CH621364A5

CH621364A5 - Process and equipment for the heat treatment of switch components

Info

Publication number: CH621364A5
Application number: CH1176176A
Authority: CH
Inventors: Wilhelm Dr Heller; Christoph Hoffmann
Original assignee: Krupp Ag Huettenwerke; Butzbacher Weichenbau Gmbh
Priority date: 1975-09-20
Filing date: 1976-09-16
Publication date: 1981-01-30
Also published as: BE846377A; ZA765542B; FI762667A; YU225476A; NL7609909A; DD126536A5; DE2541978C3; FR2324743A1; IT1068280B; DE2541978B2; LU75832A1; AT386841B; YU37191B; ATA676276A; GB1510608A; DE2541978A1; BG39807A3; RO72116A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing the method.

Die Wärmebehandlung von Schienen-Weichenteilen wirft besondere Probleme auf. Die Weichenteile unterliegen wegen der ungünstigen Geometrie (spitzverlaufende Konstruktion) und aufgrund erhöhter Pressungen starken Beanspruchungen, wobei auch der unruhigere Fahrzeugverlauf in diesem Schienenabschnitt zu berücksichtigen ist. Die Folgen sind starker Verschleiss, die Gefahr von Verquetschungen oder Abblätterungen. Aufgrund dieser erhöhten Anforderungen setzte man früher bei einer Mindestfestigkeit für Schienen von 690 N/ mm2 für die Weichenteile Stähle mit 780 N/mm2 Mindestfestigkeit ein. Die gewünschte hohe Festigkeit, insbesondere im Fahrflächenbereich, erreicht man nach dem Stand der Technik durch Vergüten. Die Weichenteile werden zu diesem Zweck durch Abschrecken in Öl und anschliessendes Anlassen vergütet, so dass durch die komplizierte Querschnittsform der Weichenteile kein negativer Einfluss gegeben ist. Dieses Vergü-tungsgefüge gewährleistet die gewünschten hohen Festigkeitseigenschaften, befriedigt aber nicht im Hinblick auf hohe Verschleisseigenschaften. Der Übergang der Deutschen Bundesbahn auf Schienen mit 880 N/mm2 Mindestfestigkeit der Stahlart A mit 0,60 bis 0,80% C; 0,05 bis 0,5*0% Si und 0,8 bis 1,30% Mn führt dazu, dass auch an die Weichenteile erhöhte Anforderungen gestellt werden. The heat treatment of rail switch parts poses particular problems. The switch parts are subject to heavy loads due to the unfavorable geometry (pointed construction) and due to increased pressures, whereby the more restless vehicle course in this rail section must also be taken into account. The consequences are heavy wear, the risk of crushing or peeling. Due to these increased requirements, steel with a minimum strength of 780 N / mm2 was previously used for rails with a minimum strength of 690 N / mm2. The desired high strength, in particular in the area of the driving surface, is achieved in the prior art by tempering. For this purpose, the turnout parts are tempered by quenching in oil and then tempering, so that the complicated cross-sectional shape of the turnout parts does not have any negative influence. This tempering structure ensures the desired high strength properties, but does not satisfy with regard to high wear properties. The transition of the Deutsche Bundesbahn to rails with 880 N / mm2 minimum strength of steel type A with 0.60 to 0.80% C; 0.05 to 0.5 * 0% Si and 0.8 to 1.30% Mn means that increased demands are also made on the switch parts.

Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung sind für Schienenquerschnitte, die eine einfache und gleichbleibende Geometrie aufweisen, bekannt. Einen Überblick über die für Schienen vorbekannten Wärmebehandlungsverfahren liefert z.B. Stahl und Eisen 90 (1970), 922-928. Hieraus ist eine Vergütungsbehandlung für Schienen bekannt, bei welcher die Schiene auf induktivem Wege austenitisiert wird, anschliessend zur beschleunigten Luftabkühlung an einem Düsenstock und danach an einer nachgeschalteten Wasserbrause vorbeigeführt wird. Zwischen der beschleunigten Luftabkühlung und der Wasserkühlung ist ein hinreichender Zeitraum zum Anlassen durch Eigenwärme gegeben. Bei dieser Wärmebehandlung ergibt sich ein feinlamellares, perlitisches Gefüge. Ebenso ist die Flammhärtung von Schienen im Durchlaufverfahren beschrieben, wobei das Austenitisieren mittels Brennern erfolgt und anschliessend mittels Wasserdampf auf 450 bis 510°C abgeschreckt wird, worauf mit Wasser auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Bild 11 dieser Literaturstelle zeigt den Härteverlauf an vollvergüteten, flammgehärteten und induktiv vergüteten Schienen. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass bei der Vollvergütung die Härte zum Schienenkopf innen hin nur allmählich abfällt und in allen Querschnittsbereichen höher liegt als im naturharten Zustand. Bei den flamm-und induktivgehärteten Schienen erfolgt der Härteabfall steiler, wobei die Härte ein Tal durchläuft, worin die Härte unterhalb des Werts für den Walzzustand liegt. Processes for continuous heat treatment are known for rail cross sections which have a simple and constant geometry. An overview of the heat treatment processes known for rails provides e.g. Stahl und Eisen 90 (1970), 922-928. From this, a tempering treatment for rails is known, in which the rail is austenitized by induction, is then guided past a nozzle assembly for accelerated air cooling and then past a downstream water shower. Between the accelerated air cooling and the water cooling, there is a sufficient period of time for starting by self-heating. This heat treatment results in a fine-lamellar, pearlitic structure. The flame hardening of rails in a continuous process is also described, the austenitizing being carried out by means of burners and then being quenched to 450 to 510 ° C. by means of steam, whereupon the mixture is cooled to room temperature with water. Figure 11 of this reference shows the hardness curve on fully tempered, flame-hardened and inductively tempered rails. A major difference is that with full compensation, the hardness towards the top of the rail drops only gradually and is higher in all cross-sectional areas than in the naturally hard state. In the case of the flame-hardened and induction-hardened rails, the drop in hardness takes place more steeply, the hardness passing through a valley in which the hardness is below the value for the rolling condition.

Ein kontinuierliches Wärmebehandlungsverfahren, welches den besonderen Anforderungen der komplizierten Weichenteile gerecht wird, gehört nicht zum Stand der Technik. Die Fachleute haben offenbar noch keine Möglichkeit gesehen, ein Durchlaufverfahren zu finden, welches den sich laufend verändernden Querschnittsformen Rechnung trägt. A continuous heat treatment process that meets the special requirements of complicated switch parts is not part of the state of the art. The experts have apparently not yet seen an opportunity to find a continuous process that takes account of the constantly changing cross-sectional shapes.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, um die Nachteile bekannter Ausführungen zu vermeiden und um insbesondere den werkstoffbedingten Unterschieden im Umwandlungsverhalten Rechnung zu tragen, um eine Wärmebehandlung im Durchlauf zu ermöglichen, um den unterschiedlichen Querschnittsformen Rechnung zu tragen und um erhöhte Festigkeitseigenschaften bei guten Kerbschlagzähigkeitswerten zu liefern. Diese Aufgabe wird beim Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 und bei der Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 6 definierten Massnahmen gelöst. The object of the invention is to create a method of the type mentioned at the outset in order to avoid the disadvantages of known designs and in particular to take account of the material-related differences in the conversion behavior, in order to enable heat treatment in the throughput, to take account of the different cross-sectional shapes and to increase it To provide strength properties with good impact strength values. This object is achieved in the method by the measures defined in the characterizing part of patent claim 1 and in the device by the measures defined in the characterizing part of patent claim 6.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 5 und eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist im Patentanspruch 7 umschrieben. Particularly advantageous embodiments of the method are described in claims 2 to 5 and an advantageous embodiment of the device is described in claim 7.

Es hat sich gezeigt, dass das Verfahren zu guten Festigkeitswerten und Kerbschlagzähigkeitswerten führt, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich die Weichenteile aufgrund der einseitigen Wärmebehandlung in einem störenden Masse aufbiegen. It has been shown that the method leads to good strength values and notched impact strength values without there being the risk that the switch parts bend to a disruptive extent due to the one-sided heat treatment.

Zur Erhitzung der Lauffläche von Raumtemperatur auf Austenitisierungstemperatur dient vorzugsweise ein Brenner oder ein Induktor, der auf die Lauffläche gerichtet ist. Die Abkühlgeschwindigkeit beim starken Aufblasen kann der Fachmann anhand des Umwandlungsschaubildes ermitteln. Bei den naturharten Stählen mit 0,50 bis 0,90% C, 0,70 bis 2,0% Mn, 0,05 bis 1,2% Si und gegebenenfalls bis zu 1,5 % Cr s A burner or an inductor which is directed toward the running surface is preferably used to heat the running surface from room temperature to the austenitizing temperature. The person skilled in the art can determine the cooling rate in the case of strong inflation on the basis of the conversion diagram. For naturally hard steels with 0.50 to 0.90% C, 0.70 to 2.0% Mn, 0.05 to 1.2% Si and possibly up to 1.5% Cr s

io io

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

621364 621364

empfehlen sich für die erste Stufe Abkühlgeschwindigkeiten von 30 bis 70°C/sec. Die gedrosselte Luftabkühlung nach der ersten Stufe kann z.B. mit einer Temperaturmessung der Oberfläche gekoppelt werden, wobei nach Massgabe dieser Temperaturmessung der Luftdurchfluss geregelt und/oder die Durchlaufgeschwindigkeit des Werkstückes verändert wird. cooling speeds of 30 to 70 ° C / sec are recommended for the first stage. The throttled air cooling after the first stage can e.g. be coupled with a temperature measurement of the surface, the air flow being regulated and / or the throughput speed of the workpiece being changed in accordance with this temperature measurement.

Bei der vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 2 wird den unterschiedlichen Querschnittsformen des Weichenteiles noch besser Rechnung getragen. Die Abkühlung lässt sich daher am besten dadurch verwirklichen, dass die Pressluft mittels Schlitzdüsen von oben auf die kontinuierlich durchlaufenden und auf dem Fuss stehenden Weichenteile aufgeblasen wird, wobei die Breite des Pressluftstrahles mindestens der grössten Breite des Weichenteiles entspricht. In the advantageous embodiment according to claim 2, the different cross-sectional shapes of the switch part is taken into account even better. The cooling can therefore best be achieved by blowing the compressed air from above onto the continuously moving and upright switch parts using slot nozzles, the width of the compressed air jet corresponding at least to the greatest width of the switch part.

Für Weichenteile mit gängigen Abmessungen ist die Ausgestaltung nach Patentanspruch 7 besonders vorteilhaft. Die Anzahl der Schlitzdüsen, die Höhe oberhalb der Weichenteile und der Abstand der Schlitzdüsen voneinander sind so zu bemessen, dass die gewünschte, abgestufte Abschreckung eingehalten wird. Je nach Durchlaufgeschwindigkeit und Ein-härtetiefe können mehrere Düsen zu einer Abkühlstuf e zusammengefasst werden. Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn das starke Aufblasen in der ersten Stufe unter einem Druck von 1,2 bis 2,0, vorzugsweise 1,5 bis 1,7 bar, vorgenommen wird und das nachfolgende gedrosselte Aufblasen in zwei bis vier weiteren Stufen unter einem Druck von 0,8 bis 0,4 bar mit fallender Tendenz in den einzelnen Stufen vorgenommen wird. Die Schlussabschreckung gemäss Patentanspruch 4 dient im wesentlichen zur Verkürzung der Wärmebehandlungsstrecke. For switch parts with common dimensions, the configuration according to claim 7 is particularly advantageous. The number of slot nozzles, the height above the switch parts and the distance of the slot nozzles from each other are to be dimensioned in such a way that the desired, graduated deterrence is observed. Depending on the throughput speed and the hardening depth, several nozzles can be combined to one cooling stage. Good results are achieved if the strong inflation in the first stage is carried out under a pressure of 1.2 to 2.0, preferably 1.5 to 1.7 bar, and the subsequent throttled inflation in two to four further stages under one Pressure from 0.8 to 0.4 bar with falling tendency in the individual stages. The final quenching essentially serves to shorten the heat treatment distance.

Für den eingangs genannten Stahl A hat es sich als zweckmässig erwiesen, in der ersten Stufe durch starkes Aufblasen von Pressluft auf einen Temperaturbereich von 600 bis 550°C abzuschrecken. Jedenfalls ist der gewählte Temperaturbereich dann in der zweiten Stufe einzuhalten, d. h. dass sich die Temperatur an der Oberfläche im zweiten Verfahrensabschnitt (Schritt b2) praktisch nicht ändern soll. Erst nach Abschluss der Perlitumwandlung wird die Lauffläche auf tiefere Temperaturen abgekühlt. For the steel A mentioned at the outset, it has proven to be expedient in the first stage to be quenched to a temperature range of 600 to 550 ° C. by strong inflation of compressed air. In any case, the selected temperature range must then be observed in the second stage, i.e. H. that the temperature at the surface should practically not change in the second process section (step b2). The tread is only cooled to lower temperatures after the pearlite conversion has been completed.

Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen schematisch: Preferred embodiments of the subject matter of the invention are described in more detail below with reference to the drawings, which show schematically:

Fig. 1 und 2 eine Vorrichtung in Draufsicht bzw. in Seitenansicht; 1 and 2 a device in plan view and in side view;

Fig. 3 in grösserem Masstabe einen Ausschnitt aus Fig. 2; 3 shows a section of FIG. 2 on a larger scale;

Fig. 4 drei wärmebehandelte Weichenteile im Querschnitt; 4 shows three heat-treated switch parts in cross section;

Fig. 5 den Festigkeitsverlauf an einer wärmebehandelten Herzstückspitze; und 5 shows the course of strength on a heat-treated frog tip; and

Fig. 6 die Kerbschlagarbeit von Proben aus dem Schienenkopf einer Herzstückspitze nach dem Stand der Technik (Kreise) und nach der erfindungsgemässen Wärmebehandlung (Dreiecke). 6 shows the notched bar impact work of samples from the rail head of a frog tip according to the prior art (circles) and after the heat treatment according to the invention (triangles).

Die Vorrichtung der Fig. 1 und 2 weist eine Aufheizeinrichtung 1, zur abgestuften Abschreckung ausgebildete Schlitzdüsen 3 und eine abschliessende Wasserbrause 5 auf. Die zum Aufblasen von Druckluft vorgesehenen Schlitzdüsen 3 weisen einzeln einstellbare Regelventile 4 auf und haben gemäss Fig. 3 eine Bauweise, die einen breiten Druckluftstrahl bewirkt. Zu diesem Zweck hat jede Schlitzdüse 3 eine Austrittsöffnung von 200x1 mm. Fig. 1 zeigt, dass die Öffnungsbreite von 200 mm der maximalen Breite der zu behandelnden Köpfe entspricht, denn an der Schweisstelle 2a zu den Flügelschienen 2b nehmen die auseinandergehenden Köpfe der Herzstückspitze eine Breite von 200 mm ein. Wie die Aufsicht auf eine einzelne Schlitzdüse 3 in Fig. 3 zeigt, öffnet sich diese flache Schlitzdüse im Anschluss an die Zuleitung 3a unter einem Winkel von 90°, um dann auf die Öffnungsbreite von 200 mm überzugehen. Die in Fig. 3 gezeigte Seitenansicht der Schlitzdüse 3 lässt erkennen, dass die Schlitzdüse 3 etwa in einem Winkel von 5 bis 20° in der Vorschubrichtung des zu behandelnden Werkstückes von der Vertikalen abgewinkelt ist. Fig. 2 zeigt, dass die Schlitzdüsen von links nach rechts mit zunehmender Abwinkelung in Richtung des Vorschubs angeordnet sind. The device of FIGS. 1 and 2 has a heating device 1, slot nozzles 3 designed for graded quenching and a final water shower 5. The slot nozzles 3 provided for inflating compressed air have individually adjustable control valves 4 and, according to FIG. 3, have a construction which causes a wide compressed air jet. For this purpose, each slot nozzle 3 has an outlet opening of 200x1 mm. Fig. 1 shows that the opening width of 200 mm corresponds to the maximum width of the heads to be treated, because at the welding point 2a to the wing rails 2b, the diverging heads of the frog tip take a width of 200 mm. As the top view of a single slot nozzle 3 in FIG. 3 shows, this flat slot nozzle opens at an angle of 90 ° following the feed line 3a and then changes to the opening width of 200 mm. The side view of the slot nozzle 3 shown in FIG. 3 shows that the slot nozzle 3 is angled from the vertical at an angle of 5 to 20 ° in the feed direction of the workpiece to be treated. FIG. 2 shows that the slot nozzles are arranged from left to right with increasing angulation in the direction of the feed.

Ausgangspunkt der Wärmebehandlung des Weichenteils 2 war ein Schienenstahl mit einem Gehalt von 0,78% Kohlenstoff, 0,24% Silizium und 1% Mangan. Das Weichenteil 2 wurde mittels Brenner oder Induktor bis zu 30 mm tief auf Austenitisierungstemperatur (über Ac3) erhitzt und anschliessend in einem Abstand von etwa 150 mm hinter der Aufheiz-einrichtung 1 mittels der ersten Schlitzdüse 3 bei schroffer Abkühlung von ca. 950°C auf eine Temperatur von 550 bis 600°C an der Oberfläche abgeschreckt. Hierdurch war eine Abschreckung bis vor den Bereich der schnellen Perlitumwandlung gegeben. Für die nachfolgende, gedrosselte Abschreckung waren drei weitere Schlitzdüsen 3 vorgesehen, von denen die erste etwa in einem Abstand von 200 bis 250 mm hinter dem Induktor angeordnet war. Die beiden letzten Schlitzdüsen 3 folgten in einem deutlichen Abstand. Die erste Schlitzdüse für die schroffe Abkühlung befand sich in einem Abstand von 15 bis 25 mm oberhalb des Weichenteils 2, während die weiteren Schlitzdüsen für die gedrosselte Abkühlung einen Abstand von 20 bis 40 mm vom Weichenteil 2 aufwiesen. Durch diese Abstufung in den Abständen ist bereits eine gedrosselte Abkühlung gegeben. Gleichzeitig wurde über das Regelventil 4 unter Berücksichtigung einer Temperaturmessung an der Oberfläche die Luftzufuhr gesteuert. The starting point for the heat treatment of the switch part 2 was a rail steel with a content of 0.78% carbon, 0.24% silicon and 1% manganese. The switch part 2 was heated up to 30 mm deep to austenitizing temperature (via Ac3) by means of a burner or inductor and then at a distance of approx. 150 mm behind the heating device 1 by means of the first slot nozzle 3 with abrupt cooling of approx. 950 ° C. a temperature of 550 to 600 ° C on the surface is quenched. This was a deterrent to the area of rapid pearlite transformation. For the subsequent, throttled quenching, three further slot nozzles 3 were provided, the first of which was arranged approximately at a distance of 200 to 250 mm behind the inductor. The last two slot nozzles 3 followed at a clear distance. The first slot nozzle for the rugged cooling was at a distance of 15 to 25 mm above the switch part 2, while the other slot nozzles for the throttled cooling were at a distance of 20 to 40 mm from the switch part 2. This gradation in the intervals already results in a throttled cooling. At the same time, the air supply was controlled via the control valve 4 taking into account a temperature measurement on the surface.

Den hier erzielten Fortschritt verdeutlichen die Fig. 4 bis 6. Die Vorrichtung erlaubt eine gleichmässige Abkühlung der unterschiedlichen Querschnittsformen des durchlaufenden Weichenteils 2. In Fig. 4 sind diejenigen Teile der Herzstückspitze dunkel dargestellt, die nach der Wärmebehandlung eine Festigkeit von über 1000 N/mm2 aufwiesen. Fig. 4 zeigt, dass die hochbeanspruchten, obenliegenden Teile der Herstückspitze diese Mindestfestigkeit aufweisen. Den unterschiedlichen Querschnittsformen wird voll Rechnung getragen. The progress achieved here is illustrated in FIGS. 4 to 6. The device permits uniform cooling of the different cross-sectional shapes of the continuous part 2 of the switch. In FIG. 4, those parts of the frog tip are shown in dark that have a strength of over 1000 N / mm 2 after the heat treatment exhibited. Fig. 4 shows that the highly stressed, overhead parts of the tip have this minimum strength. The different cross-sectional shapes are fully taken into account.

Die vorteilhaften Ergebnisse gehen insbesondere aus den Fig. 5 und 6 hervor. In Fig. 5 ist auf der Ordinate die aus der Härte errechnete Festigkeit (N/mm2) und auf der Abszisse der Abstand (mm) von der Fahrfläche aufgetragen. Die ausgezogene Linie zeigt den tatsächlichen Festigkeitswert, während der schraffierte Bereich den angestrebten Festigkeitsbereich kennzeichnet. Angestrebt wird vorzugsweise bis zu einer Tiefe von 15 mm eine Festigkeit von mindestens 1000 N/mm2. Tatsächlich wurden im vorliegenden Beispiel bei der Tiefe von 15 mm Festigkeitswerte von über 1200 N/mm2 erreicht, wobei sich bei noch grösserer Tiefe nur ein allmählicher Übergang zu niedrigeren Härten zeigt. Der rechts in Fig. 5 gezeigte Querschnitt zeigt ausserdem, aus welchem Teil der Herzstückspitze der Festigkeitsverlauf ermittelt wurde. Es zeigte sich, dass das Verfahren und die Vorrichtung für Weichenteile mit unterschiedlichsten Querschnittsformen geeignet sind. The advantageous results are shown in particular in FIGS. 5 and 6. In FIG. 5, the strength (N / mm2) calculated from the hardness is plotted on the ordinate and the distance (mm) from the driving surface is plotted on the abscissa. The solid line shows the actual strength value, while the hatched area indicates the desired strength range. A strength of at least 1000 N / mm 2 is preferably sought to a depth of 15 mm. In fact, in the present example, strength values of over 1200 N / mm2 were achieved at a depth of 15 mm, whereby with an even greater depth there is only a gradual transition to lower hardnesses. The cross section shown on the right in FIG. 5 also shows from which part of the frog tip the strength curve was determined. It was shown that the method and the device are suitable for switch parts with different cross-sectional shapes.

Fig. 6 zeigt auf der Ordinate die Kerbschlagarbeit (J) und auf der Abszisse die Prüftemperatur (°C). RT = Raumtemperatur. Die unterbrochene Linie zeigt die Kerbschlagarbeit im naturharten Walzzustand (nicht erfindungsgemäss); die ausgezogene Linie die Kerbschlagarbeit im erfindungsgemäss wärmebehandelten Zustand. Bei den Proben handelt es sich um DVMF-Proben aus dem Kopf der Herzstückspitze. Fig. 6 zeigt, dass im Temperaturbereich von -70 bis +20UC die Kerbschlagzähigkeit erheblich verbessert ist. Die erfindungsgemäss behandelten Proben weisen allesamt eine Kerbschlagarbeit von mehr als 30 J auf. Die Festigkeits- und Dehnungseigenschaften können der Tabelle 1 entnommen werden. (Die Fig. 6 shows the impact energy (J) on the ordinate and the test temperature (° C) on the abscissa. RT = room temperature. The broken line shows the impact energy in the naturally hard rolling state (not according to the invention); the solid line the impact energy in the heat-treated state according to the invention. The samples are DVMF samples from the head of the frog tip. Fig. 6 shows that the notched impact strength is considerably improved in the temperature range from -70 to + 20UC. The samples treated according to the invention all have an impact energy of more than 30 J. The strength and elongation properties can be found in Table 1. (The

5 5

10 10th

IS IS

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

621364 621364

4 4th

Zugproben mit 10 mm0 lagen an den Fahrkanten. Die Längsachse der Proben hatte einen Abstand von je 10 mm zur Kopfseite und zur Fahrfläche). Tensile tests with 10 mm0 lay on the driving edges. The longitudinal axis of the samples was at a distance of 10 mm from the head side and the driving surface).

Tabelle 1 Table 1

O0,2 OB 05 O0.2 OB 05

(N/mm2) (%) (N / mm2) (%)

Wärmebehandelt 730 1190 Heat treated 730 1190

Walzzustand Rolling condition

(nicht erfindungsgemäss) 540 960 (not according to the invention) 540 960

0,78% C, 0,24% Si und 1 % Mn (Analyse) 0.78% C, 0.24% Si and 1% Mn (analysis)

Gegenüber den vorbekannten naturharten Stählen im Walzzustand steigt bei gleicher Bruchdehnung die Streckgrenze um 35 % und die Zugfestigkeit um 24% an. Compared to the previously known naturally hard steels in the rolled state, the yield strength increases by 35% and the tensile strength by 24% with the same elongation at break.

In dem dargestellten Beispiel wurde nach der schroffen Kühlung durch die erste Schlitzdüse auf Oberflächentemperaturen von 600 bis 550°C mit den weiteren Düsen so gekühlt, dass nur noch die aus dem Inneren nachfliessende Wärmemenge abgeführt wurde. Nach vollzogener Umwandlung ist eine Ausgleichszeit von 30 bis 120 Sekunden vorgesehen, bevor die Weichenteüe mit der Wasserbrause 5 auf unter 100°C abgekühlt werden. In the example shown, after the abrupt cooling through the first slot nozzle, the further nozzles were used to cool to surface temperatures of 600 to 550 ° C. in such a way that only the amount of heat flowing in from the interior was removed. After the conversion has been completed, a compensation time of 30 to 120 seconds is provided before the switch tea is cooled to below 100 ° C. with the water shower 5.

Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemässe Verfahren s trotz der unterschiedlichen Querschnittsformen der Weichenteile zu einem Produkt führt, das ein gleichmässiges Werkstoff-verhalten zeigt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die im wesentlichen auf die Lauffläche beschränkte Wärmebehandlung bis zu einer hohen Eindringtiefe hochwertige Werkstoffeigenschaften mit sich bringt und kein schroffer Ubergang auftritt. So werden vorzugsweise bis zu einer Tiefe von 15 mm Zugfestigkeiten von mindestens 1000, insbesondere aber über 1100 N/mm2 beobachtet. Das Gefüge ist bis zu dieser Tiefe feinstperlitisch und geht dann zum Innern hin allmählich in das ls Gefüge über, das von den naturhaften Stählen bekannt ist. Damit sind die erfindungsgemäss behandelten Weichenteile den vorbekannten naturharten Weichenteilen eindeutig überlegen, da auch bei längerem Einsatz keine Schäden, wie Abplatzungen oder Verquetschungen, beobachtet werden. 20 Besonders vorteilhaft ist, dass gleichzeitig die oberen 15 mm des Kopfes einen hohen Verschleisswiderstand aufweisen, wobei direkt an der Oberfläche Festigkeitswerte von 1200 N/ mm2 und höher festzustellen sind. It has been shown that, despite the different cross-sectional shapes of the switch parts, the method according to the invention leads to a product which exhibits a uniform material behavior. This is due to the fact that the heat treatment, which is essentially limited to the tread, results in high-quality material properties up to a high depth of penetration, and that there is no abrupt transition. Thus tensile strengths of at least 1000, but in particular above 1100 N / mm 2 are preferably observed down to a depth of 15 mm. The structure is fine pearlitic up to this depth and then gradually changes towards the inside into the structure known from the natural steels. The switch parts treated according to the invention are thus clearly superior to the previously known naturally hard switch parts, since no damage, such as spalling or squeezing, is observed even with prolonged use. It is particularly advantageous that at the same time the upper 15 mm of the head have a high wear resistance, whereby strength values of 1200 N / mm2 and higher can be determined directly on the surface.

11,8 11.8

10 10th

11,8 11.8

B B

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

621364

1. A method for the heat treatment of switch parts made of steel with an analysis which corresponds to the naturally hard rail steels, characterized in that the switch parts are continuously heat-treated in a continuous process by a) heating the running surface of the switch parts to a depth of up to 30 mm to the austenitizing temperature becomes,

b) then the austenitized tread is quenched by inflating compressed air, bl) in a first stage being quenched by vigorous inflation from the austenitizing temperature to the range of pearlite conversion to 650 to 450 ° C, and b.2) subsequently in at least in a second stage with inflation which is throttled in comparison with the first stage in such a way that the temperature range set on the tread before the pearlite transformation is not exceeded and this cooling intensity is maintained in the region of the fastest pearlite transformation until the completion of the pearlite transformation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the compressed air is blown only from above onto the standing and continuously advanced switch parts and that the width of each compressed air jet corresponds at least to the greatest width of the switch part

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the compressed air is mixed with liquid media, such as water, or water vapor.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the turnout parts are quenched to below 100 ° C by means of water after completion of the conversion.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that switch parts made of steel with 0.60 to 0.80% C; 0.05 to 0.50% Si; 0.8 to 1.30% Mn are heat-treated and preferably quenched to a temperature range of 600 to 550 ° C in the first stage.

6. Device for carrying out the method according to claim 1 in the embodiment according to claim 4, characterized in that along a switch part track in the specified sequence a) a heating device (1),

b) a compressed air quenching device with slot nozzles (3) extending at least approximately transversely to the switch part raceway and above the latter, and c) a water quenching device (5) are arranged.

7. The device according to claim 6, characterized in that each slot nozzle (3) has an outlet opening of 200x1 mm.