DD243509A1

DD243509A1 - Einrichtung zum oberflaechenschutz bei oertlich begrenzter thermo-chemischer oberflaechenbehandlung

Info

Publication number: DD243509A1
Application number: DD28444385A
Authority: DD
Inventors: Klaus Rabending; Werner Schroeter; Eva-Kristine Fehr
Original assignee: Karl Marx Stadt Tech Hochschul
Priority date: 1985-12-17
Filing date: 1985-12-17
Publication date: 1987-03-04

Abstract

Die Erfindung beinhaltet eine Einrichtung zum Oberflaechenschutz bei oertlich begrenzter thermochemischer Oberflaechenbehandlung von Werkzeugen oder Bauteilen aus Eisenwerkstoffen oder NE-Metallen, anwendbar in der metallverarbeitenden Industrie, insbesondere im Maschinenbau. Der Dichtungseffekt ist temperaturprogressiv und entsteht durch Verwendung von Werkstoffen mit unterschiedlichen Waermeausdehnungskoeffizienten fuer Dichtung und Spanneinrichtung. Eine vollstaendige Bedeckung der zu schuetzenden Oberflaechenschichten mit Schutzschichten waehrend der Behandlung und deren Beseitigung nach der Behandlung ist nicht noetig. Bei der erfindungsgemaessen Loesung werden die nicht zu behandelnden Oberflaechenzonen mittels metallischer Dichtungen gegen das Eindiffundieren reagierender Gase geschuetzt.

Description

Drahtringe aus Rein-ΑΙ verwendet. Nach Festspannen mit definiertem Drehmoment wird die Vorrichtung in einen Nitrierofen eingelegt. Nach Beendigung der Behandlung (Temperatur 840 K, Haltedauer 4h, Abkühlung an Luft) ist im ungeschützten Bereich eine entsprechende Schicht ausgebildet (Härtesteigerung von HV 0,3 900 auf HV 0,3 1300).Dagegen hat im erfindungsgemäß geschützten Bereich keine nennenswerte Stoffänderung stattgefunden (Härtesteigerung = 0).

Claims

Erfindungsanspruch:

Einrichtung zum Oberflächenschutz bei örtlich begrenzter thermo-chemischer Oberflächenbehandlung, dadurch gekennzeichnet dadurch, daß mindestens ein Werkzeug oder Bauteil (1) in eine Spanneinrichtung, bestehend aus Spannscheiben (2) und Spannbolzen (3) aus einem Werkstoff mit kleinem Wärmeausdehnungskoeffizient so eingespannt sind, daß mittels plastisch-elastischer Dichtungen (4) zwischen Werkzeug bzw. Bauteil (1) und den Spannscheiben (2) bzw. zwischen den Werkzeugen oder Bauteilen (1) aus einem metallischen Werkstoff mit großem Wärmeausdehnungskoeffizient Hohlräume mit Luftatmosphäre entstehen, die von den zu schützenden Oberflächenzonen begrenzt sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Oberflächenschutz bei örtlich begrenzter thermo-chemischen Oberflächenbehandlung (Nitrierung, Aufkohlen u. a.) von Werkzeugen und Bauteilen aus Eisenwerkstoffen sowie NE-Metallen in der metallverarbeitenden Industrie, insbesondere dem Maschinenbau.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Verfahren bekannt, Oberflächenzonen von Werkstücken während der thermo-chemischen Behandlung gegen das Eindiffundierunen von Elementen zu schützen. Zu diesem Zweck werden die betreffenden Oberflächenzonen vor dem Einsatzhärten galvanisch mit einem Metallüberzug, vorzugsweise Kupfer oder Zinn, versehen. Dies erfordert wiederum ein Abdecken der zu behandelnden Oberflächenzonen mit einem Schutzlack, der vor der Behandlung wieder restlos zu entfernen ist. Andere Möglichkeiten des Schutzes vor dem Eindiffundieren von Elementen bestehen in dem Auftragen von pastösen oder flüssigen Massen aus mineralischen Bestandteilen oder Stoffgemischen, die bei der Behandlungstemperatur glasartige Überzüge bilden (USP 33960044).

Nachteile dieser Verfahren bestehen vor allem in der aufwendigen Auftragstechnik und Vorbehandlung dieser Abdeckschichten zum Erreichen eines relativ festhaftenden porenfreien Überzugs mit guter Beständigkeit gegen Erosion und mechanische Beschädigung bei hoherTemperatur. Außerdem muß diese Abdeckschicht nach der Behandlung wieder restlos vom Werkstück entfernt werden. Bekannt sind auch Verfahren, bei denen Oberflächenzonen mit festen glaskeramischen Körpern, die entsprechende thermische und mechanische Eigenschaften besitzen, während der Behandlung abgedeckt werden, um so das Potential des diffundierenden Elementes und damit seine Eindringtiefe in die Werkstückoberfläche zu verringern (DE OS 2207148).

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die örtlich begrenzte Oberflächenbehandlung von Werkzeugen und Bauteilen effektiv und sicher zu gestalten, insbesondere das aufwendige Aufbringen von Schutzschichten vor der Behandlung und deren Beseitigung nach der Behandlung zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Einrichtung zum Oberflächenschutz bei örtlich begrenzter thermo-chemischer Oberflächenbehandlung an Werkzeugen und Bauteilen zwecks Verhinderung des Eindiffundierens von Elementen an nicht zu behandelnden Oberflächenbereichen zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein oder mehrere Werkzeuge oder Bauteile in eine Spanneinrichtung, bestehend aus Spannbolzen und begrenzenden Spannscheiben aus einem Werkstoff mit kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten gegenüber dem der Werkzeuge oder Bauteile, so eingespannt sind, daß mittels plastischelastischer Dichtungen zwischen den Werkzeugen oder Bauteilen bzw. Spannscheiben bzw. zwischen den Werkzeugen oder Bauteilen selbst aus einem metallischen Werkstoff mit großem Wärmeausdehnungskoeffizient Hohlräume mit Luftatmosphäre entstehen, die von den zu schützenden Oberflächenzonen begrenzt sind. Die Behandlung wird anschließend in bekannter Weise vorgenommen. Die Vorteile bestehen darin, daß mit steigender Behandlungstemperatur der in den Hohlräumen entstehende Überdruck ein Eindiffundieren des reagierenden Gases in den Hohlraum und damit in die zu schützende Werkstückoberfläche sicher verhindert, der Verschleiß der Spanneinrichtung und Dichtung gering ist, ein temperaturprogressiver Dichtungseffekt erzeugt wird und die Dichtungen wiederverwendungsfähig sind. Eine Nachbehandlung des Werkstückes nach dem Ausspannen aus der Spanneinrichtung ist nicht nötig.

Als Material für die Spanneinrichtung eignet sich rost- und hitzebeständiger Stahl und als Dichtungsmaterial Rein-ΑΙ oder Rein-Cu oder deren Legierungen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und anhand einer Zeichnung näher beschrieben werden. Die Zeichnung zeigt den Titel in einer Prinzipdarstellung. Scheibenförmige Werkzeuge 1 aus chromhaltigem Vergütungsstahl, an denen nur im peripheren Bereich Schichten gebildet werden sollen, werden in eine Spanneinrichtung gemäß Bild eingeordnet. Die Spannscheiben 2 bestehen aus hitzebeständigem Stahl, ebenso der Spannbolzen 3. Als Dichtungsmaterial 4 werden