrom mit grosser  Stromstärke verwandt, um an der Innenseite  des Werkstückes eine hohe Temperatur zu er  zielen.

   Dann     wird    ein die Heizspule mit     einer          gühlmittelspeiseleitung    10     verbindendes    Ven  til 11 geöffnet, so dass ein     Absehreckmittel     durch die Öffnungen oder Düsen 9 in den       Wänden    der Spule unter hohem Druck aus  tritt.  



  Das beschriebene Verfahren ist nicht auf  die dargestellten Ausführungsformen der       Vorrichtung    beschränkt und für viele andere  Anwendungsmöglichkeiten ähnlicher Art ge  eignet.  



  Zum Härten der Oberfläche     einer    Schiene  oder eines     ähnlichen    Gegenstandes kann eine       Vorrichtung    verwendet     werdAn,    bei der der  Erregerstrom gemäss     Fig.    4a und 4b auch  durch das     Werkstück    fliesst. Der     Strom    wird       durch    die Schiene 12 und den Leiter 13 von  einer Kraftquelle 3 aus zugeführt, wobei  diese Kraftquelle in Reihe mit einer Induk  tionsspule 2 geschaltet ist, welche eine sekun  däre Spule 1' induziert.

   Der     Stromleiter    13  ist im     Innern    hohl und mit     Stutzen    8 und  Düsen 9 ausgerüstet, damit ein     Kühlmittel     durch das Innere des Leiters zu dem erwärm  ten Teil der Schiene gebracht werden     kann.     Wenn die seitliche Lauffläche der Schiene 12  ebenfalls gehärtet werden soll, kann der Lei  ter 13' in     Fig.    4c verwendet werden, der auch       Kühlmittelzuführungsstutzen    8 und die Dü-      sen 9 besitzt. Bei den Ausführungsformen  nach     4a-4c    wird das Werkstück 12 zum ge  ringen Teil durch     Joüle'sche    Wärme, über  wiegend jedoch durch Induktion erhitzt.

    nämlich durch die infolge des Wechselfeldes  des Leiters 13 im Werkstück 12 erzeugten  Wirbelströme und     Hysterese.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Wärmebehandlung von Metallen, insbesondere von metallischen, reibungsbeanspruchten Teilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme dem Werkstück mindestens zum Teil auf elektrisch induktivem Wege zugeführt wird und dass dieses daran anschliessend mittels eines durch den elektrischen Lei ter zugeführten Kühlmittels abgeschreckt wird.

   Il. Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch einen elektrischen Leiter zur induktiven elektrischen Erwärmung des Werkstückes, der mit Kanälen zur Zuführung des Kühlmittels, und mit Austrittsöffnungen zum Aufbringen des Kühlmittels auf das Werkstück versehen ist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Abschrek- kung vorgenommen wird, bevor die Wärme in die tieferen Teile des Werk stückes eingedrungen ist. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Kühlmittels unter Druck erfolgt.