Claims (1)
Erfindungsanspruch:Invention claim:
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.Device for surface protection in the case of localized thermo-chemical surface treatment, characterized in that at least one tool or component (1) is clamped in a clamping device consisting of clamping disks (2) and clamping bolts (3) made of a material with a small thermal expansion coefficient such that by means of plastic-elastic seals (4) between the tool or component (1) and the clamping discs (2) or between the tools or components (1) made of a metallic material with a large coefficient of thermal expansion cavities with air atmosphere arising from the surface zones to be protected are limited.
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
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.The invention relates to a device for surface protection with localized thermo-chemical surface treatment (nitriding, carburizing u. A.) Of tools and components made of ferrous materials and non-ferrous metals in the metalworking industry, especially mechanical engineering.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
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).Methods are known for protecting surface zones of workpieces during the thermochemical treatment against the ingress of elements. For this purpose, the surface zones in question are galvanically provided with a metal coating, preferably copper or tin, before case hardening. This, in turn, requires covering the surface zones to be treated with a protective varnish, which must be completely removed before treatment. Other ways of protection against the diffusion of elements consist in the application of pasty or liquid masses of mineral constituents or mixtures which form glassy coatings at the treatment temperature (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).Disadvantages of these methods are, above all, the complex application technique and pretreatment of these cover layers to achieve a relatively adherent non-porous coating with good resistance to erosion and mechanical damage at high temperature. In addition, this cover layer must be completely removed from the workpiece after treatment. Also known are methods in which surface zones with solid glass-ceramic bodies, which have the corresponding thermal and mechanical properties, are covered during the treatment so as to reduce the potential of the diffusing element and thus its penetration into the workpiece surface (DE OS 2207148).
Ziel der ErfindungObject of the invention
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.The invention aims to make the localized surface treatment of tools and components effectively and safely, in particular to avoid the costly application of protective layers before treatment and their removal after treatment.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
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.The invention has the object of providing a device for surface protection with localized thermo-chemical surface treatment of tools and components in order to prevent the Eindiffundierens elements to be treated surface areas.
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.According to the invention the object is achieved in that one or more tools or components are clamped in a clamping device consisting of clamping bolts and limiting clamping disks of a material with a small coefficient of thermal expansion relative to that of the tools or components, that by means of plastic-elastic seals between the tools or components or clamping disks or between the tools or components themselves of a metallic material with a large coefficient of thermal expansion cavities with air atmosphere arise, which are limited by the surface zones to be protected. The treatment is then carried out in a known manner. The advantages are that with increasing treatment temperature of the resulting in the cavities overpressure of the reacting gas into the cavity and thus in the workpiece surface to be protected safely prevented, the wear of the clamping device and seal is low, a temperature-progressive sealing effect is generated and the seals are reusable. A post-treatment of the workpiece after the clamping out of the clamping device is not necessary.
Als Material für die Spanneinrichtung eignet sich rost- und hitzebeständiger Stahl und als Dichtungsmaterial Rein-ΑΙ oder Rein-Cu oder deren Legierungen.As a material for the clamping device is stainless and heat-resistant steel and as a sealing material pure-ΑΙ or pure-Cu or their alloys.
Ausführungsbeispielembodiment
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 werdenThe invention will be described below with reference to an embodiment and with reference to a drawing. The drawing shows the title in a schematic representation. Disc-shaped tools 1 made of chromium-containing tempering steel, on which layers are to be formed only in the peripheral region, are arranged in a clamping device according to the picture. The clamping disks 2 are made of heat-resistant steel, as well as the clamping bolt 3. As a sealing material 4 are