DE1039550B

DE1039550B - Verfahren zum Warmbehandeln und Kaltverfestigen beim Herstellen von mit Flansch versehenen Zylinderlaufbuechsen aus legiertem Gusseisen

Info

Publication number: DE1039550B
Application number: DEG16421A
Authority: DE
Inventors: John Stanley Hanson; Jack Eugene Labelle; Gilbert Merz Lahr
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1954-03-01
Filing date: 1955-02-08
Publication date: 1958-09-25

Description

Verfahren zum Warmbehandeln und Kaltverfestigen beim Herstellen von mit Flansch versehenen Zylinderlaufbüchsen aus legiertem Gußeisen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Warmbehandeln und Kaltverfestigen beim Herstellen von mit Flansch versehenen Zylinderlaufbüchsen aus legiertem Gußeisen, die gehärtet und angelassen werden.
Durch die Erfindung soll die statische Festigkeit einer solchen Zylinderlaufbüchse verbessert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Laufbüchse lediglich im Bereich des Flansches und der unmittelbaren Nähe des Flansches zusätzlich geglüht und dann die Oberfläche der Laufbüchse in einem nur schmalen Bereich dicht unterhalb des Flansches kalt verfestigt wird.
Bekannt ist es, durch Kaltverfestigung die Oberflächen von Wechselbeanspruchungen ausgesetzten Bauteilen widerstandsfähiger gegen Abnutzung zu machen. Die Erfindung beruht aber auf der überraschenden Erkenntnis, daß die statische Belastbarkeit des besonders gefährdeten Teils einer Laufbüchse an der Ansatzstelle des Flansches wesentlich verbessert wird, wenn dort eine Kaltverfestigung vorgenommen wird. Angestellte Versuche haben bewiesen, daß die bisher an dieser Stelle häufigen Brüche, die weder auf Abnutzung noch auf Wechselbeanspruchungen zurückzuführen sind, bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht mehr auftreten. Messungen haben bestätigt, daß die statische Festigkeit durch die erfindungsgemäße Behandlung um etwa 75 % .erhöht wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.- In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Arbeitsdiagramm der einzelnen Herstellungsgänge des Verfahrens nach der Erfindung, Fig.2 eine Seitenansicht einer mit Flansch versehenen Zylinderlaufbüchse, wobei eine Rolle für die Kaltverfestigung mit dargestellt ist, und Fig.3 ein Ausschnitt aus Fig.2 in vergrößertem Maßstabe.
Fig. 1 veranschaulicht die einzelnen Arbeitsgänge bei den erfindungsgemäßen Abschnitten innerhalb des Herstellungsganges von Zylinderlaufbüchsen.
Beispielsweise wird eine Zylinderlaufbüchse im Sand- oder Schleuderguß aus Gußeisen hergestellt. Unter Gußeisen im Sinne der nachfolgenden Beschreibung und der Ansprüche wird ein legiertes Gußeisen verstanden, das vorteilhaft als legiertes Graugußeisen folgender Zusammensetzung gewählt wird: 3,25 bis 3,50% Kohlenstoff, 2,00 bis 2,25% Silizium, 0,50 bis 0,80% Mangan, 1,00 bis 1,50% Kupfer, 0,30 bis 0,50% Chrom, 0,10 bis 0,25% Nickel, 0,12% Schwefel als Höchstwert, 0125 %- Phosphor als Höchstwert, Rest Eisen.
Nach dem Gießen wird die Laufbüchse auf das gewünschte Endmaß vorgearbeitet, wobei ein geringes Übermaß eingehalten wird. Danach wird sie einer Wärmebehandlung zwecks Härtung unterzogen. Hierzu wird die Laufbüchse bis über die Umwandlungstemperatur erhitzt, um ein vollständig austenitisches Gefüge zu erhalten, und danach abgeschreckt, um sie zu härten. Die gehärtete Laufbüchse wird hierauf auf eine Anlaßtemperatur wieder erhitzt Eine typische Wärmebehandlung dieser Art zeigt folgende Stufen: Erhitzen auf etwa 870° C, Abschrekken während einer Minute in einem Salzbad von 245° C, Abkühlen in der Luft während etwa 11/2 Stunden, Wiedererhitzen auf etwa 205° C für 1 Stunde (Anlaßglühen).
Da eine Anlaßtemperatur von etwa 205° C die besten Ergebnisse zeitigt, wird der Bereich für diese Temperatur zwischen 175 und 220° C als zufriedenstellend betrachtet. Das Anlassen, welches die beim Härtevorgang entstandenen Spannungen ausgleicht, sollte die Härte nur wenig herabsetzen. Eine gehärtete und angelassene Laufbüchse aus einer Legierung, wie sie oben angegeben wurde, sollte eine Mindesthärte von 45 Rockweh aufweisen. Nach dem Härten und Anlassen wird das mit Flansch versehene Ende der Zylinderlaufbüchse bei einer Temperatur geglüht, die dicht bei, aber unterhalb der kritischen Temperatur, also bei 540 und 760° C liegt. Es werden lediglich der Flansch und die dichtbenachbarten Teile der Laufbüchse geglüht, wozu zweckmäßig Induktionsheizung dient, die das Erhitzen auf diese Teile beschränkt. Die Erhitzung erfordert lediglich wenige Sekunden. Die Laufbüchse mit dem geglühten Flanschteil wird dann durch Luft während einer Zeit von etwa 30 Minuten auf Räumtemperatur abgekühlt. Die geglühten Flanschteile sollten keine größere Härte als 40 Rockwell aufweisen, und die geglühte Zone sollte sich vorzugsweise nicht über etwa 18 mm unterhalb des Flansches erstrecken. Nach dem Glühen wird die Laufbüchse auf Endmasse fertigbearbeitet, worauf die Oberfläche der Laufbüchse in ihrem dicht unterhalb des Laufbüchsenflansches gelegenen Teil durch Kaltwalzen od. dgl. verfestigt wird.
Fig.2 zeigt eine zylindrische Bußeiserne Laufbüchse 10, die an ihrem einen Ende einen Flansch 12 trägt. Unterhalb des Flansches befindet sich eine unterschnittene Ringnut 14, wobei eine Kante 15 zwischen der oberen Fläche der Nut 14 und der unteren Oberfläche des Flansches 12 gebildet wird. Nachdem die Zylinderlaufbüchse gehärtet und angelassen, ihr Flansch geglüht und die Laufbüchse bearbeitet worden ist, wird die Kante 15 einer Behandlung unterworfen, die die Oberfläche der Kante 15 leicht kalt verfestigt. Die zufriedenstellendsten Ergebnisse wurden erreicht, wenn die Kante 15 gewalzt wurde. Dies kann durch eine Rolle 16 mit abgerundetem Rand 17, entsprechend der Form der Kante 15, geschehen. Eine zweckmäßige Rolle hat einen Durchmesser von ungefähr 49 mm und einen Krümmungsradius am Umfang von etwa 0,35 mm. Vorteilhaft wird die Zylinderlaufbüchse mit einer Drehzahl von 160 je Minute gedreht, die Rolle 16 in der Nut 14 beigestellt, so daß der Rand 17 mit der Kante 15 zusammenarbeitet, gegen die er durch eine Federkraft von etwa 72 kg während der Zeit von etwa 5 Sekunden angepreßt wird, wonach die Rolle zurückgezogen wird. Die Kräfte auf die Rolle können höher oder niedriger als die angegebene Kraft gewählt werden; entsprechende längere oder kürzere Bearbeitungszeiten sind vorzusehen. Ein zufriedenstellendes Walzen der Kanten wurde bei Belastungen der Rolle zwischen 27 und 112 kg erreicht. Der Walzvorgang ist vorzuziehen, weil er leichter zu beherrschen ist, kürzere Bearbeitungszeit erfordert, lange Standzeiten des Werkzeuges ergibt und hohe und gleichförmig verteilte Verfestigung erreichen läßt. Die Kante kann aber auch durch Kugelstrahlen, mechanisches Hämmern od. dgl. verfestigt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Warmbehandeln und Kaltverfestigen beim Herstellen von mit Flansch versehenen Zylinderlaufbüchsen aus legiertem Gußeisen, die gehärtet und angelassen wurden, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbüchse lediglich im Bereich des Flansches und der unmittelbaren Nähe des Flansches zusätzlich geglüht und dann die Oberfläche der Laufbüchse in einem nur schmalen Bereich dicht unterhalb des Flansches kaltverfestigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbüchse vor dem Härten und Anlassen grob vorgearbeitet und nach dem zusätzlichen Glühen, aber vor der Kaltverfestigung auf Fertigmasse bearbeitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbüchse bei der Grobbearbeitung in der Außenoberfläche mit einer unterschnittenen Nut (14, 15) dicht unterhalb des Flansches (12) versehen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch und die ihm dicht benachbarten Teile durch Erwärmung auf eine Temperatur zwischen 540 und 760° C geglüht werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gehärtete Laufbüchse durch Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 175 und 220° C angelassen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltverfestigung durch eine in die Nut (14, 15) gep.reßte Rolle (16) unter Drehen der Laufbüchse um ihre Achse erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltverfestigung durch Kugelstrahlen, mechanisches Hämmern od. dgl. erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 521405; E. P i w o w a r s k y, »Hochwertiges Gußeisen«, Auflage, 1951, S.977.