CH223355A - Verfahren zur Herstellung von Nietverbindungen. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Nietverbindungen.

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CH223355A
CH223355A CH223355DA CH223355A CH 223355 A CH223355 A CH 223355A CH 223355D A CH223355D A CH 223355DA CH 223355 A CH223355 A CH 223355A
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rivets
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Eisenforschung G M B Kohle-Und
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Kohle Und Eisenforschung Gmbh
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment

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Description


  Verfahren zur Herstellung     von        Mietverbindungen.       Bei warm hergestellten Nietverbindungen  wirkt bekanntlich der Gleitwiderstand, der  an den Berührungsflächen der Bleche auf  tritt, in hervorragendem Masse kraftübertra  gend. Ein erhöhter     Gleitwiderstand    wird  nicht nur durch eine gewisse     Rauhigkeit    der  Bleche an ihren Berührungsflächen, sondern  hauptsächlich durch die von den Nieten aus  geübte Klemmkraft hervorgerufen.  



  Die Klemmkraft gemessen an elastischen  Längenänderungen des Nietschaftes, kann bei  den bisher gebräuchlichen     \V#Terlistoffen    aus  Stahl sehr kleine Werte annehmen, wodurch  die Festigkeit einer     Eisenkonstruktion    stark  herabgesetzt wird.  



  Es wurde nun festgestellt, dass dieser Ab  fall der Klemmkraft sehr wesentlich dadurch  bedingt ist, dass in den warmgeschlagenen  Nieten beim Abkühlen zwar bis etwa 250   C  starke Spannungen infolge der Schrumpf  wirkung     auftreten,    dass diese Spannungen  aber dann bei einer zwischen 250 und 100   C  liegenden Temperatur auf erheblich tiefere    Werte herabsinken. in manchen Fällen auf  Spannungen von nur 1 bis 2     kg/mm=.     



  Dieser Spannungsabfall kann, wie weiter  hin festgestellt wurde, bei verschiedenen oder  verschieden behandelten Nietwerkstoffen von  sehr unterschiedlicher Grösse sein.  



  Weitere Untersuchungen haben gezeigt,  dass es für die Klemmkraft nicht gleichgültig  ist, bei welcher Temperatur der Temperatur  ausgleich zwischen dem abkühlenden Niet  schaft und den der     Nietlochwand    benach  barten Teilen des Bleches, im nachfolgenden       "Nietlochleibung"    genannt, erfolgt.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein Verfah  ren zur Herstellung von Nietverbindungen  mit hoher Klemmkraft. Gemäss der Erfin  dung werden solche Nietverbindungen da  durch hergestellt, dass Nieten aus solchen  Stählen verwendet werden, dass die     Klemm-          spannung    der Nieten während des Schrumpf  vorganges im     Temperaturbereich    zwischen  250 und<B>100'</B> C nicht unter 10     kg!'mm'    ab  sinkt, und dass der     Nietschaftdurchmesser    so      bemessen wird, dass der Temperaturausgleich       zwischen    Nietschaft und     Nietlochleibung    bei  einer Temperatur erfolgt, die unter der Tem  peratur des Spannungsabfalles des Nietstahls  beim Schrumpfvorgang liegt.

   Zu den Stäh  len, bei denen der genannte Spannungsabfall  nur gering ist, gehören diejenigen, die im ge  stauchten     Zustand    genügend, vorzugsweise  möglichst feinkörnig sind. Diese Feinkörnig  keit kann durch Zusätze von keimbil  denden Elementen, wie Aluminium,     Vana-          din,    Titan oder     Zirkon    bei der Stahlherstel  lung hervorgerufen worden sein.  



  Es ist möglich, die Nieten zu diesem  Zweck zunächst von einer Temperatur ober  halb des     obern    U     mwandlungspunktes        Ac,    ab  zuschrecken, sie dann vor dem Stauchen auf  Temperaturen unterhalb des obern Umwand  lungspunktes     Ac,    derart zu erwärmen, dass  der durch das Abschrecken erzielte Gefüge  zustand zumindest noch teilweise erhalten  bleibt. Darauf erfolgt das     Warmstauchen    in  üblicher Weise bei Temperaturen oberhalb  der     Rekristallisationstemperatur.     



  Mit Hilfe solcher Nietwerkstoffe ist es  möglich, Nietverbindungen mit hoher Klemm  kraft zu erzielen. Das Verfahren eignet sich  vorzugsweise für Nietverbindungen, bei denen  das Verhältnis von Klemmlänge zum Niet  schaftdurchmesser grösser als 2 ist.    Die von einem Stahl zu     erwartende     Klemmkraft kann durch eine Vorrichtung er  mittelt werden, bei der an den Enden der  gleichzuhaltenden     Messlänge    des Stabes     Mess-          federnpaare    angeordnet sind, die innerhalb  der     Messlänge    gegen Wärmeausdehnung oder  -zusammenziehen bei ansteigender     bezw.    sin  kender Temperatur unempfindlich gemacht  worden sind und die prismatische Schneiden  tragen,

   welche auf     Kontakthebel    einwirken,  die einen Motor so steuern, dass er die Span  nung im Probestab bei einem     Kürzerwerden     der     Messlänge    des Prüfstabes erhöht und bei  einem     Längerwerden    verringert. Hierbei wird  ein aus dem Nietwerkstoff hergestellter Prüf  stab in einem Ofen auf die     Warmstauchtem-          peratur    erhitzt und unter Gleichhaltung der       Messlänge    abgekühlt. Entsprechend seiner  durch die Abkühlung bedingten Wärmezu  sammenziehung nimmt er dann bei starrer  Einspannung diejenigen Spannungswerte auf,  die er zu tragen imstande ist.

   Es ergeben  sich dann Kurven,     die    den     Spannungsverlauf          a    (Ordinate) in Abhängigkeit von der Ab  kühlungstemperatur T (Abszisse) wieder  geben. Hierfür seien folgende     Beispiele    an  geführt:

         Fig.    1 zeigt derartige     Spannungstempera-          turabkühlungskurven    eines Nietwerkstoffes       Sf    44 mit  
EMI0002.0034     
  
    C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> Cu <SEP> Cr <SEP> P <SEP> S
<tb>  0,09 <SEP> 0,52 <SEP> 0,36 <SEP> 0,48 <SEP> 0,30 <SEP> 0,028 <SEP> 0,012       Kurve a ist am normalisierten (900   C     1!@    h,  Luft) und Kurve b am abgeschreckten  (900  <I>C</I>     l42   <I>h,</I> Wasser) Nietwerkstoff auf  genommen.

   Kurve a zeigt bei etwa 145 " C  einen Höchstwert bei 32     kg/mm'    und Kurve  b einen solchen bei 45     kg;mm2.    Nunmehr er  folgte ein Absinken der Spannung auf  3     kg/mm'    bei Kurve     ca    und auf 10 kg/mm'  bei Kurve b. Unter dem Einfluss weiterer    Abkühlung steigt dann die Spannung wieder  an, ohne aber ihren     Höchstwert    zu erreichen.       Durcb    die     Abschreckbehandlung    wird also  offenbar ein Gefüge erreicht, das höhere  Klemmkraft erzeugt als bei dem gleichen  Werkstoff im normalisierten oder im     Walz-          zustande.     



       Fig,    2 zeigt die     Sehrumpfspannungskurven     <I>c, d</I> und     f    von zwei Stäben     St    52 der folgen  den Zusammensetzung-  
EMI0002.0050     
  
    <B>C</B> <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> Cu <SEP> Cr <SEP> A1 <SEP> P <SEP> und <SEP> S <SEP> je
<tb>  Stahl <SEP> 1 <SEP> 0.17 <SEP> 0,40 <SEP> 0,93 <SEP> 0,45 <SEP> 0,29 <SEP> 0,03
<tb>  Stahl <SEP> 2 <SEP> 0,17 <SEP> 0,30 <SEP> 1,07 <SEP> 0,35 <SEP> 0,40 <SEP> 0,08 <SEP> 0,03         Kurve c wurde erhalten mit Stahl 1.     (St    52  ohne Aluminiumzusatz), ausgehend von dem  normalisierten Zustand.

   Kurve d wurde er  halten mit Stahl 2     (St    52 mit 0,08 %     A_lumi-          nium),    ebenfalls ausgehend vom normalisier  ten Zustand.     Kurve        f    schliesslich mit Stahl 1,  ausgehend vom     abgeschreckten    Zustand. Die  bei 20' C erhaltene Restspannung dieses  Stahls ist bedeutend höher als bei den Kur  <I>ven c</I> und<I>d.</I>  



  Ein geringer Zusatz von     Aluminium,    z. B.  0.08 bis 1 % zum Nietstahl bewirkt demnach  eine erhebliche Erhöhung der Klemmkraft.  Ähnlich wirken Zusätze von 0,02 bis 0,5       Vanadin.    Liegt der Spannungsabfall des  Nietwerkstoffes näher an 200   C als an  100   C, so wächst der Temperaturunterschied  zwischen diesem Spannungsabfall und der  Raumtemperatur. Der Nietschaft hat dann  für den Schrumpfvorgang eine erhöhte Tem  peraturspanne, die eine entsprechend erhöhte  Klemmkraft in den Nietverbindungen zur  Folge hat, da von der Temperatur des Span  nungsabfalles an bis zur Raumtemperatur im  Nietschaft durch weitere Schrumpfung die  Spannung     bezw.    die Klemmkraft zunimmt.  



  In     Fig.    8 ist der Verlauf der Spannung     a     als Funktion der Temperatur T eines Fein  korn- (Kurve g) und eines     Grobkornstahls     (Kurve     h)    schematisch dargestellt.  



  Aus     Fig.    4 ist der Verlauf der Spannung       a    als Funktion der Abkühlungszeit Z für  einen Nietschaft in einer Kurve dargestellt.  Es ist angenommen, dass der Spannungszu  sammenbruch gemäss     Fig.    8 bei<B>150'</B> C er  folgt.

   Der     Feinkornstahl    (Kurve g) zeigt  eine bedeutend kleinere Spannungseinbusse als  der     Grobkornstahl    (Kurve     h).    Die     Spannung     nimmt bei weiterer Abkühlung zu bis zu dem  Zeitpunkt     r1    der     Fig.    4a, bei dem der Tem  peraturausgleich zwischen dem     Nietschaft     und der     Nietlochleibung    erfolgt ist; dann  bleibt die Spannung gleich.

   In     Fig.    4a gibt  die     ausgezogene    Kurve die Temperatur (T)  des Nietschaftes und die     gestrichelte    kurve  die Temperatur der     Nietlochleibung    als  Funktion der Abkühlungszeit Z an.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Nietver- bindungen mit hoher Klemmkraft, dadurch gekennzeichnet, dass Nieten aus solchen Stäh len verwendet werden, dass die Klemmspan nung der Nieten während des Schrumpfvor ganges im Temperaturbereich zwischen 250 und<B>100'</B> C nicht unter 10 kg!mm' absinkt und dass der Nietschaftsdurchmesser so be messen wird, dass der Temperaturausgleich zwischen Nietschaft und Nietlochleibung bei einer Temperatur erfolgt, die unter der Temperatur des Spannungsabfalles des 1\Tiet- werkstoffes beim Schrumpfvorgang liegt.
    UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Nieten aus Stäh len verwendet werden, die im gestauchten Zustand feinkörnige Struktur besitzen. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stähle verwendet werden, deren Fein körnigkeit durch Zusatz mindestens eines keimbildenden Elementes hervorgerufen ist. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass Stähle verwendet werden, die als keimbildendes Element Aluminium ent halten. 4.
    Verfahren nach Patentanspruch und ZTnteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass Stähle verwendet werden, die als keimbildendes Element Vanadin enthal ten. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass Stähle verwendet werden, die als keimbildendes Element Titan enthalten. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass Stähle verwendet werden., die als keimbildendes Element Zirkon enthalten. 7.
    Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Nieten von Temperaturen oberhalb Ac, abgeschreckt, dann auf Tem- EMI0004.0001 peraturen <SEP> unterhalb <SEP> des <SEP> obern <SEP> l'inwandlungs punktes <SEP> Aei <SEP> derart <SEP> erwärmt <SEP> werden, <SEP> dass <SEP> der <tb> durelz <SEP> Abschrecken <SEP> erzielte <SEP> Gefügezustand <tb> inindestais <SEP> leilweise <SEP> erbalten <SEP> bleibt <SEP> und <SEP> die <tb> Nieten <SEP> darauf <SEP> bei <SEP> Temperaturen <SEP> oberhalb EMI0004.0002 der <SEP> Rekrista11isationstemperatur <SEP> gestauelit <tb> werden.
CH223355D 1940-02-21 1940-12-10 Verfahren zur Herstellung von Nietverbindungen. CH223355A (de)

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