DD154614A1

DD154614A1 - Verfahren zur herstellung von federdraht

Info

Publication number: DD154614A1
Application number: DD22540180A
Authority: DD
Inventors: Hans-Hermann Roennecke; Heinz Klaas; Hans Steininger; Galina Schulz
Original assignee: Roennecke Hans Hermann; Heinz Klaas; Hans Steininger; Galina Schulz
Priority date: 1980-11-24
Filing date: 1980-11-24
Publication date: 1982-04-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Federdraht, wobei der Walzdraht durch gezielte Abkuehlung aus der Walzhitze solche Festigkeits- und Plastizitaetsrelationen erhaelt, dass er ohne nachfolgende Patentierung nur durch ein bis drei Kaltzuege die geforderten Gebrauchswerteigenschaften erhaelt. Oekonomisches Ziel der Erfindung ist die Einsparung von Arbeitsstufen des Patentierens und des Kaltziehens bei gleichbleibenden Gebrauchswerteigenschaften. Die technische Aufgabe der Erfindung sieht hierzu vor, un- oder niedriglegierten Walzdraht mit mehr als 0,40%C ein-oder mehrstufig aus der Walzhitze oder nach gesonderter Erwaermung und nachfolgendem Haspeln zu Coils so abzuschrecken, dass in Folge eines gezielten heterogenen Gefuegeaufbaues ueber den Querschnitt des Drahtes die Festigkeits- und Plastizitaetsrelationen soweit verbessert werden, dass ohne Patentieren mit nur ein bis drei Zuegen gebrauchsfertiger Federdraht bis zu 16 mm Durchmesser gefertigt werden kann.

Description

2 2 5401 -4-

Erfinder: PA 130

Pr.-Ing. Hans-Hermann Rönnecke Dr.-Ing. Heinz Klaas Dipl.-Ing. Hans Steininger .Dipl.-Ing. Galina Schulz

Vertreter: IPC: C 21 D 9/52

Ernst-Karl Tollbrecht

YEB Stahl- und Walzwerk

"Wilhelm Florin" .

VEB Qualitäts- und Edelstahl-Kombinat .

- Büro für Schutzrechte -

1422 Hennigsdorf

Veltener Straße

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von Federdraht

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Federdraht, wobei ein Walzdraht aus un- oder niedriglegiertem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,40 % aus der Hitze in einer oder mehreren Kühlstufen an seiner Oberfläche auf eine unter M liegende Temperatur abgekühlt wird. Der auf diese Weise behandelte Walzdraht soll ohne- weitere Wärmebehandlung als Vormaterial für Federdraht in vielfältiger Form im Maschinenbau·einsetzbar sein.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die konventionellen Verfahren zur Herstellung von Federdraht gehen von einem v/armgewalzten Draht mit mehr als 0,4 % C aus, der je nach angestrebter Festigkeitsklasse in mehreren Ziehstufen eine Kaltverformung bis zu 60 % erfährt. Da diese, aus Festigkeitsgründen notwendige hohe Kaltverformung ein feinstreifiges Perlitgefüge erfordert,-wird üblicherweise dem

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Ziehprozeß eine gesonderte Wärmebehandlung -das Patentierenvorgeschaltet.

Zur Rationalisierung dieses dreistufigen Prozesses-Warmwalzen-Patentieren-mehrstufiges Kaltziehen-sind eine Reihe von Verfahren bekannt geworden. Entweder wird der -Arbeitsschritt des Patentierens in den Walzprozeaß vorverlegt -d. h. Patentieren aus der Wälzhitze- oder es werden nach dem Walzprozeß· durch eine homogene martensitische Vergütung aus der Walzhitze solche Struktur- und Festigkeitsrelationen hergestellt, daß sowohl die Patentierung als auch die Verfestigungsstufen, d. tu das Ziehen, eingespart werden. Im letzten Fall dient ein geringes Kaltziehen oder Kaltschleifen nur noch der Verbesserung der Oberflächeneigenschaften und der Abmessungstoleranzen (DDR-Patent 13 723, 142 455 und 143 630). Dieses Verfahren der martensitischen Vergütung aus der Walzhitze über den gesamten Querschnitt ist jedoch aus Gründen der begrenzten Durchhärtbarkeit auf Drahtdurchmesser bis maximal 10 mm 0 beschränkt.

Die Vergütungsverfahren aus der Walzhitze, die zur Vorverlagerung des Patentierens perlitische Strukturen anstreben, lassen sich grob in zwei Gruppen einteilen. In die erste dieser Gruppen fallen die Verfahren, bei denen der Walzdraht mehrstufig in einer Wasserkühlstrecke vorgekühlt wird, wobei der Martensitpunkt an keiner Stelle dieses Drahtes unterschritten wird. Danach werden .die einzelnen Drahtwindungen vor der Bundbildung nichtkonzentrisch ausgefächert und so an..Luft weiter gekühlt (USA-Patent 2 926 628 und belg. Patent 2 815 090). Die Anwendung dieser Verfahren ist ebenfalls auf Walzdrahtdurchmesser bis etwa 10 mm 0.beschränkt.

Mit dem Ziel der Ausweitung des Anwendungsbereiches der Patentierung aus der Walzhitze bis auf etwa 20 mm 0 wurde eine zweite Gruppe von Verfahren entwickelt, wobei eine mehrstufige Abkühlung des Walzdrahtes derart vorgenommen wird,

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daß er in den Bereich der maximalen Perlitumwandlungsgeschwindigkeit vor dem Haspelvorgang in mehreren Stufen abgeschreckt wird. In der ersten Stufe entsteht durch intensive Abschrekkung bis kurz oberhalb des Ac^-Punktes in der Randschicht Martensit, der sich vor der Fortsetzung der weiteren Abkühlung erneut vollständig in Austenit umwandelt. In der zweiten Abkühlstufe wird die Kühlintensität entweder so gestaffelt, daß über den Querschnitt ein homogenes feinstreifiges Perlitgefüge durch Nichtunterschreiten des Ac .,-Punktes erreicht wird oder durch nochmaliges Unterschreiten des Acv-Punktes im Querschnitt eine inhomogene Struktur aus selbstangelassenem Martensit in der Randzone und dichtstreifigem Perlit in der Kernzone erreicht wird (DDR-Patent 137 729, belg. Patent 2 804 306, BKD-OS 26 20 449). Gegebenenfalls wird bei diesen Verfahren nachfolgend noch einmal gesondert angelassen.

Alle diese Verfahren der Patentierung aus der Walzhitze haben zum Ziel, das Patentieren durch Einbeziehung in den Walzprozeß als gesonderten Arbeitsgang einzusparen. Sie streben daher nur eine Ausgangsfestigkeit des konventionell patentierten Drahtes an und erfordern somit die gleichen Kaltverformungen wie sie nach dem konventionellen Patentierverfahren erforderlich sind,

Einsparungen von Ziehstufen werden entsprechend dem dargelegten Stand der Technik nur bei vollmartensitischer Vergütung aus der Walzhitze erreicht. Jedoch sind diese Verfahren auf Durchmesser bis etwa 10 mm beschränkt.

Ziel der Erfindung ,

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Federdraht bis 16 mm 0 zu entwickeln, welches es gestattet, den Verfahrensschritt -Patentieren- einzusparen»· und die Anzahl der Kaltzüge wesentlich zu vermindern.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ein- oder mehrstufiges Abschrecken vorzugsweise aus der Walzhitze und der Ausnutzung der Anlaß.wirkung der Kernwärme im Coil solche gezielten Verbesserungen der Festigkeits- und Plastizitätsrelationen des Walzdrahtes zu erweichen, daß nachfolgend ohne Patentierung in ein bis drei Zügen die Festigkeitsstufen patentiert kaltgezogener Federdrähte erreicht werden. ' ... . . .... . Erfindunglgemäß wird-diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Walzdraht anschließend zu Coils gehaspelt und weiter an Luft auf Raumtemperatur abgekühlt wird, derart, daß eine angelassene martensitische Randschicht und im Kern ein Umwandlungsgefüge gebildet wird und daß der Walzdraht in 1 - 3 Stufen mit einem TJmformgrad von je 10 - 20 % kaltgezogen wird. Nach diesem Verfahren kann der Walzdraht sowohl aus der Walzhitze als auch nach einer gesonderten Erv/ärmung abgekühlt und kaltverformt v/erden.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Behandlung erfolgte am Walzdraht 12 mm 0 der Stahlmarke 55 SiIvIn 7, wobei der Draht nach dem Walzen aus der Walzhitze in mehreren Stufen bis auf eine Ausgleichstemperatur vor der Haspel von 600 bis 700 C abgeschreckt wurde. Nach dem Selbstanlassen im Coil stellen sich dabei folgende Festigkeits- und Plastizitätswerte im Vergleich zu konventionell gewalztem Draht gleicher Qualität ein:

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Behandlung

Thermisch verfestigter Walzdraht

Zugfestigkeit Einschnürung MPa %

gekühlt auf 690 ⁰C Ausgleichs- 970

temperatur

gekühlt auf 625 C Ausgleichs- 975

temperatur

48

konventionelle Abkühlung

860

Nach dem Ziehen werden folgende Kennwerte erreicht:

Zahl d. Ausgleichs- Draht- Zug- Einzüge temperatur Durchmesser festigkeit schnürung

1	690	⁰C	11	mm	1210	IiPa	44	,2 %
2	690	⁰C	10	mm	1240	MPa	41	,4 %
3	625	⁰C	9	mm	1400	MPa	44	,5 %

Für. Federdrähte dieser Festigkeiten gibt es ein weites Anwendungsgebiet im Fahrzeug- und Maschinenbau.

Claims

-e- 2254 0 1 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Herstellung von Federdraht, wobei ein Walzdraht aus un- oder niedriglegiertem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,40 % aus der Hitze in einer oder mehreren Kühlstufen an seiner Oberfläche auf eine unter M_ liegende Temperatur abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzdraht anschließend zu Coils gehaspelt und weiter an Luft auf Kaumtemperatur abge- - kühlt wird, derart, daß eine angelassene martensitische Randschicht und im Kern ein Umwandlungsgefüge gebildet wird und daß der Walzdraht in 1 - 3 Stufen mit einem Umformgrad von je 10 - 20 % kaltgezogen wird·

2« Verfahren nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzdraht aus der Walzhitze abgekühlt und kalt verformt wird.

3. Verfahren nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzdraht nach einer gesonderten Erhitzung abgekühlt und kalt verformt wird.