Claims (7)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Verfahren zur abschnittsweisen Wärmebehandlung von Bauteilen aus Eisenwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet,1. Process for the sectional heat treatment of components made of ferrous materials, characterized in that
dass die zu wärmebehandelnden Abschnitte austenitisiert werden und anschliessend in einem Abschreckmedium bis zur gewünschten Umwandlung belassen werden, so dass partiell Zwischenstufengefüge eingestellt wird.that the sections to be heat-treated are austenitized and then left in a quenching medium until the desired transformation is achieved, so that a partial intermediate structure is set.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu behandelnden Abschnitte auf eine Temperatur von 850-1000 °C erwärmt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the sections to be treated are heated to a temperature of 850-1000 °C.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschreckbad ein Warmbad ist, das in einem Temperaturbereich von 180-450 °C gehalten wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the quenching bath is a warm bath which is kept in a temperature range of 180-450 °C.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Abschreckmedium ein Salzbad verwendet wird.4. The method according to claim 3, characterized in that a salt bath is used as the quenching medium.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Abschreckmedium Öl verwendet wird.5. The method according to claim 3, characterized in that oil is used as the quenching medium.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Abschreckmedium ein Metallbad verwendet wird.6. The method according to claim 3, characterized in that a metal bath is used as the quenching medium.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Aufheizstelle ein Abschreckbad angeordnet ist, in welches das Bauteil unmittelbar nach beendeter Erhitzung hineinfällt.7. Device for carrying out the method according to claim 1 to 6, characterized in that a quenching bath is arranged below the heating point, into which the component falls immediately after the end of the heating process.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur abschnittsweisen Wärmebehandlung von Bauteilen aus Eisenwerkstoffen.The present invention relates to a method and a device for heat treatment in sections of components made of ferrous materials.
Zur Erzielung hochfester Eigenschaften ist es bekannt Bauteile, wie z.B. Wellen, Zahnringe, Stirnräder, Schaltgabeln u.a. einer Wärmebehandlung durch Oberflächenhärtung zu unterziehen. Dabei entsteht vielfach ein grosser Verzug an den Bauteilen, der durch Richten wegen der eingetretenen Sprödigkeit der gehärteten Stelle nicht mehr korrigiert werden kann. Zudem ist bei Teilen geringer Wandstärke ein Durchhärten oft nicht zu vermeiden.In order to achieve high-strength properties, it is known to subject components such as shafts, toothed rings, spur gears, shift forks, etc. to heat treatment by surface hardening. This often results in major distortion of the components, which can no longer be corrected by straightening due to the brittleness of the hardened area. In addition, hardening through is often unavoidable for parts with thin walls.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine wirtschaftliche Methode und Vorrichtung vorzuschlagen, durch die eine partielle Ausbildung von Zwischenstufengefügen am Bauteil möglich wird.It is the object of the present invention to propose an economical method and device which makes it possible to partially form intermediate structures on the component.
Es sollen Probleme des Verzugs weitgehend eliminiert werden, Folgebearbeitungsoperationen an nicht gehärteten Stellen möglich sein und erweiterte Eigenschaftskombinationen erzielt werden.Distortion problems should be largely eliminated, subsequent processing operations should be possible on non-hardened areas and extended combinations of properties should be achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Lehre der Ansprüche 1 und 7 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the teaching of claims 1 and 7 .
Weitere vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further advantageous embodiments result from the dependent claims.
5 Anhand der Figuren soll im folgenden ein Beispiel näher erläutert werden. Es zeigen:An example will be explained in more detail below with reference to the figures. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der vorgeschlagenen Zwischenstufen-Vergütungsanlage, und1 is a schematic representation of the proposed interstage annealing facility, and
Fig. 2 zu erwartende Temperaturkurven eines beliebigen io Bauteils sowie die zu erwartende Gefügeausbildung.Fig. 2 temperature curves to be expected of any desired component and the structure to be expected.
Auf Probekörpern mit einer Dimensionierung von 16 x 60 mm und Zahnrädern mit weitgehend perlitischem Grundge-füge wurden bainitische Randschichten erzeugt.Bainitic surface layers were produced on test specimens with dimensions of 16 x 60 mm and gears with a largely pearlitic matrix.
Probekörper mit einem Ausgangsmaterial der Zusammen-15 setzung: 3,65 Gew.-% C; 2,38 Gew.-% Si; 0,46 Gew.-% Mn, Rest Fe und einem Grundgefüge von 75% Perlit und 25% Ferrit wurden partiell wärmebehandelt. Zunächst wurden die zu behandelnden Abschnitte induktiv auf eine Temperatur zwischen 850 und 1000 °C erwärmt.Test specimens with a starting material of the composition: 3.65% by weight C; 2.38 wt% Si; 0.46% by weight Mn, balance Fe and a matrix of 75% pearlite and 25% ferrite were partially heat treated. First, the sections to be treated were inductively heated to a temperature between 850 and 1000 °C.
20 Die Fallhöhe zwischen Heizspule und Vergütungsbad war auf etwa 90 mm festgesetzt. Anschliessend wurden die Probekörper im Salzbad bei 275 °C während 120 Minuten gehalten.20 The height of fall between the heating coil and the annealing bath was set at about 90 mm. The specimens were then kept in a salt bath at 275°C for 120 minutes.
Die Erprobung des Verfahrens erfolgte auch an einem Zahnrad Modul 3. Ausgangsmaterial war GGG mit perliti-25 schem Grundgefüge.The process was also tested on a module 3 gearwheel. The starting material was GGG with a pearlitic matrix.
Die Erwärmung erfolgte, wie bei den Probekörpern, auf eine Temperatur von 900 °C. Die Aufheizzeit betrug 32 Sekunden. Anschliessend wurde das Prüfrad im Salzbad bei 280 °C während 120 Minuten gehalten.As with the test specimens, the heating was carried out to a temperature of 900 °C. The heating time was 32 seconds. The test wheel was then kept in a salt bath at 280°C for 120 minutes.
30 Die Fig. 1 zeigt eine modifizierte Induktionshärteanlage, wobei das Abschreckbad 1 unmittelbar unter der Induktionsspule 2 angeordnet ist, so dass das Bauteil 3 direkt, ohne die übliche Besprühung mittels einer zwischen Induktionsspule und Bad 1 angeordneten Brause, ins Bad fällt. Das 35 Abschreckmedium kann ein Salzbad oder Öl sein. Es kann aber auch ein Metallbad verwendet werden.30 FIG. 1 shows a modified induction hardening system, the quenching bath 1 being arranged directly below the induction coil 2 so that the component 3 falls directly into the bath without the usual spraying by means of a shower arranged between the induction coil and bath 1. The quenching medium can be a salt bath or oil. However, a metal bath can also be used.
In der Fig. 2 ist ein Bauteil A dargestellt, wobei die zu erwartende Gefügeausbildung zusammen mit den zu erwartenden Temperaturkurven im entsprechenden ZTU-Dia-40 gramm angegeben sind.A component A is shown in FIG. 2, with the structure formation to be expected being specified together with the temperature curves to be expected in the corresponding ZTU diagram.
Es hat sich gezeigt, dass Zwischenstufengefüge sich durch hervorragendes Verschleissverhalten bei hohen Festigkeiten auszeichnen.It has been shown that intermediate structures are characterized by excellent wear behavior at high strengths.
Durch die Verwendung des Verfahrens wurden ausge-45 zeichnete Resultate erzielt. Bei einem Bainitgehalt von etwa 90% wurden bei den Probekörpern Härtewerte im Bereich von 46-48 HRC gemessen. Bei den Prüfrädern lagen die Härtewerte in den Zahnpartien bei 39-41 HRC.Excellent results have been obtained using the method. With a bainite content of around 90%, hardness values in the range of 46-48 HRC were measured on the specimens. The hardness values in the tooth areas of the test wheels were 39-41 HRC.
GG
1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings