CH360701A - Process for surface hardening of cast iron - Google Patents

Process for surface hardening of cast iron

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CH360701A
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cast iron
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hardening
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heating
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Richard Dipl-Ing Dr Mon Walzel
Georg Dipl Ing Haensel
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Tiroler Roehren & Metallwerk
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Description

  

  Verfahren zur     Oberflächenhärtung    von Gusseisen    Der Sinn einer Oberflächenhärtung ist grundsätz  lich der, ein an sich zähes Werkstück mit einer mög  lichst harten Randzone von geringer Tiefe auszustat  ten. Auf diese Weise wird die Bruchsicherheit des  Werkstückes als Ganzes vereinigt mit einem hohen  Verschleisswiderstand seiner Randzone, wie dies für  eine grosse Reihe von Verwendungszwecken erwünscht  ist. Als Beispiele mögen hier nur Zahnräder, Kurbel  wellen, Nockenwellen und Getriebebolzen     genannt     werden.  



  Die Oberflächenhärtung von Stahl wird in grossem  Umfang angewendet. Es gehört hierher das bekannte  Einsatzhärten, bei dem man einen an sich verhältnis  mässig     kohlenstoffarmen    Stahl zunächst in seiner  Randzone an Kohlenstoff, den man     eindiffundieren     lässt, anreichert. Sodann wird das Werkstück durch  Erhitzen in das     Austenitgebiet    gebracht und abge  schreckt, wobei die an     Kohlenstoff    genügend angerei  cherte Randzone den harten     Martensit    gibt, während  der     kohlenstoffarme    Kern nur wenig härter wird und  jedenfalls genügend     zäh    bleibt.  



  Eine andere Methode der     Oberflächenhärtung    be  steht darin, dass man das Werkstück als Ganzes aus  einem Stahl herstellt, dessen     C-Gehalt    (in Abstim  mung mit dem     allfälligen    Gehalt an Legierungsele  menten) von Haus aus hoch genug ist, dass man beim  Abschrecken aus dem     Austenitgebiet    einen harten       Martensit    bekommt.

   Damit sich aber diese     Martensit-          bildung    nur auf die Randzone von gewünschter gerin  ger Tiefe erstreckt, wird nur diese allein vor dem Ab  schrecken auf     Austenittemperatur    erhitzt; dies ge  schieht durch eine besonders intensive, aber nur kurz  zeitige     Erhitzung    der Randzone, die keine Zeit lässt,  dass durch Wärmeleitung auch das Innere des Werk  stückes in das Temperaturgebiet der     Austenitbildung     steigt, sondern es bei einer     Wärmestauung    in der    Randzone verbleibt.

   Diese intensive und kurzzeitige       Wärmezufuhr    in die Randzone erfolgt praktisch ent  weder durch die sehr heisse Flamme eines Autogen  brenners oder durch     Induktionsheizung    mit     hochfre-          quentem    Wechselstrom, die     bekanntlich,    in Abhängig  keit von der Frequenz, eine sehr hohe Stromdichte  und Erwärmung nur in der Randzone von bestimmter  Tiefe     liefert,    während im Kern die Stromdichte und       Erwärmung    gering bleibt.

   Die     Austenitisierungstem-          peratur    wird somit nur in der Randzone überschritten,  und es bekommt beim nachfolgenden Abschrecken  nur diese Randzone das     Martensitgefüge    und die     Mar-          tensithärte,    während der Kern ungefähr auf jener  mässigen Härte und daher genügend hohen     Zähigkeit     verbleibt, die dem Stahl im Normalzustand in Ab  hängigkeit von seinem Kohlenstoff- und Legierungs  gehalt entspricht.  



  Wenn man vom Werkstoff Stahl zum Werkstoff  Gusseisen übergeht, so ist     grundsätzlich    von Haus aus  immer bereits ein     hoher    Kohlenstoffgehalt gegeben.  Es wäre sinnlos, Kohlenstoff noch zusätzlich in die       Randzone        eindiffundieren        zu    lassen, wie dies beim  Einsatzhärten von     kohlenstoffarmem    Stahl geschieht.  Hingegen sind die Voraussetzungen für eine autogene  oder induktive     Oberflächenhärtung    an sich gegeben,  und man macht von ihr auch tatsächlich Gebrauch.

    Die Erfahrung hat allerdings gelehrt, dass auf diese  Weise nur dann ein genügend harter     Martensit    in der  Randzone erzielt werden kann, wenn ein genügender  Teil des     Kohlenstoffes    dort in Form von Eisenkarbid       (Zementit),    neben dem Anteil von     Kohlenstoff    in  Elementarform (Graphit), vorliegt.

   Denn nur der     kar-          bidische    Anteil des     Kohlenstoffes    löst sich bei der  autogenen oder induktiven Erhitzung der Randzone  wirklich genügend rasch im     Austenit    auf, so dass die  ser genügend     kohlenstoffreich    ist und beim Ab-      schrecken einen harten     Martensit    liefert. Der elemen  tare     (graphitische)    Anteil des Kohlenstoffes braucht  hingegen zu seiner Auflösung im     Austenit        längere     Zeit.

   Eine länger dauernde Erhitzung führt aber un  vermeidlich dazu, dass durch die Wärmeleitung auch  die tieferliegenden Zonen des Werkstückes auf Au  stenittemperatur kommen, so dass beim Abschrecken  nicht mehr nur eine seichte Randzone erfasst wird und  jedenfalls die     Zähigkeit    des     ganzen    Werkstückes sehr  leidet. Auch     führt    ein     längerdauerndes    Halten im       Austenitgebiet    unmittelbar vor dem Abschrecken an  sich zu einem groben, spröden Gefüge im     martensi-          tisch    werdenden Teil.

   Es wurde schon versucht, durch  eine vorbereitende     Glühung    den Gehalt an gebunde  nem     Kohlenstoff    so weit zu erhöhen, dass bei nachfol  gender Abschreckung eine wesentliche     Härtesteige-          rung    auftritt, doch erwiesen sich die     Erhitzungszeiten     entweder als zu kurz, so dass noch     Ferritreste    in der  Grundmasse verblieben, oder es war die     gehärtete     Schicht zu dick.  



  Besonders praktische Bedeutung kommt den     ge-          schilderten    Verhältnissen bei Gusseisen mit Kugelgra  phit zu. Wenn dieses mit     ferritischer    oder     halbferri-          tischer    Grundmasse erzeugt wird,     besitzt    es     eine    hohe,  dem Stahl nahe kommende Zähigkeit und ist daher  (unter Berücksichtigung seiner form- und giesstech  nisch überlegenen Eigenschaften) ein Werkstoff, der  den Stahl mit Vorteil zu ersetzen     vermag.     



  Für hochbeanspruchte Teile, wofür eingangs  Zahnräder, Kurbelwellen, Nockenwellen und Ge  triebebolzen als Beispiele aufgezählt wurden, ergibt  sich bei Anwendung der autogenen oder induktiven  Oberflächenhärtung die Schwierigkeit, dass das     ferri-          tische    oder     halbferritische    Gusseisen, insbesondere       Sphäro-Guss,    fast keinen oder jedenfalls zu wenig  Kohlenstoff in Form von Karbid     enthält    und es daher  erfahrungsgemäss äusserst schwierig ist, eine ausrei  chend harte     Martensitrandzone    beim Autogen- oder  Induktionshärten zu erzielen.

   Hingegen ist es be  kannt, dass ein Gusseisen mit     perlitischer    Grundmasse,       insbesonders    wieder solches mit Kugelgraphit, sehr  gut durch autogene oder Induktionshärtung auf eine       hochharte        martensitische    Randzone gebracht werden  kann. Der praktischen Verwertung steht aber die Tat  sache entgegen, dass Gusseisen mit     perlitischer    Grund  masse, auch wenn der     Kohlenstoff    in Form von Ku  gelgraphit vorliegt, eine nur geringe Zähigkeit auf  weist, die jener von     Stahl    stark unterlegen ist.

   Werk  stücke aus Gusseisen mit     perlitischer    Grundmasse und  Kugelgraphit würden daher zwar nach Autogen- oder       Induktionshärtung    eine erwünscht harte     Martensit-          randzone    bekommen, ihr Kern aber und damit das  Werkstück als Ganzes, würden so wenig zähe sein,  dass ihre Anwendung für Zahnräder     usf.    in der Regel  nicht möglich wäre.

   Man hat versucht, dieses Problem  durch eine     kurzzeitige    Überhitzung beim     Brennhärten     zu lösen, welche sich beim     Härten    von Gusseisen mit  Kugelgraphit im Gegensatz zum Härten von gewöhn  lichem Gusseisen durchführen lässt.     Hiedurch    konnte  zwar die Härte wesentlich     gesteigert    werden, jedoch    infolge der Unmöglichkeit, mit diesem     Verfahren    den  gesamten     Ferrit    durch     Aufkohlen    in     Perlit    überzufüh  ren,     lässt    sich der Höchstwert an Härte nicht erreichen.

    Abgesehen davon wird durch die verbleibenden     Fer-          ritanteile    das Gefüge und damit die     Härte    ungleich  mässig.  



  Die     Erfindung    zielt nun darauf ab, ein Verfahren  zur autogenen oder induktiven Oberflächenhärtung  von Gusseisen, insbesondere Gusseisen mit Kugelgra  phit, mit     ferritischer    oder     halbferritischer    Grund  masse, wobei durch eine     Oberflächenerwärmung    in  der zu härtenden Zone durch Auflösung von freiem  Kohlenstoff, z.

   B. von Graphit, zunächst ein wenig  stens annähernd     perlitisches    Gefüge hergestellt und       alsdann    oberflächlich auf Härtetemperatur gebracht  und abgeschreckt wird, zu schaffen, und die Erfin  dung besteht     hiebei    darin, dass die oberflächliche Er  wärmung zwecks Auflösung von Graphit mehrmals  durchgeführt und dazwischen langsam abgekühlt wird.  Hierauf kann dann in     bekannter    Weise die autogene  oder induktive Oberflächenhärtung erfolgen.

   Man  kann auf diese Weise Werkstücke aus Gusseisen, ins  besondere aus     Kugelgraphit-Gusseisen    herstellen, deren  Grundmasse     ferritisch    oder     halbferritisch    ist und die  daher ausreichend zähe sind, die aber zugleich in  ihrer Randzone genau an den gewünschten Stellen  und genau auf die gewünschte Tiefe die Vorausset  zung besitzen, dass sie bei der kurzzeitigen Erhitzung  in das     Austenitgebiet,    wie diese bei der Autogen- oder  Induktionshärtung nur möglich ist, bereits einen so       kohlenstoffreichen        Austenit    ergeben, dass beim Ab  schrecken die gewünschte hochharte     martensitische     Randzone entsteht.  



  Das Werkstück hat somit, als Ganzes gesehen,       ferritische    oder     halbferritische        Grundmasse,    während  in der Randzone an den zu härtenden Stellen und un  gefähr in der zu     härtenden    Tiefe eine völlig oder prak  tisch     reinperlitische    Grundmasse geschaffen wird, wel  che eine Härtung ermöglicht.  



  Bei einer beispielsweisen praktischen Durchfüh  rung des Verfahrens geht man somit von einem Werk  stück aus Gusseisen, insbesondere aus     Kugelgraphit-          Gusseisen,    mit     ferritischer    oder     halbferritischer    Grund  masse aus, das in seinen Zähigkeitseigenschaften den  Ansprüchen des Verwendungszweckes vollkommen  genügt.

   Nun wird durch kurzzeitige Autogen- oder  Induktionserhitzung nur eine seichte Randzone, die  nicht tiefer oder nicht     nennenswert    tiefer ist als die  später im gehärteten Endzustand gewünschte     marten-          sitische    Randzone, in     Austenit    übergeführt und     dann     zunächst verhältnismässig langsam abgekühlt (nicht  abgeschreckt).

   Hierbei wird wegen der kurzen     Erhit-          zungsdauer    zunächst nur ein gewisser Anteil des     gra-          phitischen    Kohlenstoffes im     Austenit    gelöst werden,  der beim Abkühlen zwar     Perlit        liefert,    aber noch nicht  eine rein     perlitische    Grundmasse     sichert.    Nun wird  nach     Bedarf    der Vorgang der kurzzeitigen     Autogen-          oder    Induktionserhitzung ein- oder mehrmalig wieder  holt.

   Bei jeder Wiederholung wird auch nur die Rand  zone in ungefähr jener Tiefe, die später im     gehärteten         Endzustand     martensitisch    gewünscht wird, in     Auste-          nit    übergeführt.

       Jedesmal    wird sich von dem vorhan  denen     graphitischen    Kohlenstoff ein weiterer Anteil  im     Austenit    lösen und wird daher nach dem Abküh  len unter Vermeidung eines     Abschreckens    ein Gefüge  mit immer grösserem     Perlitanteil    der     Grundmasse,    und  bei genügend oftmaliger Wiederholung des     Vorganges     schliesslich das gewünschte Gefüge in der Randzone  mit praktisch rein     perlitischer    Grundmasse ergeben,  wobei sich dieses auf jene Stellen, die man später mit       martensitisch    harter Oberfläche wünscht, sowie prak  tisch auf jene Tiefe,

   die später     martensitisches    Ge  füge bekommen soll, beschränkt. Eine solche     ein-          oder    mehrmalige Erhitzung in das     Austenitgebiet    mit  anschliessender verhältnismässig langsamer Abkühlung  hat zugleich die gefügeverfeinernde Wirkung einer  sogenannten     Normalglühung.    Nach dieser Vorberei  tung erfolgt     in    bekannter Weise die Autogen- oder  induktive Oberflächenhärtung, das     heisst,

      es wird  durch Autogen- oder Induktionserhitzung die vorher  auf     perlitisches        Grundgefüge    gebrachte Randzone auf  die gewünschte Tiefe auf     Abschrecktemperatur    ge  bracht und das Werkstück in einem geeigneten Ab  schreckmittel abgeschreckt.  



  Die vorbereitende Erwärmung der Randzone, an  die die     verhältnismäss    langsame Abkühlung ange  schlossen wird und die     zur    Bildung des praktisch     per-          litischen    Grundgefüges führt, wird zweckmässig mit  den gleichen oder ähnlichen Mitteln     (Autogenbrenner     oder     Hochfrequenzspule)    vorgenommen, mit welchen  dann abschliessend die Autogen- oder Induktionshär  tung erfolgt.  



  <I>Beispiel</I>  Für die Herstellung von     Zahnrädern    wird ein  Gusseisen mit Kugelgraphit mit     ferritischer    Grund  masse gewählt, dessen     Brinellhärte    sehr niedrig bei  140     kglmm2    liegt, was erfahrungsgemäss die ge  wünschte hohe Zähigkeit sichert (Bruchdehnung     d5     von mindestens 12     '/a,

          Brucheinschnürung    von minde-         stens        1011/a        Schlagbiegezähigkeit        d'er        ungekerbten     Probe im Mittel     mindestens    6     mkg/cm2).     



  Nun wird mit einer     Hochfrequenzspule    sechsmal  hintereinander     innerhalb    von je etwa 14 Sek. die       Randzone    der     Zahnflanken    in das     Austenitgebiet    auf  ungefähr 950  C     erwärmt    und anschliessend     mit    Press  luft gekühlt (nach Erreichen von etwa 500  C zur Be  schleunigung auch mit Wasser).

   Durch diese Behand  lung tritt keine     martensitisohe        Härtung    ein, wohl aber  erscheint nach jedem     Abkühlen    im Gefüge eine zu  nehmende Menge von     Perlit,    bis schliesslich die  Grundmasse der so vorbehandelten     Randzone    prak  tisch rein     perlitisch    wird.

   Dementsprechend steigt auch  stufenweise die     Brinellhärte    der Randzone von 140  bis etwa 260     kg/mm2    fast gleichmässig an,     d'er        Kern     des     Gussstückes    verbleibt aber weiter     auf    einer     Brinell-          härte    von 140     kg/mn2.    Nach dieser Vorbereitung wird  nun mit der gleichen     Hochfrequenz-Induktionsspule     die     Schlusserhitzung    der Randzone, und zwar nur maxi  mal auf die vorbereitete     Tiefe,    auf 880  C vorgenommen  und das Werkstück in Wasser abgeschreckt.

   Es wird  nun an der Oberfläche eine     Rc-Härte    von 60 bis 62       Einheiten    erzielt und in der Randzone auf die ge  wünschte Tiefe das     zugehörige        martensitische    Gefüge,  während der     Kern    praktisch     unverändert    und jeden  falls genügend zäh bleibt.



  Process for surface hardening of cast iron The purpose of surface hardening is basically to equip an intrinsically tough workpiece with the hardest possible edge zone of shallow depth. In this way, the fracture resistance of the workpiece as a whole is combined with a high wear resistance of its edge zone, such as this is desirable for a wide variety of uses. The only examples that may be mentioned here are gears, crankshafts, camshafts and gear bolts.



  The surface hardening of steel is widely used. This includes the well-known case hardening, in which a steel that is relatively low in carbon is initially enriched in its edge zone in carbon, which is allowed to diffuse. The workpiece is then brought into the austenite area by heating and quenched, the edge zone enriched with sufficient carbon giving the hard martensite, while the low-carbon core is only slightly harder and in any case remains sufficiently tough.



  Another method of surface hardening is to manufacture the workpiece as a whole from a steel whose carbon content (in coordination with the possible content of alloying elements) is inherently high enough to allow quenching from the austenite area gets a hard martensite.

   However, so that this martensite formation extends only to the edge zone of the desired shallow depth, this alone is heated to austenite temperature before quenching; This is done through particularly intensive, but only brief, heating of the edge zone, which leaves no time for the inside of the workpiece to rise into the temperature area of austenite formation due to heat conduction, but instead it remains in the edge zone when heat accumulates.

   This intensive and short-term supply of heat to the edge zone takes place practically either through the very hot flame of an oxy-fuel burner or through induction heating with high-frequency alternating current, which is known to have a very high current density and heating only in the edge zone of of a certain depth, while the current density and heating in the core remain low.

   The austenitizing temperature is thus exceeded only in the edge zone, and during the subsequent quenching process only this edge zone gets the martensite structure and the martensite hardness, while the core remains approximately at the moderate hardness and therefore sufficiently high toughness that the steel in its normal state Depending on its carbon and alloy content.



  If you switch from steel to cast iron, there is always a high carbon content inherent. It would be pointless to allow carbon to diffuse additionally into the edge zone, as happens when case hardening low-carbon steel. On the other hand, the prerequisites for autogenous or inductive surface hardening are in themselves given, and they are actually used.

    However, experience has shown that in this way a sufficiently hard martensite can only be achieved in the edge zone if a sufficient part of the carbon is there in the form of iron carbide (cementite), in addition to the proportion of carbon in elemental form (graphite) .

   Because only the carbidic part of the carbon really dissolves sufficiently quickly in the austenite during the autogenous or inductive heating of the edge zone, so that this is sufficiently rich in carbon and, when quenched, produces a hard martensite. The elementary (graphitic) part of carbon, on the other hand, needs a longer time to dissolve in austenite.

   However, prolonged heating inevitably means that the lower-lying areas of the workpiece also come to external temperature due to the conduction of heat, so that when quenching, not only a shallow edge zone is covered and in any case the toughness of the entire workpiece suffers greatly. Long-term holding in the austenite area immediately before quenching also leads to a coarse, brittle structure in the part that is becoming martensitic.

   Attempts have already been made to increase the content of bound carbon by means of preparatory annealing to such an extent that a significant increase in hardness occurs during subsequent quenching, but the heating times have proven to be too short, so that ferrite residues still remain in the base mass , or the hardened layer was too thick.



  The described conditions are of particular practical importance for cast iron with spheroidal graphite. If this is produced with a ferritic or semi-ferritic matrix, it has a high level of toughness that comes close to that of steel and is therefore (taking into account its properties that are superior in terms of shape and casting technology) a material that can advantageously replace steel.



  For highly stressed parts, for which gears, crankshafts, camshafts and gear bolts were listed as examples, the difficulty arises when using oxy-fuel or inductive surface hardening that the ferritic or semi-ferritic cast iron, in particular spheroidal cast iron, is almost impossible or at least impossible contains little carbon in the form of carbide and experience has shown that it is extremely difficult to achieve a sufficiently hard martensite edge zone during oxy-fuel or induction hardening.

   On the other hand, it is known that a cast iron with a pearlitic base mass, in particular again that with spheroidal graphite, can be brought to a very hard martensitic edge zone very well by autogenous or induction hardening. However, practical use stands in the way of the fact that cast iron with a pearlitic base mass, even if the carbon is present in the form of spheroidal graphite, has only a low level of toughness, which is greatly inferior to that of steel.

   Workpieces made of cast iron with a pearlitic matrix and spheroidal graphite would therefore get a desired hard martensite edge zone after oxy-fuel or induction hardening, but their core, and thus the workpiece as a whole, would be so poor that they could be used for gears, etc. Rule would not be possible.

   Attempts have been made to solve this problem by briefly overheating during flame hardening, which can be carried out when hardening cast iron with spheroidal graphite in contrast to the hardening of ordinary cast iron. This made it possible to increase the hardness considerably, but due to the impossibility of converting all of the ferrite into pearlite by carburizing with this method, the maximum hardness value cannot be achieved.

    Apart from that, the remaining ferrite components make the structure and thus the hardness uneven.



  The invention now aims to provide a method for the autogenous or inductive surface hardening of cast iron, in particular cast iron with Kugelgra phit, with ferritic or semi-ferritic base mass, whereby by surface heating in the zone to be hardened by dissolving free carbon, eg.

   B. of graphite, initially a little at least approximately pearlitic structure and then brought to the surface to hardening temperature and quenched to create, and the inven tion consists in the fact that the superficial heating for the purpose of dissolving graphite is carried out several times and slowly cooled in between . The autogenous or inductive surface hardening can then take place in a known manner.

   In this way, workpieces can be made from cast iron, especially from spheroidal graphite cast iron, the base material of which is ferritic or semi-ferritic and which are therefore sufficiently tough, but which at the same time provide the prerequisite in their edge zone exactly at the desired points and exactly to the desired depth have the fact that when they are briefly heated into the austenite area, as is only possible with oxy-fuel or induction hardening, they already produce an austenite that is so rich in carbon that the desired extremely hard martensitic edge zone is created when quenching.



  The workpiece has thus, seen as a whole, ferritic or semi-ferritic base mass, while in the edge zone at the points to be hardened and un danger in the depth to be hardened a completely or practically pure pearlitic base material is created, wel che enables hardening.



  In an example of a practical implementation of the process, it is assumed that a work piece made of cast iron, in particular spheroidal graphite cast iron, with a ferritic or semi-ferritic base mass that fully satisfies the requirements of the intended use in its toughness properties.

   Only a shallow edge zone, which is not deeper or not significantly deeper than the martensitic edge zone desired later in the hardened final state, is now converted into austenite by brief autogenous or induction heating and then initially cooled relatively slowly (not quenched).

   Because of the short heating time, only a certain proportion of the graphitic carbon is initially dissolved in the austenite, which while cooling provides pearlite, but does not yet ensure a purely pearlitic matrix. Now the process of brief autogenous or induction heating is repeated once or several times as required.

   With each repetition, only the edge zone is converted into austenite at approximately the depth that is later martensitically desired in the hardened final state.

       Each time, a further proportion of the graphitic carbon in the austenite will dissolve and therefore after cooling down, avoiding quenching, it becomes a structure with an ever larger proportion of pearlite in the base material and, if the process is repeated enough often, finally the desired structure in the edge zone practically purely pearlitic matrix, whereby this applies to those places that are later desired with a martensitic hard surface, as well as practically to the depth

   which is to get a martensitic structure later. Such a single or multiple heating in the austenite area with subsequent relatively slow cooling also has the structure-refining effect of so-called normal annealing. After this preparation, the oxy-fuel or inductive surface hardening takes place in a known manner, i.e.

      it is brought to the desired depth to the quenching temperature ge by oxy-fuel or induction heating, the edge zone previously brought to a pearlitic structure and the workpiece is quenched in a suitable quenching agent.



  The preparatory heating of the edge zone, to which the relatively slow cooling is connected and which leads to the formation of the practically pearlitic basic structure, is expediently carried out with the same or similar means (oxy-fuel burner or high-frequency coil), with which the oxy-fuel or Induction hardening takes place.



  <I> Example </I> For the manufacture of gears, a cast iron with spheroidal graphite with a ferritic base mass is selected, the Brinell hardness of which is very low at 140 kg / mm, which, according to experience, ensures the desired high toughness (elongation at break d5 of at least 12 '/ a ,

          Constriction of fracture of at least 1011 / a impact strength of the unnotched sample on average at least 6 mkg / cm2).



  A high-frequency coil is used to heat the edge zone of the tooth flanks in the austenite area to about 950 C six times in a row within about 14 seconds and then cool it with compressed air (after reaching about 500 C for acceleration, also with water).

   As a result of this treatment, no hardening similar to martensitic occurs, but after each cooling, a sufficient amount of pearlite appears in the structure, until finally the basic mass of the thus pretreated edge zone becomes practically pure pearlitic.

   Correspondingly, the Brinell hardness of the edge zone increases almost uniformly from 140 to about 260 kg / mm2, but the core of the casting remains at a Brinell hardness of 140 kg / m2. After this preparation, the final heating of the edge zone is now carried out with the same high-frequency induction coil, to a maximum of the prepared depth, to 880 C and the workpiece is quenched in water.

   An Rc hardness of 60 to 62 units is now achieved on the surface and the associated martensitic structure to the desired depth in the edge zone, while the core remains practically unchanged and in any case sufficiently tough.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur autogenen oder induktiven Ober flächenhärtung von Gusseisen, insbesondere Gusseisen mit Kugelgraphit, mit ferritischer oder halbferritischer Grundmasse, wobei durch eine Oberflächenerwär mung in der zu härtenden Zone durch Auflösung von freiem Kohlenstoff zunächst ein wenigstens annähernd perlitisches Gefüge hergestellt und alsdann oberfläch lich auf Härtetemperatur gebracht und abgeschreckt wird, dadurch gekennzeichnet, PATENT CLAIM Process for the autogenous or inductive surface hardening of cast iron, in particular cast iron with spheroidal graphite, with a ferritic or semi-ferritic base mass, whereby a surface heating in the zone to be hardened by dissolving free carbon initially produces an at least approximately pearlitic structure and then superficially sets it to hardening temperature brought and quenched, characterized in that dass die oberflächliche Erwärmung zwecks Auflösung von Graphit mehrmals durchgeführt und dazwischen langsam abgekühlt wird. that the superficial heating for the purpose of dissolving graphite is carried out several times and slowly cooled in between.
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