DE112004001920T5 - Heat treatment system - Google Patents

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Hirokazu Kuwana Nakashima
Kikuo Kuwana Maeda
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Abstract

Wärmebehandlungssystem, das Folgendes aufweist: eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um ein Stahlbauteil auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberfläche des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, und eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um das Stahlbauteil, das der primären Wärmebehandlung unterzogen wurde, auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wobei die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung eine Induktionsheizvorrichtung aufweist, und wobei das Anlassen in der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung durch Induktionserwärmung nach dem Abkühlen erfolgt.Heat treatment system, comprising: a primary heat treatment device, to heat a steel component to a temperature exceeding the A1 transformation point is located, and then to cool the component to a temperature, the below the A1 transformation point, causing the surface of the Component, a nitrogen-enriched layer is formed, and a secondary one Heat treatment apparatus, around the steel component that was subjected to the primary heat treatment, to warm to a temperature the above the A1 transformation point is located, and then the component on a To cool the temperature, the below the A1 transformation point, the secondary heat treatment device an induction heating device, and wherein the tempering in the secondary Heat treatment device by induction heating after cooling he follows.

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Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL TERRITORY

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmebehandlungssystem zur Durchführung einer zweistufigen Wärmebehandlung bei einem Stahlbauteil.The The present invention relates to a heat treatment system for carrying out a two-stage heat treatment at a steel component.

STAND DER TECHNIKSTATE OF TECHNOLOGY

Ein Beispiel für ein Wärmebehandlungsverfahren, das für Stahlmaschinenbauteile vorgesehen war, die trotz Wälzermüdung eine lange Lebensdauer haben müssen, wie z.B. die Lagerbereiche eines Wälzlagers, ist in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2003-226918 offenbart. Dieses Verfahren umfasst Schritte, bei welchen der Stahl für die Lagerbauteile einer Karbonitrierbehandlung bei einer Karbonitrierbehandlungstemperatur unterzogen werden, die über den A1-Umwandlungspunkt hinausgeht, worauf dann der Stahl auf eine Temperatur abgekühlt wird, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und worauf schließlich der Stahl erneut erwärmt und innerhalb eines Abschrecktemperaturbereichs (790 bis 830°C), der über dem A1-Umwandlungspunkt, aber unter der Karbonitrierbehandlungstemperatur liegt, abgeschreckt wird.One example for a heat treatment process, that for Steel machine components was provided, which despite rolling fatigue a have to have a long life such as. the bearing areas of a rolling bearing, is disclosed in the Japanese Patent Publication No. 2003-226918. This method includes steps in which the steel for the bearing components of a carbonitriding treatment at a carbonitriding treatment temperature be subjected to over the A1 transformation point goes out, whereupon the steel on a Temperature cooled which is below the A1 conversion point lies, and finally the steel reheated and within a quenching temperature range (790 to 830 ° C) above the A1 transformation point, but below the carbonitriding treatment temperature, quenched becomes.

Bei diesem Verfahren erhöht das Vorhandensein einer karbonitrierten Schicht an der Oberfläche des Stahls die Härte der Lagerbauteile, und da die Abschrecktemperatur während des erneuten Erwärmens auf eine Temperatur beschränkt ist, bei der das Wachstum von Austenitkristallkörnern unterdrückt wird, kann die durchschnittliche Partikelgröße der Austenitkristallkörner auf nicht mehr als 8 μm reduziert werden. Als Folge wird die Korngrenzenfestigkeit erhöht, wodurch Wirkungen wie die Verbesserung der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung und eine Verbesserung der Beständigkeit gegen Rissbildung erzeugt werden.at this method increases the presence of a carbonitrided layer on the surface of the Steel's hardness the bearing components, and since the quenching temperature during the reheating limited to one temperature is that in which the growth of austenite crystal grains is suppressed, can the average particle size of the austenite crystal grains on not more than 8 μm be reduced. As a result, the grain boundary strength is increased, thereby Effects such as the improvement of life in relation to Rolling fatigue and an improvement in durability be generated against cracking.

So arbeiten beispielsweise die Lager, die bei Untersetzungsgetrieben, Ausgleichskegelrädern bzw. Antriebsritzeln und Getrieben und Ähnlichem verwendet werden, unter schweren Bedingungen, zu denen hohe Belastungen und eine Verschmutzung des Schmiermittels mit Fremdstoffen (wie z.B. der Abriebstaub der Zahnräder) zählen; mit den jüngsten Forderungen nach immer höherer Drehzahl und immer größerer Miniaturisierung werden diese Arbeitsbedingungen immer schwerer. Um diesen jüngsten Trends Rechnung zu tragen, wird in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2003-226918 ein Wärmebehandlungsverfahren vorgeschlagen, mit dem man Lagerbauteile mit besserer Grundleistung erzeugen kann, wozu eine erhöhte Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung, eine höhere Beständigkeit gegen Rissbildung und eine höhere Beständigkeit gegen Änderungen der Abmessungen im Lauf der Zeit gehören. Dieses Wärmebehandlungsverfahren weist Schritte auf, bei welchen der Stahl für die Lagerbauteile der Karbonitrierbehandlung bei einer Karbonitrierbehandlungstemperatur unterzogen wird, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, worauf dann der Stahl auf eine Temperatur abgekühlt wird, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und worauf schließlich der Stahl erneut erwärmt und innerhalb eines Abschrecktemperaturbereichs (790°C bis 830°C), der über dem A1-Umwandlungspunkt, aber unter der Karbonitrierbehandlungstemperatur liegt, abgeschreckt wird. Bei diesem Wärmebehandlungsverfahren können die Austenitkristallkörner in der Mikrostruktur der wärmebehandelten Lagerbauteile bis zu einer durchschnittlichen Partikelgröße von nicht mehr als 8 μm verkleinert werden, was die Erzeugung von Lagerbauteilen mit besserer Grundleistung ermöglicht, wozu Verbesserungen der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung, der Charpy-Schlagzähigkeit, der Bruchzähigkeit und der Beständigkeit gegen Bruchstauchung gehören.So For example, the bearings used in reduction gears, Compensating bevel gears or Drive gears and gears and the like can be used under severe conditions, including high levels of pollution and pollution Include lubricants with foreign matter (such as the abrasion dust of the gears); With the recent demands after ever higher Speed and ever greater miniaturization These working conditions are getting more and more difficult. To these recent trends To take account of, is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-226918 a heat treatment method proposed, with which one bearing components with better basic performance can generate what an increased Service life in proportion for rolling fatigue, one higher resistance against cracking and a higher one resistance against changes The dimensions include over time. This heat treatment process has steps in which the steel for the bearing components of the carbonitriding treatment at a carbonitriding treatment temperature exceeding that A1 conversion point is located, whereupon the steel is at a temperature chilled which is below the A1 conversion point, and finally the Steel reheated and within a quenching temperature range (790 ° C to 830 ° C) above the A1 transformation point, but below the carbonitriding treatment temperature lies, is deterred. In this heat treatment process, the austenite in the microstructure of the heat treated Bearing components up to an average particle size of not more than 8 μm shrinking, which makes the production of bearing components with better Basic service allows including improvements in rolling fatigue life, Charpy impact strength, the fracture toughness and the resistance against crushing.

Bei der in der vorgenannten Veröffentlichung offenbarten Erfindung werden insgesamt zwei Wärmebehandlungen durchgeführt, nämlich eine primäre Behandlung und eine sekundäre Behandlung, obwohl nach der sekundären Wärmebehandlung eine Behandlung durch Anlassen notwendig ist, um Abschreckrisse während des Abschreckvorgangs zu verhindern. Wenn die Erwärmungszeit für diesen Anlassvorgang lang ist, kann sie nicht der Erwärmungszeit der sekundären Wärmebehandlung angepasst werden, was bedeutet, dass das wärmebehandelte Produkt innerhalb der Fertigungslinie angehalten werden muss, was wiederum lange Stillstandszeiten bei den Maschinen bewirkt, die zur Durchführung der primären und sekundären Wärmebehandlungen verwendet werden, was schließlich zu einer verringerten Effizienz der Wärmebehandlung und zu längeren Wärmebehandlungszeiten führt.at disclosed in the aforementioned publication Invention are carried out a total of two heat treatments, namely a primary treatment and a secondary one Treatment, although after the secondary heat treatment, a treatment by tempering is necessary to Abschreckrisse during the Prevent quenching. If the heating time for this Starting process is long, it can not the heating time of the secondary heat treatment be adapted, meaning that the heat-treated product within the production line has to be stopped, which in turn leads to long downtimes causes the machines to carry out the primary and secondary heat treatments be used, eventually to a reduced efficiency of the heat treatment and to longer heat treatment times leads.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Effizienz der Wärmebehandlung über das gesamte System hinweg zu verbessern, wenn während einer primären Wärmebehandlung eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet und dann im Rahmen einer sekundären Wärmebehandlung ein erneutes Abschrecken durchgeführt wird.Of the The present invention is based on the object of efficiency the heat treatment over the improve the overall system if during a primary heat treatment a nitrogen-enriched layer is formed and then in the frame a secondary one heat treatment a new quenching is performed.

Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Wärmebehandlungssystem zur Durchführung des vorgenannten Wärmebehandlungsverfahrens bei Stahlbauteilen, wie z.B. Lagerbauteilen, zu schaffen, und insbesondere ein Wärmebehandlungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, jedes Stahlbauteil einer gleichförmigen Wärmebehandlung zu unterziehen.Furthermore The present invention is based on the object, a heat treatment system to carry out the aforementioned heat treatment process in steel components, e.g. Bearing components, and in particular a heat treatment system to be able to make any steel component of a uniform heat treatment to undergo.

Bei dem in der vorgenannten Veröffentlichung offenbarten Stand der Technik muss die Erwärmungstemperatur der sekundären Wärmebehandlung strikt geregelt werden, um eine gleichförmige Miniaturisierung der Kristallkörner durch das gesamte Bauteil hindurch zu gewährleisten. Wenn diese sekundäre Erwärmung ähnlich wie bei einem herkömmlichen Abschreckverfahren in einem atmosphärischen Ofen erfolgt und die atmosphärische Temperatur im Inneren des Ofens gemessen wird, können sich Unterschiede zwischen der gemessenen Temperatur und der tatsächlichen Temperatur des Lagerbauteils entwickeln, was eine strikte Temperaturregelung schwierig macht. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Wärmebehandlungssystem zu schaffen, um während einer primären Wärmebehandlung eine mit Stickstoff angereicherte Schicht zu bilden und dann im Rahmen einer sekundären Wärmebehandlung ein erneutes Abschrecken durchzuführen, wobei die Erwärmungstemperatur bei der sekundären Wärmebehandlung strikt geregelt wird.In the abovementioned Publli According to the prior art, the heating temperature of the secondary heat treatment must be strictly controlled in order to ensure uniform miniaturization of the crystal grains throughout the component. When this secondary heating is similar to a conventional quenching method in an atmospheric furnace and the atmospheric temperature inside the furnace is measured, differences between the measured temperature and the actual temperature of the bearing member may develop, making strict temperature control difficult. It is an object of the present invention to provide a heat treatment system for forming a nitrogen-enriched layer during a primary heat treatment and then re-quenching it in a secondary heat treatment while strictly controlling the heating temperature in the secondary heat treatment.

Außerdem werden bei der in der vorgenannten Veröffentlichung offenbarten Erfindung insgesamt zwei Wärmebehandlungen durchgeführt, nämlich eine primäre Behandlung und eine sekundäre Behandlung; doch in den Fällen, bei denen der Gegenstand, der einer Wärmebehandlung unterzogen wird, ein besonders dünnwandiges Element oder ein Element mit variierender Dicke ist, gibt das Auftreten von Abschreckverwerfungen während der Wärmebehandlung Anlass zur Beunruhigung. Von den Lagerbauteilen in einem Wälzlager sind der Außenring und der Innenring dünnwandige Elemente. Im Fall eines Kegelrollenlagers besteht eine tatsächliche Gefahr von Abschreckverwerfungen, da die Dicke des Außenrings und des Innenrings auch nicht gleichförmig ist. Darüber hinaus müssen Abschreckverwerfungen so weit wie möglich unterdrückt werden, um eine zufriedenstellende Lagerleistung zu gewährleisten, da für diese Lagerbauteile eine extrem hohe Maßgenauigkeit erforderlich ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Abschreckverwerfungen des Stahlbauteils zu unterdrücken, wenn während einer primären Wärmebehandlung eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird und dann im Rahmen einer sekundären Wärmebehandlung ein erneutes Abschrecken durchgeführt wird.In addition, will at the in the aforementioned publication disclosed a total of two heat treatments performed, namely a primary Treatment and a secondary Treatment; but in the cases in which the article which is subjected to a heat treatment, a especially thin-walled Element or an element of varying thickness indicates the occurrence of quenching dislocations during the heat treatment Cause for alarm. From the bearing components in a rolling bearing are the outer ring and the inner ring thin-walled Elements. In the case of a tapered roller bearing, there is an actual Danger of quenching, as the thickness of the outer ring and the inner ring is not uniform. Furthermore have to Quenching dislocations are suppressed as much as possible, to ensure a satisfactory stock performance, as for this Bearing components an extremely high dimensional accuracy is required. Another object of the present invention is quench discards to suppress the steel component, if during a primary heat treatment a nitrogen-enriched layer is formed and then as part of a secondary heat treatment a new quenching is performed.

Darüber hinaus werden bei der in der vorgenannten Veröffentlichung offenbarten Erfindung insgesamt zwei Wärmebehandlungen durchgeführt, nämlich eine primäre Behandlung und eine sekundäre Behandlung, doch da die Erwärmungszeit, die für die primäre Wärmebehandlung notwendig ist, sich von der für die sekundäre Wärmebehandlung unterscheidet, können die Erwärmungszeiten für die primäre Wärmebehand lung und die sekundäre Wärmebehandlung nicht auf einfache Weise angeglichen werden, und es besteht die Gefahr, dass das wärmebehandelte Produkt innerhalb der Fertigungslinie angehalten werden muss, was längere Stillstandszeiten bei den Maschinen bewirkt, die zur Durchführung der Wärmebehandlungen verwendet werden, und was zu einer verringerten Effizienz der Wärmebehandlung führt.Furthermore be in the invention disclosed in the aforementioned publication a total of two heat treatments carried out, namely a primary Treatment and a secondary Treatment, but since the heating time, the for the primary heat treatment it is necessary to move away from the for the secondary heat treatment differentiates, can the heating times for the primary Heat treatment and the secondary heat treatment can not be easily aligned, and there is that Danger that the heat treated Product must be stopped within the production line, what longer Downtime causes the machines to carry out the heat treatments be used, and resulting in a reduced efficiency of the heat treatment leads.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Effizienz der Wärmebehandlung über das gesamte System hinweg zu verbessern, wenn während einer primären Wärmebehandlung eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet und dann im Rahmen einer sekundären Wärmebehandlung ein erneutes Abschrecken durchgeführt wird.Of the The present invention is based on the object of efficiency the heat treatment over the improve the overall system if during a primary heat treatment a nitrogen-enriched layer is formed and then in the frame a secondary one heat treatment a new quenching is performed.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGEPIPHANY THE INVENTION

Ein Wärmebehandlungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um ein Stahlbauteil auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberfläche des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, und eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um das Stahlbauteil, das der primären Wärmebehandlung unterzogen wurde, auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wobei die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung eine Induktionsheizvorrichtung aufweist, und wobei das Anlassen in der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung durch Induktionserwärmung nach dem Abkühlen erfolgt.One Heat treatment system according to the present Invention comprises: a primary Heat treatment apparatus, to heat a steel component to a temperature exceeding the A1 transformation point is located, and then to cool the component to a temperature, the below the A1 transformation point, causing the surface of the Component, a nitrogen-enriched layer is formed, and a secondary one Heat treatment apparatus, around the steel component that was subjected to the primary heat treatment, to warm to a temperature the above the A1 transformation point is located, and then the component on a To cool the temperature, which is below the A1 transformation point, wherein the secondary heat treatment device an induction heating device, and wherein the tempering in the secondary Heat treatment device by induction heating after cooling he follows.

Bei diesem Wärmebehandlungssystem bildet die Wärmebehandlung durch die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung eine mit Stickstoff angereicherte Schicht, in der Stickstoff über die gesamte Oberfläche des Bauteils diffundiert wird, wodurch die Oberflä chenhärte des Stahlbauteils erhöht wird. Andererseits sind die Austenitkörner innerhalb der Stahlstruktur nach der primären Wärmebehandlung ziemlich groß, doch da anschließend die sekundäre Wärmebehandlung durchgeführt wird, während eine Erwärmungstemperatur und eine Erwärmungszeit durch die folgende Induktionserwärmung kontrolliert wird, können die Austenitkörner in ihrer Größe auf etwa die Hälfte der Größe reduziert werden, die bei herkömmlichen Bauteilen beobachtet werden, wodurch ermöglicht wird, dass eine feine Korngröße mit einer Austenitkorngrößennummer über 10 erreicht wird. Als Folge dieser Eigenschaften kann die Abriebfestigkeit und die Beständigkeit gegen Rissbildung im Vergleich zu herkömmlichen Bauteilen verbessert werden, wodurch eine signifikante Erhöhung der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung ermöglicht wird.at this heat treatment system forms the heat treatment through the primary Heat treatment device a nitrogen-enriched layer in which nitrogen over the entire surface of the component is diffused, whereby the Oberflä hardness of the Steel component increased becomes. On the other hand, the austenite grains are within the steel structure after the primary Heat treatment pretty much large, but there afterwards the secondary heat treatment carried out will, while a heating temperature and a heating time the following induction heating is controlled the austenite grains in size to about the half reduced in size that are conventional Components are observed, thereby allowing a fine Grain size with one Austenite grain size number above 10 is reached. As a result of these properties, the abrasion resistance and the resistance be improved against cracking compared to conventional components, causing a significant increase the life in proportion For rolling fatigue is enabled.

Bei dem System der vorliegenden Erfindung erfolgt sowohl das Erwärmen bei der sekundären Wärmebehandlung als auch das Anlassen nach der sekundären Wärmebehandlung durch die Anwendung von Induktionserwärmung. Im Vergleich zur Erwärmung in einem atmosphärischen Gas aus einem Verbrennungsofen oder Ähnlichem bietet die Induktionserwärmung die Vorteile eines besseren Heizwirkungsgrades und kürzerer Erwärmungszeiten; da außerdem bei der Induktionserwärmung elektrische Energie verwendet wird, ist die Kontrolle der Heizleistung auch sehr einfach. Folglich können dadurch, dass sowohl das Erwärmen bei der sekundären Wärmebehandlung als auch das Anlassen nach der sekundären Wärmebehandlung durch die Anwendung von Induktionserwärmung erfolgt, die Erwärmungszeiten für die beiden Erwärmungsschritte relativ leicht angeglichen werden.at the system of the present invention involves both heating the secondary heat treatment as well as the tempering after the secondary heat treatment by the application of induction heating. In comparison to the warming in an atmospheric Gas from a combustion furnace or the like provides the induction heating the Advantages of better heating efficiency and shorter heating times; there as well the induction heating electrical energy is used is the control of heating power also very easy. Consequently, you can in that both the heating at the secondary heat treatment as well as the tempering after the secondary heat treatment by the application of induction heating done, the heating times for the both heating steps be easily adjusted.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird eine mit Stickstoff angereicherte Schicht bei der primären Wärmebehandlung gebildet. Wenn im Rahmen der sekundären Wärmebehandlung ein erneutes Abschrecken erfolgt, können die Erwärmungszeit für die sekundäre Wärmebehandlung und die Erwärmungszeit für den Schritt des Anlassens nach der sekundären Wärmebehandlung auf einfache Weise angeglichen werden. Folglich kann die Notwendigkeit, wärmebehandelte Produkte in der Fertigungslinie anzuhalten, auf ein Minimum beschränkt werden, und die Stillstandszeiten, die für die verschiedenen Maschinen erforderlich sind, können reduziert werden, wodurch eine Verbesserung der Effizienz der Wärmebehandlung über das gesamte System hinweg ermöglicht wird.According to this Aspect of the invention is a nitrogen-enriched layer at the primary heat treatment educated. If in the context of secondary heat treatment a renewed Quenching can be done the heating time for the secondary heat treatment and the heating time for the Step of tempering after the secondary heat treatment to simple Be aligned. Consequently, the need may be heat treated To stop products in the production line, to be kept to a minimum, and downtime for The different machines required can be reduced, which means an improvement in the heat treatment efficiency over the across the system becomes.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung auch ein Wärmebehandlungssystem, das Folgendes aufweist: eine primäre Behandlungsvorrichtung, um ein Stahlbauteil auf eine primäre Erwärmungstemperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberflächenschicht des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, und eine sekundäre Behandlungsvorrichtung, um das Stahlbauteil, das der Wärmebehandlung durch die primäre Behandlungsvorrichtung unterzogen wurde, durch Induktionserwärmung auf eine sekundäre Erwärmungstemperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt.Furthermore The present invention also provides a heat treatment system that has the following has: a primary Treatment device to a steel component to a primary heating temperature to warm, the above the A1 transformation point is located, and then the component on a To cool the temperature, which is below the A1 transformation point, resulting in the surface layer the component formed a nitrogen-enriched layer and a secondary treatment device, around the steel component, the heat treatment through the primary Treatment device was subjected, by induction heating on a secondary one heating temperature to warm, the above is the A1 conversion point, and then the component to a temperature cool, those under the A1 conversion point lies.

Bei der primären Behandlungsvorrichtung wird das Stahlbauteil auf eine primäre Erwärmungstemperatur erwärmt, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, in der Stickstoff über die gesamte Oberflächenschicht des Bauteils diffundiert wird, und dann wird das Bauteil auf eine Temperatur abgekühlt, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt. Dann erfolgt in der sekundären Behandlungsvorrichtung die Induktionserwärmung auf eine sekundäre Erwärmungstemperatur, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und das Abschrecken.at the primary Treatment apparatus, the steel component to a primary heating temperature heated the above the A1 transformation point, whereby a nitrogen-enriched Layer is formed in the nitrogen over the entire surface layer of the component is diffused, and then the component is placed on a Temperature cooled, which is below the A1 transformation point. Then takes place in the secondary treatment device the induction heating on a secondary Heating temperature, the above A1 conversion point, and quenching.

Folglich können durch die Kontrolle der Erwärmungstemperatur und der Erwärmungszeit die Austenitkristallkörner in der Mikrostruktur des wärmebehandelten Stahlbauteils in ihrer Größe verringert werden, wodurch ermöglicht wird, dass eine feine Korngröße erreicht wird, mit einer Korngrößennummer, die in Übereinstimmung mit dem in der japanischen Industrienorm JIS G0551 vorgeschriebenen Austenitkörngrößen- Testerfahren bestimmt wird und höher ist als 10. Als Folge ist ein Stahlbauteil mit ausgezeichneter Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung und mit besseren Werten der Beständigkeit gegen Rissbildung und der Beständigkeit gegen Änderungen der Abmessungen im Laufe der Zeit zu erhalten.consequently can by controlling the heating temperature and the heating time the austenite crystal grains in the microstructure of the heat treated Steel component reduced in size be made possible that will reach a fine grain size is, with a grain size number, in agreement with the austenite grain size test method prescribed in Japanese Industrial Standard JIS G0551 becomes and higher is as 10. As a result, a steel component with excellent life in relation to for rolling fatigue and with better values of resistance against Cracking and durability against changes to get the dimensions over time.

Darüber hinaus erfolgt das Abschrecken des Stahlbauteils in der sekundären Behandlungsvorrichtung Stück für Stück unter Verwendung eines Induktionsheizsystems (wie z.B. Hochfrequenz-Abschrecken), und folglich können sowohl mangelnde Einheitlichkeit in der Qualität der Wärmebehandlung in jedem einzelnen Stahlbauteil als auch Schwankungen in der Qualität der Wärmebehandlung über unterschiedliche Stahlbauteile hinweg auf ein Minimum beschränkt werden, wodurch ermöglicht wird, dass gleichförmige Stahlbauteile mit hoher Zuverlässigkeit produziert werden können. In der sekundären Behandlungsvorrichtung kann nach dem Erwärmen des Stahlbauteils auf die sekundäre Erwärmungstemperatur unter Verwendung des Induktionsheizsystems ein Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs (bzw. eines Gesenks, einer Düse, einer Druckform) erfolgen. In dieser Beschreibung bezeichnet das Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs ein Behandlungsverfahren, bei dem während der Durchführung des Abschreckens der erwärmte Gegenstand in einem Formwerkzeug eingespannt ist, und es umfasst das Pressabschrecken, bei dem der Gegenstand eingespannt wird, indem Druck auf das Formwerkzeug ausgeübt wird.Furthermore the quenching of the steel component takes place in the secondary treatment device Piece by piece under Use of an induction heating system (such as high frequency quenching), and therefore you can both lack of uniformity in the quality of heat treatment in each individual Steel component as well as variations in the quality of heat treatment over different Steel components to a minimum, thereby allowing that uniform Steel components produced with high reliability can be. In the secondary Treatment device may after heating of the steel component the secondary heating temperature quenching using the induction heating system a mold (or a die, a nozzle, a printing plate) take place. In this description quenching means a Forming tool a treatment method in which during the Implementation of the Quenching the heated Object is clamped in a mold, and it includes the Press quenching, in which the object is clamped by Pressure exerted on the mold becomes.

In der primären Behandlungsvorrichtung umfassen geeignete Verfahren, mit denen Stickstoff in der Oberflächenschicht des Stahlbauteils dispergiert wird, um eine mit Stickstoff angereicherte Schicht zu bilden, das Nitrieren und das Karbonitrieren, obwohl unter Berücksichtigung der zugehörigen Erwärmungstemperaturen und der Notwendigkeit, eine Entkohlung zu verhindern, das Karbonitrieren bevorzugt wird. Darüber hinaus wird im Hinblick auf die Kosten und die Qualität das Gas-Karbonitrieren bevorzugt.In the primary treatment apparatus, suitable methods of dispersing nitrogen in the surface layer of the steel member to form a nitrogen-enriched layer include nitriding and carbonitriding, although considering the associated heating temperatures and the need to prevent decarburization Carbonitriding is preferred. Moreover, in terms of cost and quality, gas carbonitriding will be vorzugt.

Die primäre Behandlungsvorrichtung und die sekundäre Behandlungsvorrichtung haben jeweils eine Grundstruktur mit einer Heizvorrichtung zum Erwärmen eines Stahlbauteils auf eine gewünschte Temperatur (die primäre Erwärmungstemperatur oder die sekundäre Erwärmungstemperatur) und einer Kühlvorrichtung zum anschließenden Abkühlen des Bauteils. So wird beispielsweise in den Fällen, in welchen in der primären Behandlungsvorrichtung ein Gas-Karbonitrieren erfolgt, ein Heizofen als Heizvorrichtung für die primäre Behandlungsvorrichtung verwendet, in dem das Stahlbauteil in einem atmosphärischen Gas erwärmt wird, das ein Aufkohlungsgas aufweist, welchem Ammoniak beigemengt wurde. Dieser Heizofen kann entweder ein kontinuierlicher oder ein diskontinuierlicher Ofen sein. Die Heizvorrichtung der sekundären Behandlungsvorrichtung ist eine Heizvorrichtung, bei der zur Erwärmung des Stahlbauteils Induktionserwärmung (wie z.B. Hochfrequenz-Erwärmung) Anwendung findet, und sie ist aus einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung konstruiert. Es gibt keine besonderen Beschränkungen für das Kühlsystem, das für die Kühlvorrichtungen der primären Behandlungsvorrichtung und der sekundären Behandlungsvorrichtung verwendet wird, und zu den geeigneten Kühlverfahren, die übernommen werden können, gehören die Luftkühlung, die Gaskühlung unter Verwendung eines Gases wie z.B. N2, die Ölkühlung, die Wasserkühlung und die Salzbadkühlung.The primary treatment device and the secondary treatment device each have a basic structure with a heater for heating a steel member to a desired temperature (the primary heating temperature or the secondary heating temperature) and a cooling device for subsequently cooling the component. For example, in the cases where gas carbonitriding is performed in the primary treatment apparatus, a heating furnace is used as the primary treatment apparatus heater in which the steel member is heated in an atmospheric gas having a carburizing gas to which ammonia has been added. This heating furnace may be either a continuous or a batch furnace. The heater of the secondary treatment apparatus is a heater in which induction heating (such as high-frequency heating) is used for heating the steel member, and is constructed of a high frequency heater. There are no particular restrictions on the cooling system used for the cooling devices of the primary treatment device and the secondary treatment device, and the appropriate cooling methods that can be adopted include air cooling, gas cooling using a gas such as N 2 , the Oil cooling, water cooling and Salzbadkühlung.

Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung können aufgrund der Tatsache, dass das Abschrecken des Stahlbauteils in der sekundären Behandlungsvorrichtung Stück für Stück unter Verwendung eines Induktionsheizsystems (wie z.B. Hochfrequenz-Abschrecken) erfolgt, sowohl mangelnde Einheitlichkeit in der Qualität der Wärmebehandlung in jedem einzelnen Stahlbauteil als auch Schwankungen in der Qualität der Wärmebehandlung über unterschiedliche Stahlbauteile hinweg auf ein Minimum beschränkt werden. Daher sind Stahlbauteile mit ausgezeichneter Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung, mit besseren Werten der Beständigkeit gegen Rissbildung und der Beständigkeit gegen Änderungen der Abmessungen im Laufe der Zeit und mit gleich hoher Zuverlässigkeit zu erhalten.According to this Aspect of the present invention may be due to the fact that quenching of the steel component in the secondary treatment device Piece by piece under Using an induction heating system (such as high frequency quenching), both lack of uniformity in the quality of heat treatment in each individual Steel component as well as variations in the quality of heat treatment over different Steel components to a minimum. Therefore, steel components with excellent fatigue life in relation to rolling fatigue, with better values of rolling fatigue Resistance against Cracking and durability against changes the dimensions over time and with equal reliability to obtain.

Darüber hinaus weist ein Wärmebehandlungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um ein Stahlbauteil auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberfläche des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, und eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um das Stahlbauteil, das der primären Wärmebehandlung unterzogen wurde, auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wobei in der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung eine Induktionserwärmung durchgeführt wird, die Temperatur des Stahlbauteils, das der Induktionserwärmung unterzogen wird, erfasst wird, und die Induktionsheizvorrichtung auf der Basis des erfassten Temperaturwerts geregelt wird.Furthermore has a heat treatment system according to the present Invention: a primary heat treatment apparatus, to heat a steel component to a temperature above the A1 transformation point, and then to cool the component to a temperature that below the A1 transformation point, causing the surface of the Component is formed with a nitrogen-enriched layer, and a secondary one Heat treatment device to the steel component, that of the primary heat treatment has been subjected to heat to a temperature above the A1 transformation point, and then to cool the component to a temperature that below the A1 transformation point, wherein in the secondary heat treatment device an induction heating is carried out, the temperature of the steel component subjected to induction heating is detected and the induction heater on the basis the detected temperature value is controlled.

Bei diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Induktionserwärmung, wie z.B. Hochfrequenz-Erwärmung, in der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung, die Temperatur des Stahlbauteils, das der Induktionserwärmung unterzogen wird, wird erfasst, und die Induktionsheizvorrichtung wird auf der Basis des erfassten Temperaturwerts geregelt, so dass folglich die sekundäre Erwärmungstemperatur auf der Basis der tatsächlichen Temperatur des Stahlbauteils zuverlässig und präzise in einem engen Temperaturbereich gehalten werden kann, was wiederum die Produktion eines Stahlbauteils von hoher Qualität ermöglicht, bei dem die Kristallkorngröße gleichmäßig über das gesamte Bauteil verringert worden ist.at In this aspect of the present invention, induction heating such as e.g. High-frequency heating, in the secondary Heat treatment apparatus, the temperature of the steel component subjected to induction heating is detected, and the induction heater is on the Controlled based on the detected temperature value, so that consequently the secondary heating temperature based on the actual temperature of the steel component reliable and precise can be kept in a narrow temperature range, which in turn enables the production of a high quality steel component, in which the crystal grain size evenly over the entire component has been reduced.

Um jegliche Temperaturfehler auf ein absolutes Minimum zu beschränken, wird in diesem Fall die Temperatur des Stahlbauteils, das der Induktionserwärmung unterzogen wird, vorzugsweise unter Verwendung eines berührungslosen Temperatursensors erfasst.Around limiting any temperature errors to an absolute minimum will in this case, the temperature of the steel component undergoing induction heating is detected, preferably using a non-contact temperature sensor.

Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine mit Stickstoff angereicherte Schicht bei der primären Wärmebehandlung gebildet, und wenn dann im Rahmen der sekundären Wärmebehandlung ein erneutes Abschre cken erfolgt, kann die Erwärmungstemperatur in der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung mit hoher Präzision geregelt werden. Dementsprechend können Unregelmäßigkeiten der Erwärmung im Rahmen der sekundären Wärmebehandlung verhindert werden, wodurch ermöglicht wird, dass die Kristallkorngröße durch das gesamte Bauteil hindurch gleichmäßig reduziert wird, wodurch wiederum ein konstanteres Qualitätsniveau des Stahlbauteils gewährleistet wird.As described above, according to this Aspect of the present invention, a nitrogen-enriched Layer at the primary heat treatment formed, and if then in the context of secondary heat treatment, a renewed Abschre cken takes place, the heating temperature in the secondary heat treatment apparatus with high precision be managed. Accordingly, irregularities can occur the warming under the secondary heat treatment be prevented, thereby enabling that the crystal grain size through the entire component is uniformly reduced, which in turn a more constant quality level ensures the steel component becomes.

Darüber hinaus weist ein Wärmebehandlungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um ein Stahlbauteil auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberfläche des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, und eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um das Stahlbauteil, das der primären Wärmebehandlung unterzogen wurde, auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wobei die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung die Induktionserwärmung und das Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs durchführt.Moreover, a heat treatment system according to the present invention comprises: a primary heat treatment device for heating a steel member to a temperature higher than the A1 transformation point, and then cooling the component to a temperature lower than the A1 transformation point whereby a nitrogen-enriched layer is formed on the surface of the component, and a secondary heat treatment device for heating the steel member subjected to the primary heat treatment to a temperature higher than the A1 transformation point, and then cooling the component to a temperature lower than the A1 transformation point secondary heat treatment apparatus performs the induction heating and the quenching by means of a molding tool.

Bei diesem System der vorliegenden Erfindung werden, wie vorstehend beschrieben, sowohl die Induktionserwärmung als auch das Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs in der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung durchgeführt, und folglich kann ein wärmebehandeltes Produkt mit geringen Verwerfungen und hoher Präzision bezüglich der Abmessungen erzielt werden, und sogar dünnwandige Bauteile oder Bauteile mit variierender Dicke können mit vorteilhafter Präzision betreffend die Abmessungen produziert werden.at this system of the present invention as above described both induction heating and quenching by means of a mold in the secondary heat treatment apparatus, and consequently, a heat treated Achieved product with low distortion and high dimensional accuracy be, and even thin-walled Components or components of varying thickness can be concerned with advantageous precision the dimensions are produced.

Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei der primären Wärmebehandlung eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet, und wenn dann im Rahmen der sekundären Wärmebehandlung ein erneutes Abschrecken erfolgt, kann ein Stahl bauteil mit geringen thermischen Verwerfungen und mit einem hohen Maß an Präzision, was die Abmessungen betrifft, preisgünstig produziert werden. Die Erfindung ist insbesondere auch bei dünnwandigen Bauteilen oder Bauteilen mit variierender Dicke ideal anwendbar.According to this Aspect of the present invention is in the primary heat treatment a formed with nitrogen-enriched layer, and if then in the Frame the secondary heat treatment A renewed quenching can be a steel component with low thermal distortions and with a high degree of precision, what the dimensions concerns, inexpensive to be produced. The invention is particularly also in thin-walled Components or components of varying thickness ideally applicable.

Darüber hinaus weist ein Wärmebehandlungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um ein Stahlbauteil auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberfläche des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, und eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um das Stahlbauteil, das der primären Wärmebehandlung unterzogen wurde, auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wobei mehrere sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtungen parallel angeordnet sind.Furthermore has a heat treatment system according to the present Invention: a primary heat treatment apparatus, to heat a steel component to a temperature above the A1 transformation point, and then to cool the component to a temperature that below the A1 transformation point, causing the surface of the Component is formed with a nitrogen-enriched layer, and a secondary one Heat treatment device to the steel component, that of the primary heat treatment has been subjected to heat to a temperature above the A1 transformation point, and then to cool the component to a temperature that below the A1 transformation point, with several secondary heat treatment devices are arranged in parallel.

Bei diesem System der vorliegenden Erfindung sind, wie vorstehend beschrieben, mehrere sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtungen parallel angeordnet, und folglich kann die sekundäre Wärmebehandlung an mehreren unterschiedlichen Stellen gleichzeitig durchgeführt werden, was bedeutet, dass die Wärmebehandlungseffizienz der sekundären Wärmebehandlung verbessert werden kann.at this system of the present invention are, as described above, several secondary Heat treatment devices arranged in parallel, and consequently can the secondary heat treatment be carried out in several different places at the same time, which means that the heat treatment efficiency the secondary heat treatment can be improved.

In derartigen Fällen wird die Induktionserwärmung vorzugsweise in jeder der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen durchgeführt. Im Vergleich zur Erwärmung in einem atmosphärischen Ofen, wie z.B. einem Verbrennungsofen, bietet die Induktionserwärmung eine bessere Arbeitseffizienz, und die Erwärmung kann in kürzerer Zeit vollendet werden, was bedeutet, dass bei der parallelen Durchführung einer Induktionserwärmung dieser Art an mehreren Stellen der Heizwirkungsgrad der sekundären Wärmebehandlung drastisch verbessert werden kann. Folglich kann die Wärmebehandlungseffizienz in der primären Wärmebehandlung und der sekundären Wärmebehand lung angeglichen werden, was eine Verbesserung des Heizwirkungsgrads im gesamten System ermöglicht.In such cases becomes the induction heating preferably in each of the secondary heat treatment devices carried out. In comparison to the warming in an atmospheric oven, such as. an incinerator, the induction heating offers a better work efficiency, and the heating can be done in less time be completed, which means that when performing a parallel induction heating this type in several places the heating efficiency of the secondary heat treatment can be drastically improved. Consequently, the heat treatment efficiency can be increased in the primary heat treatment and the secondary Heat treatment which improves the heating efficiency throughout the system.

Wenn in diesem Fall das Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs in den sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen durchgeführt wird, können wärmebehandelte Produkte mit geringen Verwerfungen und mit einem Hohen Maß an Präzision, was die Abmessungen betrifft, erzeugt werden, und eine vorteilhafte Präzision betreffend die Abmessungen kann selbst bei dünnwandigen Bauteilen oder Bauteilen mit variierender Dicke gewährleistet werden.If in this case quenching by means of a mold in the secondary Heat treatment devices carried out will, can heat-treated Products with low distortions and with a high degree of precision, As far as the dimensions are concerned, are produced, and a favorable precision regarding the dimensions, even with thin-walled components or components be ensured with varying thickness.

Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine mit Stickstoff angereicherte Schicht bei der primären Wärmebehandlung gebildet, und wenn dann im Rahmen der sekundären Wärmebehandlung ein erneutes Abschrecken erfolgt, kann der Heizwirkungsgrad bei der sekundären Wärmebehandlung drastisch verbessert werden. Folglich kann die Effizienz der Wärmebehandlung in der primären Wärmebehandlung und der sekundären Wärmebehandlung angeglichen werden, was eine Verbesserung des Heizwirkungsgrads im gesamten System ermöglicht.According to this Aspect of the present invention is a nitrogen-enriched Layer at the primary heat treatment formed, and if then in the context of secondary heat treatment, a renewed Quenching occurs, the heating efficiency in the secondary heat treatment drastically improved. Consequently, the efficiency of the heat treatment in the primary heat treatment and the secondary heat treatment which improves the heating efficiency throughout the system.

Bei jedem der vorstehend beschriebenen Wärmebehandlungssysteme ist das Verfahren, das zur Bildung der mit Stickstoff angereicherten Schicht bei der primären Wärmebehandlung angewendet wird, vorzugsweise das Karbonitrieren, und im Hinblick auf die Kosten und die Qualität wird das Gas-Karbonitrieren bevorzugt. Das Gas-Karbonitrieren kann in einem atmosphärischen Ofen unter Verwendung eines atmosphärischen Gases erfolgen, das ein Aufkohlungsgas aufweist, welchem Ammoniak beigemengt wurde.at Each of the heat treatment systems described above is A method of forming the nitrogen-enriched layer the primary heat treatment is applied, preferably the carbonitriding, and in view on the cost and quality For example, gas carbonitriding is preferred. The gas carbonitriding can be done in an atmospheric Furnace using an atmospheric gas, the a carburizing gas to which ammonia has been added.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSHORT DESCRIPTION THE DRAWING

In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:

1 eine schematische Darstellung eines Wärmebehandlungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung im Querschnitt; 1 a schematic representation of a heat treatment system according to the present invention in cross section;

2 eine Darstellung eines Rillenkugellagers im Querschnitt; 2 an illustration of a deep groove ball bearing in cross section;

3 ein Diagramm des Zyklus' einer Wärmebehandlung; 3 a diagram of the cycle of a heat treatment;

4 ein Diagramm, das eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Wärmebehandlungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung enthält; 4 a diagram containing a schematic representation of the construction of a heat treatment system according to the present invention;

5 ein Diagramm des Zyklus' einer Wärmebehandlung für ein Wärmebehandlungssystem; 5 a diagram of the cycle of a heat treatment for a heat treatment system;

6 eine Querschnittsansicht, die eine schematische Darstellung eines Wärmebehandlungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung enthält; 6 a cross-sectional view containing a schematic representation of a heat treatment system according to the present invention;

7 eine Querschnittsansicht, die eine schematische Darstellung eines Wärmebehandlungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung enthält; 7 a cross-sectional view containing a schematic representation of a heat treatment system according to the present invention;

8 eine Querschnittsansicht eines Kegelrollenlagers; und 8th a cross-sectional view of a tapered roller bearing; and

9 eine Querschnittsansicht, die eine schematische Darstellung eines Wärmebehandlungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung enthält. 9 a cross-sectional view containing a schematic representation of a heat treatment system according to the present invention.

BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGBEST TYPE THE EXECUTION THE INVENTION

Es folgt eine Beschreibung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, angewandt bei einem Lagerbauteil, das ein Beispiel für ein Stahlbauteil darstellt.It follows a description of a first embodiment of the present invention Invention applied to a bearing component, which is an example of a steel component represents.

1 zeigt eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Wärmebehandlungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in der Figur dargestellt, weist dieses Wärmebehandlungssystem eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1, eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2, zwei Waschvorrichtungen 5 und 6, und eine Anlassvorrichtung 7 auf. Ein Lagerbauteil, das durch ein Formgebungsverfahren hergestellt wurde, zu dem beispielsweise Schmieden und anschließendes Drehen gehört (in der Zeichnung nicht dargestellt), wird fortlaufend durch die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2 geführt und in jeder der Vorrichtungen einem Erwärmungs- und einem Abkühlvorgang als jeweilige primäre Wärmebehandlung und sekundäre Wärmebehandlung unterzogen. 1 shows a schematic representation of the construction of a heat treatment system according to the present invention. As shown in the figure, this heat treatment system has a primary heat treatment device 1 , a secondary heat treatment device 2 , two washers 5 and 6 , and a starting device 7 on. A bearing member manufactured by a molding method including, for example, forging and subsequent turning (not shown in the drawing) is continuously passed through the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment device 2 and subjected in each of the apparatuses to a heating and a cooling process as respective primary heat treatment and secondary heat treatment.

Der Begriff „Lagerbauteil" bezeichnet ein Lagerbauteil eines Wälzlagers, wie z.B. eines Kugellagers, eines Kegelrollenlagers, eines Rollenlagers oder eines Nagellagers. Als Beispiel zeigt 2 ein Rillenkugellager 4, das als hauptsächliche strukturelle Elemente einen Außenring 41, einen Innenring 42 und Wälzkörper (Kugeln) 43 aufweist, und von diesen strukturellen Elementen beschreibt der Begriff „Lagerbauteile" in dieser Beschreibung jene Elemente, die einem Rollkontakt mit einem gegenüberliegenden Element ausgesetzt sind, nämlich den Außenring 41, den Innenring 42 und die Wälzkörper 43. Beispiele für die Materialien, die für diese Lagerbauteile verwendet werden können, umfassen Lagerstahl, wie z.B. SUJ2, wie er in der japanischen Industrienorm JIS vorgeschrieben ist, aber auch warmfesten Lagerstahl, der C: 0,6 bis 1,3 Gew.%, Si: 0,3 bis 3,0 Gew.%, Mn: 0,2 bis 1,5 Gew.%, Cr: 0,3 bis 5,0 Gew.% und Ni: 0,1 bis 3 Gew.% (und vorzugsweise auch Mo: 0,05 bis 0,25 Gew.% sowie V: 0,05 bis 1,0 Gew.%) aufweist, und Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der C: 0,4 bis 0,8 Gew.%, Si: 0,2 bis 0,9 Gew.%, Mn: 0,7 bis 1,3 Gew.% und Cr: nicht mehr als 0,7 Gew.% aufweist.The term "bearing member" refers to a bearing member of a rolling bearing such as a ball bearing, a tapered roller bearing, a roller bearing or a nail bearing 2 a deep groove ball bearing 4 , which is an outer ring as the main structural elements 41 , an inner ring 42 and rolling elements (balls) 43 and of these structural elements, the term "bearing components" in this specification describes those elements which are subjected to rolling contact with an opposing element, namely the outer ring 41 , the inner ring 42 and the rolling elements 43 , Examples of the materials that can be used for these bearing components include bearing steel such as SUJ2 as prescribed in Japanese Industrial Standard JIS, but also heat-resistant bearing steel having C: 0.6 to 1.3 wt.%, Si : 0.3 to 3.0% by weight, Mn: 0.2 to 1.5% by weight, Cr: 0.3 to 5.0% by weight, and Ni: 0.1 to 3% by weight (and preferably also Mo: 0.05 to 0.25% by weight and V: 0.05 to 1.0% by weight), and medium carbon steel, C: 0.4 to 0.8% by weight, Si: 0.2 to 0.9 wt%, Mn: 0.7 to 1.3 wt%, and Cr: not more than 0.7 wt%.

Die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 weist eine Heizvorrichtung 11 und eine Kühlvorrichtung 12 auf. In 1 ist für die Heizvorrichtung 11 ein kontinuierliches System dargestellt, aber es kann auch ein diskontinuierlicher Ofen verwendet werden. Die Heizvorrichtung 11 besteht beispielsweise aus einem atmosphärischen Ofen, der ein atmosphärisches Gas verwendet, das ein Aufkohlungsgas aufweist, welchem Ammoniak beigemengt wurde. Im Inneren dieser Heizvorrichtung 11 wird ein Lagerbauteil über eine vorherbestimmte Zeitspanne von beispielsweise 40 Minuten auf eine Temperatur T1 (zwischen 800°C und 900°C, beispielsweise 850°C) erwärmt, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt (primäre Erwärmung), wie in 3 dargestellt. Diese Erwärmung bewirkt, dass aktivierter Stickstoff in die Oberflächenschicht des Lagerbauteils eindiffundiert, wodurch diese Oberflächenschicht gehärtet wird (Gas-Karbonitrieren). Die primäre Erwärmung, die durch die Heizvorrichtung 11 durchgeführt wird, hat das primäre Ziel, eine mit Stickstoff angereicherte Schicht an der Oberfläche des Bauteils zu bilden, und es muss zumindest ein Nitrieren auftreten, obwohl ein Aufkohlen nicht unbedingt erforderlich ist. Abhängig von den Bedingungen kann jedoch ein Aufkohlen und ein Nitrieren unbedingt erforderlich sein, insbesondere in Fällen, bei welchen eine Entkohlung zu befürchten ist, oder in Fällen, bei welchen der Kohlenstoffgehalt des Stahls ungenügend ist und kein zufriedenstellender Härtewert erreicht werden kann. Bei der Heizvorrichtung 11 kann auch ein Vakuumofen, ein Salzbadofen, eine Induktionsheizvorrichtung oder Ähnliches Anwendung finden. Nach der Wärmebehandlung wird das Lagerbauteil durch die Kühlvorrichtung 12 bis unter den Ms-Punkt abgekühlt (beispielsweise durch Ölkühlung) und wird dann zu einer Waschvorrichtung 5 transportiert, um das Bauteil zu waschen und die Kühlflüssigkeit zu entfernen.The primary heat treatment device 1 has a heater 11 and a cooling device 12 on. In 1 is for the heater 11 a continuous system is shown, but a discontinuous furnace may also be used. The heater 11 For example, it consists of an atmospheric furnace using an atmospheric gas having a carburizing gas to which ammonia has been added. Inside this heater 11 For example, a bearing member is heated for a predetermined period of, for example, 40 minutes to a temperature T1 (between 800 ° C and 900 ° C, for example 850 ° C) which is above the A1 transformation point (primary heating), as in 3 shown. This heating causes activated nitrogen to diffuse into the surface layer of the bearing component, whereby this surface layer is hardened (gas carbonitriding). The primary heating caused by the heater 11 The primary goal is to form a nitrogen-enriched layer on the surface of the component, and at least nitriding must occur, although carburizing is not necessarily required. However, depending on the conditions, carburizing and nitriding may be absolutely necessary, especially in cases where decarburization is to be feared, or in cases where the carbon content of the steel is insufficient and a satisfactory hardness value can not be obtained. At the heater 11 may also find a vacuum oven, a salt bath oven, an induction heater or the like. After the heat treatment, the bearing component is passed through the cooling device 12 cooled to below the Ms point (for example by oil cooling) and then becomes a washing device 5 transported to the component wash and remove the coolant.

Wie in 1 dargestellt, wird ein Lagerbauteil, das in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 einem Karbonitrierverfahren unterzogen wurde, dann der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 zugeführt. Die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2 weist eine Heizvorrichtung 21 zur Durchführung der Induktionserwärmung, wie z.B. der Hochfrequenz-Erwärmung, und eine Kühlvorrichtung 22 auf. Das Lagerbauteil, das der Heizvorrichtung 21 zugeführt wird, wird in einem geeigneten Abstand zu einem Induktor (in der Figur nicht dargestellt) positioniert, und wird dann, wie in 3 dargestellt, über eine vorherbestimmte Zeitspanne (beispielsweise 1,5 bis 2 Sekunden) bei einer sekundären Erwärmungstemperatur T2 (beispielsweise 880°C bis 900°C), die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, einer Induktionserwärmung (se kundäre Erwärmung) unterzogen, indem der Induktor elektrisch leitend gemacht wird. 3 zeigt als sekundäre Erwärmungstemperatur T2 eine Temperatur, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, aber unter der primären Erwärmungstemperatur T1 in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1; die Obergrenze der sekundären Erwärmungstemperatur T2 kann jedoch auch T1 überschreiten. Bei der Induktionserwärmung können die Erwärmungstemperatur und die Erwärmungszeit präzise geregelt werden, und die Behandlung kann in kurzer Zeit durchgeführt werden. Folglich können die Austenitkristallkörner in der Mikrostruktur der Lagerbauteile verkleinert werden. Zu diesem Zeitpunkt kann die Frage, ob die Austenitkristallkörner verkleinert werden oder nicht, durch das Produkt aus der Erwärmungstemperatur und der Erwärmungszeit beurteilt werden. Wenn beispielsweise die maximale Erwärmungstemperatur in einer Induktionsheizvorrichtung niedrig ist, können die Austenitkristallkörner verkleinert werden, indem die Erwärmungszeit verlängert wird.As in 1 is shown, a bearing component, which is in the primary heat treatment device 1 subjected to a carbonitriding process, then the secondary heat treatment apparatus 2 fed. The secondary heat treatment device 2 has a heater 21 for performing induction heating, such as high frequency heating, and a cooling device 22 on. The bearing component, that of the heater 21 is positioned at an appropriate distance from an inductor (not shown in the figure), and then, as in FIG 3 shown exposed to induction heating (secondary heating) for a predetermined period of time (eg, 1.5 to 2 seconds) at a secondary heating temperature T2 (for example, 880 ° C to 900 ° C) higher than the A1 transformation point Inductor is made electrically conductive. 3 shows, as the secondary heating temperature T2, a temperature higher than the A1 transformation point but lower than the primary heating temperature T1 in the primary heat treatment apparatus 1 ; however, the upper limit of the secondary heating temperature T2 may exceed T1. In the induction heating, the heating temperature and the heating time can be precisely controlled, and the treatment can be carried out in a short time. Consequently, the austenite crystal grains in the microstructure of the bearing components can be downsized. At this time, the question as to whether the austenite crystal grains are reduced or not can be judged by the product of the heating temperature and the heating time. For example, when the maximum heating temperature in an induction heater is low, the austenite crystal grains can be downsized by prolonging the heating time.

Nach der Vollendung dieser Erwärmung wird das Lagerbauteil zur Kühlvorrichtung 22 transportiert und (beispielsweise durch Ölkühlung) bis unter den Ms-Punkt gekühlt, um das Abschrecken zu bewirken. Anstatt das Lagerbauteil zu einer Kühlvorrichtung 22 zu transportieren, die von der Heizvorrichtung 21 getrennt ist, wie bei dem obigen Beispiel, kann das Lagerbauteil auch einer Sprühkühlung unterzogen werden, während es sich immer noch am Ort der Induktionserwärmung im Inneren der Heizvorrichtung 21 befindet.After completion of this heating, the bearing component becomes the cooling device 22 transported and cooled (for example, by oil cooling) to below the Ms point to effect quenching. Instead of the bearing component to a cooling device 22 to be transported by the heater 21 is separate, as in the above example, the bearing component may also be subjected to spray cooling while still at the point of induction heating inside the heater 21 located.

Nach der Vollendung der vorgenannten sekundären Wärmebehandlung wird das Lagerbauteil in der Waschvorrichtung 6 gewaschen, um die Kühlflüssigkeit zu entfernen, und wird dann zur Anlassvorrichtung 7 transportiert, in der das Anlassen bei einer geeigneten Temperatur T3 (beispielsweise 180°C) durchgeführt wird, wie in 3 dargestellt. Dieses Anlassen erfolgt durch Induktionserwärmung, wie z.B. durch Hochfrequenz-Erwärmung.After completion of the aforementioned secondary heat treatment, the bearing component becomes in the washing device 6 washed to remove the cooling liquid, and then becomes the starting device 7 in which the tempering is carried out at a suitable temperature T3 (for example 180 ° C), as in 3 shown. This annealing is done by induction heating, such as by high frequency heating.

Bei der vorstehenden Beschreibung wurde als Kühlverfahren in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 die Ölkühlung angewendet, aber es können auch andere Kühlverfahren wie die Wasserkühlung, die Luftkühlung oder die Gaskühlung Anwendung finden, und es können auch unterschiedliche Kühlverfahren für die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2 verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform wurden die Waschvorrichtungen 5 und 6 vorgesehen, da sowohl bei der primären Wärmebehandlung als auch bei der sekundären Wärmebehandlung eine Ölkühlung angewendet wird, doch diese Waschvorrichtungen wären unnötig, wenn eine Wasserkühlung, eine Luftkühlung oder eine Gaskühlung Anwendung fände.In the above description, as the cooling method in the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment device 2 oil cooling is used, but other cooling methods such as water cooling, air cooling or gas cooling may be used, and there may be different cooling methods for the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment device 2 be used. In this embodiment, the washing devices 5 and 6 because oil cooling is used in both the primary heat treatment and the secondary heat treatment, but these washers would be unnecessary if water cooling, air cooling or gas cooling were used.

Da bei einem Lagerbauteil, das der Wärmebehandlung mit den vorstehend beschriebenen Schritten unterzogen wurde, eine mit Stickstoff angereicherte Schicht (mit einem Stickstoffgehalt von 0,1 bis 0,7 Gew.%) an der Oberflächenschicht des Bauteils gebildet wird, kann eine hohe Härte von mehr als Hv700 erzielt werden, und die Austenitkörner in der Mikrostruktur werden in ihrer Größe reduziert, um eine Austenitkorngrößennummer über 10 hervorzubringen. Außerdem beträgt der Bruchspannungswert für das Lagerbauteil mindestens 2650 MPa, die Wasserstoffkonzentration im Stahl ist nicht größer als 0,5 ppm, und der Austenit-Restgehalt im Stahl liegt zwischen 13 und 25%, was bei weitem bessere physikalische Eigenschaften sind als bei herkömmlichen Bauteilen. Als Folge der vorgenannten Eigenschaften können die Beständigkeit gegen Rissbildung und die Abriebfestigkeit verbessert werden, und eine deutliche Verbesserung der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung kann ebenfalls erreicht werden.There in a bearing component, the heat treatment with the above subjected to the steps described, a nitrogen-enriched Layer (with a nitrogen content of 0.1 to 0.7 wt.%) At the surface layer of the component, a high hardness of more than Hv700 can be achieved and austenite grains in the microstructure are reduced in size to yield an austenite grain size number above 10. Furthermore is the breaking stress value for the bearing component at least 2650 MPa, the hydrogen concentration in the steel is not bigger than 0.5 ppm, and the austenite residual content in the steel is between 13 and 25%, which are far better physical properties than with conventional components. As a result of the aforementioned properties, the resistance improved against cracking and abrasion resistance, and a significant improvement in life in relation to Rolling fatigue can also be achieved.

Bei der vorliegenden Erfindung verwenden, wie vorstehend beschrieben, sowohl die Heizvorrichtung 21 der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 als auch die Anlassvorrichtung 7, die nach der sekundären Wärmebehandlung eingesetzt wird, eine Induktionsheizvorrichtung, wie z.B. eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung, und falls eine Induktionserwärmung Anwendung findet, ist der Heizwirkungsgrad besser und die Erwärmungszeit beträchtlich kürzer als in den Fällen, in denen eine Erwärmung mit atmosphärischem Gas in einem atmosphärischen Ofen oder Ähnlichem durchgeführt wird, und da außerdem bei der Induktionserwärmung elektrische Energie verwendet wird, ist die Regelung der Heizleistung auch sehr einfach. Demzufolge können durch angemessene Regelung der Heizleistung, entweder durch Variieren der Leistungsaufnahme des Induktors der Heizvorrichtung 21 und/oder der Anlassvorrichtung 7 oder durch Variieren der Erwärmungszeit, die Erwärmungszeiten, die für die beiden Erwärmungsschritte notwendig sind, auf einfache Weise angeglichen werden. Folglich kann die Notwendigkeit, wärmebehandelte Produkte in der Fertigungslinie anzuhalten, auf ein Minimum beschränkt werden, und die Stillstandszeiten, die für die verschiedenen Maschinen erforderlich sind, können verringert werden, wodurch eine Verbesserung der Effizienz der Wärmebehandlung über das gesamte System hinweg ermöglicht wird.In the present invention, as described above, both use the heater 21 the secondary heat treatment device 2 as well as the starting device 7 used after the secondary heat treatment, an induction heating device such as a high frequency heating device, and if induction heating is used, the heating efficiency is better and the heating time is considerably shorter than in cases where atmospheric gas heating in an atmospheric one Furnace or the like is carried out, and also because in the induction heating electrical energy is used, the control of the heating power is also very simple. Accordingly, by properly controlling the heating power, either by varying the power consumption of the inductor gate of the heater 21 and / or the starting device 7 or by varying the heating time, the heating times necessary for the two heating steps can be easily adjusted. Consequently, the need to stop heat treated products in the production line can be minimized, and the downtime required for the various machines can be reduced, thereby enabling an improvement in the heat treatment efficiency throughout the system.

Darüber hinaus bietet die Induktionserwärmung eine Reihe von Vorteilen, zu welchen die Fähigkeit zählt, jedes Bauteil Stück für Stück gleichmäßig zu erwärmen, die Fähigkeit, die Erwärmung mit einem verbesserten Heizwirkungsgrad und kürzeren Erwärmungszeiten durchzuführen, die Fähigkeit, eine örtliche Erwärmung durchzuführen, die Freiheit, die Dicke der gehärteten Schicht zu bestimmen, und die Fähigkeit, die Zeitfestigkeit durch Druckrestspannung an der Oberfläche zu verbessern, indem ein schnelles Erwärmen und ein schnelles Abkühlen ermöglicht wird; folglich können durch die Durchführung der Induktionserwärmung sowohl in der Heizvorrichtung 21 als auch in der Anlassvorrichtung 7 weitere Senkungen der Kosten der Lagerbauteile und weitere Verbesserungen der Qualität und der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung erzielt werden.In addition, induction heating offers a number of advantages, including the ability to uniformly heat each component piece by piece, the ability to perform heating with improved heating efficiency and shorter heating times, the ability to perform localized heating, the freedom to to determine the thickness of the cured layer and the ability to improve the compressive residual surface fatigue strength by allowing rapid heating and rapid cooling; consequently, by performing the induction heating both in the heater 21 as well as in the starting device 7 Further reductions in the cost of bearing components and further improvements in quality and life in relation to rolling fatigue can be achieved.

Es folgt eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der Lagerbauteile eines Rillenkugellagers gemäß 2 als Beispiele für Stahlbauteile verwendet werden.The following is a description of a second embodiment of the present invention, in the bearing components of a deep groove ball bearing according to 2 be used as examples of steel components.

4 ist ein Diagramm, das eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Wärmebehandlungssystems gemäß dieser zweiten Ausführungsform enthält. Dieses Wärmebehandlungssystem weist eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2 auf. Ein Lagerbauteil, das durch ein Formgebungsverfahren hergestellt wurde, zu dem Schmieden und/oder Drehen oder Ähnliches gehört (in der Zeichnung nicht dargestellt), wird fortlaufend durch die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2 geführt und in jeder der Vorrichtungen einer zweistufigen Wärmebehandlung bestehend aus Erwärmen und Abkühlen unterzogen. 4 FIG. 15 is a diagram schematically showing the construction of a heat treatment system according to this second embodiment. FIG. This heat treatment system has a primary heat treatment device 1 and a secondary heat treatment device 2 on. A bearing member manufactured by a molding method including forging and / or turning or the like (not shown in the drawing) is continuously passed through the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment device 2 guided and subjected in each of the devices of a two-stage heat treatment consisting of heating and cooling.

Die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 weist eine Heizvorrichtung 11, eine Kühlvorrichtung 12 und eine Waschvorrichtung 13 auf. Die Heizvorrichtung 11 besteht beispielsweise aus einem Heizofen, der das Lagerbauteil in einem atmosphärischen Gas erwärmt, das ein Aufkohlungsgas aufweist, welchem Ammoniak beigemengt wurde. Im Inneren dieser Heizvorrichtung 11 wird das Lagerbauteil über eine vorherbestimmte Zeitspanne (beispielsweise 40 Minuten) auf eine primäre Erwärmungstemperatur T1 (zwischen 800°C und 950°C, beispielsweise 850°C) erwärmt, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt (primäre Erwärmung), wie in 5 dargestellt; diese Erwärmung bewirkt, dass aktivierter Stickstoff in die Oberflächenschicht des Lagerbauteils eindiffundiert, wodurch eine mit Stickstoff angereicherte Schicht (bei diesem Beispiel eine karbonitrierte Schicht) gebildet wird. Diese primäre Erwärmung hat das primäre Ziel, eine mit Stickstoff angereicherte Schicht an der Oberfläche des Bauteils zu bilden, und es muss zumindest ein Nitrieren auftreten, obwohl ein Aufkohlen nicht unbedingt erforderlich ist. Abhängig von den Bedingungen kann jedoch ein Aufkohlen und ein Nitrieren unbedingt erforderlich sein, insbesondere in Fällen, bei welchen eine Entkohlung zu befürchten ist, oder in Fällen, bei welchen der Kohlenstoffgehalt des Stahls ungenügend ist und kein zufriedenstellender Härtewert erreicht werden kann. Nach der Wärmebehandlung wird das Lagerbauteil, wie in 5 dargestellt, durch die Kühlvorrichtung 12 bis unter den Ms-Punkt abgekühlt (beispielsweise durch Ölkühlung) und wird dann zur Waschvorrichtung 13 transportiert, um das Bauteil zu waschen und die Kühlflüssigkeit (beispielsweise das Öl) zu entfernen. In der Kühlvorrichtung 12 kann das Bauteil, anstatt es auf eine Temperatur unterhalb des Ms-Punkts abzukühlen, auch auf einer konstanten Temperatur von etwa 500°C gehalten werden. Darüber hinaus ist in 4 ein kontinuierlicher Heizofen als Heizvorrichtung 11 für die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 dargestellt, doch es kann auch ein diskontinuierlicher Heizofen 11' Anwendung finden, wie es durch die gestrichelten Linien in der gleichen Figur dargestellt ist. In ähnlicher Weise wird gemäß 4 für die Kühlvorrichtung 12 in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 die Ölkühlung angewendet, doch es kann auch eine Kühlvorrichtung 12' angewendet werden, die mit Luftkühlung oder Gaskühlung arbeitet, beispielsweise mit einer Kühlung mit N2-Gas, wie durch die gestrichelten Linien in der gleichen Figur dargestellt. Da in einem derartigen Fall keine Kühlflüssigkeit in der Kühlvorrichtung 12' an dem Lagerbauteil haften bleibt, kann die nachfolgende Waschvorrichtung 13 entfallen, und das System kann so strukturiert sein, dass die Lagerbauteile direkt von der Kühlvorrichtung 12' zur Heizvorrichtung 21 der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 laufen. Dies macht es nicht nur möglich, den Aufbau der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 zu vereinfachen, sondern verkürzt auch die Verarbeitungszeit.The primary heat treatment device 1 has a heater 11 , a cooler 12 and a washing device 13 on. The heater 11 For example, it consists of a heating furnace that heats the bearing member in an atmospheric gas having a carburizing gas to which ammonia has been added. Inside this heater 11 For example, the bearing member is heated to a primary heating temperature T1 (between 800 ° C and 950 ° C, for example 850 ° C) for a predetermined period of time (e.g., 40 minutes) which is above the A1 transformation point (primary heating), as in FIG 5 shown; this heating causes activated nitrogen to diffuse into the surface layer of the bearing component, thereby forming a nitrogen-enriched layer (a carbonitrided layer in this example). This primary heating has the primary goal of forming a nitrogen-enriched layer on the surface of the component, and at least nitriding must occur, although carburizing is not essential. However, depending on the conditions, carburizing and nitriding may be absolutely necessary, especially in cases where decarburization is to be feared, or in cases where the carbon content of the steel is insufficient and a satisfactory hardness value can not be obtained. After the heat treatment, the bearing component becomes, as in 5 represented by the cooling device 12 cooled to below the Ms point (for example by oil cooling) and then to the washing device 13 transported to wash the component and remove the cooling liquid (for example, the oil). In the cooler 12 For example, rather than cooling the component to a temperature below the Ms point, the component may also be maintained at a constant temperature of about 500 ° C. In addition, in 4 a continuous heating stove as a heating device 11 for the primary heat treatment device 1 but it can also be a discontinuous heating stove 11 ' Application, as shown by the dashed lines in the same figure. Similarly, according to 4 for the cooling device 12 in the primary heat treatment device 1 The oil cooling is applied, but it can also be a cooling device 12 ' applied, which works with air cooling or gas cooling, for example, with a cooling with N 2 gas, as shown by the dashed lines in the same figure. In such a case, there is no cooling liquid in the cooling device 12 ' adheres to the bearing component, the subsequent washing device 13 eliminated, and the system can be structured so that the bearing components directly from the cooling device 12 ' to the heater 21 the secondary heat treatment device 2 to run. This not only makes possible the construction of the primary heat treatment apparatus 1 but also shortens the processing time.

Nachdem es der Wärmebehandlung in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 unterzogen wurde, wird das Lagerbauteil über eine Transportvorrichtung, wie z.B. über ein Fördermittel, zur sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 transportiert. Die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2 weist eine Heizvorrichtung 21, eine Kühlvorrichtung 22, eine Waschvorrichtung 23 und eine Anlassvorrichtung 24 auf. Die Heizvorrichtung 21 ist eine Vorrichtung zum Erwärmen des Lagerbauteils durch Induktionserwärmung (wie z.B. Hochfrequenz-Erwärmen), und besteht aus einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung. In der Heizvorrichtung 21 wird jedes Lagerbauteil stückweise behandelt und wird, wie in 5 dargestellt, über eine vorherbestimmte Zeitspanne bei einer sekundären Erwärmungstemperatur T2, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, einer Induktionserwärmung unterzogen. 5 zeigt einen Fall, bei dem die sekundäre Erwärmungstemperatur T2 niedriger ist als die primäre Erwärmungstemperatur T1; die Obergrenze der sekundären Erwärmungstemperatur T2 kann jedoch auch T1 überschreiten. Bei der Induktionserwärmung können die Erwärmungstemperatur und die Erwärmungszeit präzise geregelt werden, und die Behandlung kann in kurzer Zeit durchgeführt werden. Folglich können die Austenitkristallkörner in der Mikrostruktur der Lagerbauteile verkleinert werden. Da die Erwärmung jedes Lagerbauteils stückweise durchgeführt wird, können außerdem mangelnde Einheitlichkeit in der Qualität der Wärmebehandlung in jedem einzelnen Lagerbauteil und Schwankungen in der Qualität der Wärmebehandlung über unterschiedliche Lagerbauteile hinweg auf ein Minimum beschränkt werden. Wie in 5 dargestellt, wird nach der Wärmebehandlung das Lagerbauteil in der Kühlvorrichtung 22 (beispielsweise durch Ölkühlung) bis unter den Ms-Punkt abgekühlt und dann zur Waschvorrichtung 23 transportiert, um das Bauteil zu waschen und die Kühlflüssigkeit zu entfernen. Dann wird das Lagerbauteil zur Anlassvorrichtung 24 transportiert und bei einer geeigneten Temperatur T3 (beispielsweise 180°C) angelassen. Die Anlassvorrichtung 24 kann auch von der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 getrennt angeordnet sein. Außerdem kann die Waschvorrichtung 23 entfallen, wenn die Kühlvorrichtung 22 mit Luftkühlung, Gaskühlung oder Wasserkühlung arbeitet.After doing the heat treatment in the primary heat treatment device 1 has undergone the bearing component via a transport device, such as via a conveyor to the secondary heat treatment device 2 trans ported. The secondary heat treatment device 2 has a heater 21 , a cooler 22 , a washing device 23 and a starting device 24 on. The heater 21 is a device for heating the bearing member by induction heating (such as high-frequency heating), and consists of a high-frequency heating device. In the heater 21 Each bearing component is treated piece by piece and will, as in 5 shown subjected to induction heating for a predetermined period of time at a secondary heating temperature T2, which is above the A1 transformation point. 5 shows a case where the secondary heating temperature T2 is lower than the primary heating temperature T1; however, the upper limit of the secondary heating temperature T2 may exceed T1. In the induction heating, the heating temperature and the heating time can be precisely controlled, and the treatment can be carried out in a short time. Consequently, the austenite crystal grains in the microstructure of the bearing components can be downsized. In addition, since the heating of each bearing member is performed piecewise, a lack of uniformity in the quality of the heat treatment in each bearing member and variations in the quality of heat treatment across different bearing members can be minimized. As in 5 shown, after the heat treatment, the bearing component in the cooling device 22 (For example, by oil cooling) cooled to below the Ms point and then to the washing device 23 transported to wash the component and to remove the cooling liquid. Then the bearing component becomes the starting device 24 transported and tempered at a suitable temperature T3 (for example, 180 ° C). The starting device 24 can also from the secondary heat treatment device 2 be arranged separately. In addition, the washing device 23 omitted when the cooling device 22 works with air cooling, gas cooling or water cooling.

Bei einem Lagerbauteil, das der Wärmebehandlung mit den vorstehend beschriebenen Schritten unterzogen wurde, wird eine mit Stickstoff angereicherte Schicht (mit einem Stickstoffgehalt von 0,1 bis 0,7 Gew.%) an der Oberflächenschicht des Bauteils gebildet, was bedeutet, dass eine hohe Härte von mehr als Hv700 erzielt werden kann, und die Austenitkörner in der Mikrostruktur werden in ihrer Größe reduziert, um eine Kristallkorngrößennummer über 10 hervorzubringen. Außerdem beträgt der Bruchspannungswert für das Lagerbauteil mindestens 2650 MPa, die Wasserstoffkonzentration im Stahl ist nicht größer als 0,5 ppm, und der Austenit-Restgehalt im Stahl liegt zwischen 13 und 25%, was bei weitem bessere physikalische Eigenschaften sind als bei herkömmlichen Bauteilen. Als Folge der vorgenannten Eigenschaften können die Beständigkeit gegen Rissbildung und die Abriebfestigkeit verbessert werden, und eine deutliche Verbesserung der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung kann ebenfalls erreicht werden.at a bearing component, the heat treatment has been subjected to the steps described above a nitrogen-enriched layer (with a nitrogen content from 0.1 to 0.7% by weight) is formed on the surface layer of the component, which means a high hardness of more than Hv700 can be achieved, and the austenite grains in The microstructure is reduced in size to yield a crystal grain size number greater than 10. Furthermore is the breaking stress value for the bearing component at least 2650 MPa, the hydrogen concentration in the steel is not bigger than 0.5 ppm, and the austenite residual content in the steel is between 13 and 25%, which are far better physical properties as with conventional Components. As a result of the aforementioned properties, the resistance improved against cracking and abrasion resistance, and a significant improvement in life in relation to Rolling fatigue can also be achieved.

Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der Lagerbauteile eines Rillenkugellagers gemäß 2 als Beispiele für die Stahlbauteile verwendet werden.Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described in the bearing components of a deep groove ball bearing according to 2 be used as examples of the steel components.

6 zeigt eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Wärmebehandlungssystems gemäß dieser dritten Ausführungsform. Wie in der Figur dargestellt, weist dieses Wärmebehandlungssystem eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1, eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2, Waschvorrichtungen 3 und 5 und eine Anlassvorrichtung 6 auf. Ein Lagerbauteil, das durch ein Formgebungsverfahren hergestellt wurde, zu dem Schmieden und anschließendes Drehen oder Ähnliches gehört (in der Zeichnung nicht dargestellt), wird fortlaufend durch die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2 geführt und in jeder der Vorrichtungen jeweils als primäre Wärmebehandlung und als sekundäre Wärmebehandlung erwärmt und abgekühlt. 6 shows a schematic representation of the construction of a heat treatment system according to this third embodiment. As shown in the figure, this heat treatment system has a primary heat treatment device 1 , a secondary heat treatment device 2 , Washing devices 3 and 5 and a starting device 6 on. A bearing member manufactured by a molding process including forging and subsequent turning or the like (not shown in the drawing) is continuously passed through the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment device 2 and heated and cooled in each of the devices respectively as a primary heat treatment and as a secondary heat treatment.

Die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 weist eine Heizvorrichtung 11 und eine Kühlvorrichtung 12 auf. In 6 ist ein kontinuierliches System als Heizvorrichtung 11 dargestellt, aber es kann auch ein diskontinuierlicher Ofen verwendet werden. Die Heizvorrichtung 11 besteht beispielsweise aus einem atmosphärischen Ofen, der ein atmosphärisches Gas verwendet, das ein Aufkohlungsgas aufweist, welchem Ammoniak beigemengt wurde. Im Inneren des Ofens dieser Heizvorrichtung 11 wird ein Lagerbauteil über eine vorherbestimmte Zeitspanne von beispielsweise 40 Minuten auf eine Temperatur T1 (zwischen 800°C und 900°C, beispielsweise 850°C) erwärmt, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt (primäre Erwärmung), wie in 3 dargestellt. Diese Erwärmung bewirkt, dass aktivierter Stickstoff in die Oberflächenschicht des Lagerbauteils eindiffundiert, wodurch diese Oberflächenschicht gehärtet wird (Gas-Karbonitrieren). Die Heizvorrichtung 11 hat das primäre Ziel, eine mit Stickstoff angereicherte Schicht an der Oberfläche des Bauteils zu bilden, und es muss zumindest ein Nitrieren auftreten, obwohl ein Aufkohlen nicht unbedingt erforderlich ist. Abhängig von den Bedingungen kann jedoch ein Aufkohlen und ein Nitrieren unbedingt erforder lich sein, insbesondere in Fällen, bei welchen eine Entkohlung zu befürchten ist, oder in Fällen, bei welchen der Kohlenstoffgehalt des Stahls ungenügend ist und kein zufriedenstellender Härtewert erreicht werden kann. Bei der Heizvorrichtung 11 kann auch ein Vakuumofen, ein Salzbadofen, eine Induktionsheizvorrichtung oder Ähnliches Anwendung finden. Nach der Wärmebehandlung wird das Lagerbauteil durch die Kühlvorrichtung 12 bis unter den Ms-Punkt abgekühlt (beispielsweise durch Ölkühlung) und wird dann zur Waschvorrichtung 3 transportiert, um das Bauteil zu waschen und die Kühlflüssigkeit zu entfernen.The primary heat treatment device 1 has a heater 11 and a cooling device 12 on. In 6 is a continuous system as a heating device 11 but a discontinuous furnace may be used. The heater 11 For example, it consists of an atmospheric furnace using an atmospheric gas having a carburizing gas to which ammonia has been added. Inside the furnace of this heater 11 For example, a bearing member is heated for a predetermined period of, for example, 40 minutes to a temperature T1 (between 800 ° C and 900 ° C, for example 850 ° C) which is above the A1 transformation point (primary heating), as in 3 shown. This heating causes activated nitrogen to diffuse into the surface layer of the bearing component, whereby this surface layer is hardened (gas carbonitriding). The heater 11 The primary goal is to form a nitrogen-enriched layer on the surface of the component, and at least nitriding must occur, although carburizing is not essential. However, depending on the conditions, carburizing and nitriding may be absolutely necessary, especially in cases where decarburization is to be feared, or in cases where the carbon content of the steel is insufficient and a satisfactory hardness value can not be obtained. At the heater 11 may also find a vacuum oven, a salt bath oven, an induction heater or the like. After the heat The bearing component is acted upon by the cooling device 12 cooled to below the Ms point (for example by oil cooling) and then to the washing device 3 transported to wash the component and to remove the cooling liquid.

Wie in 6 dargestellt, wird ein Lagerbauteil, das in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 karbonitriert wurde, dann über eine Transportvorrichtung, wie z.B. über ein Fördermittel, der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 zugeführt. Die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2 wird zum Hochfrequenz-Abschrecken verwendet und weist eine Heizvorrichtung 21 und eine Kühlvorrichtung 22 auf. Wie in 3 dargestellt, wird das Lagerbauteil dann über eine vorherbestimmte Zeitspanne in der Heizvorrichtung 21 einer Induktionserwärmung bei einer Temperatur T2 unterzogen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt (sekundäre Erwärmung). Da diese sekundäre Erwärmung in kurzer Zeit durch Induktionserwärmung erfolgt, können selbstverständlich in dem Fall, in dem die Erwärmung bei einer Temperatur erfolgt, die niedriger ist als die primäre Erwärmungstemperatur T1, und sogar in dem Fall, in dem die Induktionserwärmung bei einer Temperatur erfolgt, die über der primären Erwärmungstemperatur T1 liegt, die Austenitkörner im Stahl in ihrer Größe reduziert werden, indem die Erwärmungstemperatur und die Erwärmungszeit eingestellt werden. Nach Vollendung dieser Erwärmung wird das Lagerbauteil zur Kühlvorrichtung 22 transportiert und (beispielsweise durch Ölkühlung) bis unter den Ms-Punkt abgekühlt, um ein Abschrecken zu bewirken. Anstatt die Kühlung in einer Kühlvorrichtung 22 durchzuführen, die von der Heizvorrichtung 21 unabhängig ist, wie bei dem obigen Beispiel, kann das Lagerbauteil auch abgekühlt werden, während es sich immer noch am Ort der Induktionserwärmung im Inneren der Heizvorrichtung 21 befindet. Um nach dem Abschrecken eine zufriedenstellende Präzision betreffend die Abmessungen zu gewähr leisten, kann in der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 nach der Hochfrequenz-Erwärmung ein Abschrecken mittels Formwerkzeug erfolgen. Ein derartiges Abschrecken mittels Formwerkzeug ermöglicht eine Verbesserung der Präzision dünnwandiger Bauteile, wie z.B. der Außenring und der Innenring eines Rollenlagers, sowie von Bauteilen mit variierender Dicke, wie der Außenring und der Innenring eines Kegelrollenlagers, was bedeutet, dass eine vorteilhafte Lagerleistung mit hoher Stabilität erreicht werden kann. Der Begriff „Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs" bezeichnet eine Behandlung, bei der das Abschrecken erfolgt, während der erwärmte Gegenstand durch ein Formwerkzeug eingespannt wird, und er umfasst das Pressabschrecken, bei dem der Gegenstand eingespannt wird, indem Druck auf das Formwerkzeug ausgeübt wird.As in 6 is shown, a bearing component, which is in the primary heat treatment device 1 was carbonitrided, then via a transport device, such as via a conveyor, the secondary heat treatment device 2 fed. The secondary heat treatment device 2 is used for high frequency quenching and has a heater 21 and a cooling device 22 on. As in 3 illustrated, the bearing component is then in the heater for a predetermined period of time 21 subjected to induction heating at a temperature T2 higher than the A1 transformation point (secondary heating). Since this secondary heating is done in a short time by induction heating, of course, in the case where the heating is carried out at a temperature lower than the primary heating temperature T1, and even in the case where the induction heating is at a temperature, which is above the primary heating temperature T1, the austenite grains in the steel are reduced in size by adjusting the heating temperature and the heating time. Upon completion of this heating, the bearing component becomes the cooling device 22 transported and cooled (for example, by oil cooling) to below the Ms point to effect quenching. Instead of cooling in a cooler 22 to carry out the heating 21 is independent, as in the above example, the bearing component can also be cooled while it is still at the place of induction heating inside the heater 21 located. In order to ensure a satisfactory dimensional accuracy after quenching, in the secondary heat treatment apparatus 2 after the high-frequency heating, quenching takes place by means of a molding tool. Such quenching by means of a molding tool makes it possible to improve the precision of thin-walled components, such as the outer ring and inner ring of a roller bearing, and components of varying thickness, such as the outer ring and the inner ring of a tapered roller bearing, which means that achieves an advantageous bearing performance with high stability can be. The term "quenching by a mold" refers to a treatment in which the quenching takes place while the heated article is being clamped by a mold, and includes the press quenching, in which the article is clamped by applying pressure to the mold.

Nach der Vollendung der sekundären Wärmebehandlung; wird das Lagerbauteil aus der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 entfernt, in der Waschvorrichtung 5 gewaschen, um die Kühlflüssigkeit zu entfernen, und dann zur Anlassvorrichtung 6 transportiert, in der das Anlassen bei einer geeigneten Temperatur T3 (beispielsweise 180°C) erfolgt, wie in 3 dargestellt. Um die Behandlungseffizienz durch Verkürzung der Erwärmungszeit zu verbessern, erfolgt dieses Anlassen vorzugsweise unter Anwendung von Induktionserwärmung, wie z.B. Hochfrequenz-Erwärmung.After the completion of the secondary heat treatment; The bearing component becomes the secondary heat treatment device 2 removed, in the washing device 5 washed to remove the cooling liquid, and then to the starting device 6 in which the tempering takes place at a suitable temperature T3 (for example 180 ° C), as in 3 shown. In order to improve the treatment efficiency by shortening the heating time, this tempering is preferably performed using induction heating such as high frequency heating.

Ein Sensor 9, der ein berührungsloses Verfahren anwendet, um die Temperatur (die Oberflächentemperatur) des Lagerbauteils zu erfassen, das der Induktionserwärmung unterzogen wird, ist in der Heizvorrichtung 21 der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 vorgesehen. Zu Beispielen von Sensoren, die als Sensor 9 verwendet werden können, zählen Infrarot-Temperatursensoren. Im Inneren der Heizvorrichtung 21 wird das Lagerbauteil in einem vorherbestimmten Abstand zu einem Induktor, der in der Figur nicht dargestellt ist, gestützt, und der Sensor 9 misst die Temperatur des gestützten Lagerbauteils unter Anwendung eines berührungslosen Verfahrens und übermittelt den erfassten Wert an eine Regelvorrichtung 8. Unter Verwendung der erfassten Temperaturdaten bestimmt die Regelvorrichtung 8, ob das Lagerbauteil, das erwärmt wird, die vorherbestimmte sekundäre Erwärmungstemperatur T2 erreicht hat oder nicht, und ob die Temperatur des Bauteils innerhalb eines vorherbestimmten Temperaturbereichs liegt oder nicht; auf der Basis der Ergebnisse dieser Bestimmungen regelt sie die Induktionsheizvorrichtung 21. Die Regelung der Induktionsheizvorrichtung 21 wird hauptsächlich dadurch erreicht, dass entweder die Energie geändert wird, die dem Induktor zugeführt wird, oder die Erwärmungszeit.A sensor 9 Using a non-contact method to detect the temperature (the surface temperature) of the bearing member subjected to the induction heating is in the heater 21 the secondary heat treatment device 2 intended. Examples of sensors that act as a sensor 9 can be used include infrared temperature sensors. Inside the heater 21 the bearing member is supported at a predetermined distance to an inductor, not shown in the figure, and the sensor 9 measures the temperature of the supported bearing component using a non-contact method and transmits the detected value to a control device 8th , Using the sensed temperature data, the controller determines 8th whether the bearing member being heated has reached the predetermined secondary heating temperature T2 or not and whether the temperature of the component is within a predetermined temperature range or not; On the basis of the results of these determinations, it regulates the induction heater 21 , The regulation of the induction heater 21 is achieved mainly by changing either the energy supplied to the inductor or the heating time.

Bei der vorstehenden Beschreibung wurde als Kühlverfahren in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 die Ölkühlung eingesetzt, doch es können auch andere Kühlverfahren Anwendung finden, wie z.B. Wasserkühlung, Luftkühlung oder Gaskühlung, und es können auch unterschiedliche Kühlverfahren für die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2 angewendet werden. Bei dieser Ausführungsform wurden die Waschvorrichtungen 3 und 5 vorgesehen, da sowohl bei der primären Wärmebehandlung als auch bei der sekundären Wärmebehandlung eine Ölkühlung angewendet wird, doch diese Waschvorrichtungen wären unnötig, wenn eine Wasserkühlung, eine Luftkühlung oder eine Gaskühlung Anwendung fände.In the above description, as the cooling method in the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment device 2 oil cooling is used, but other cooling methods may be used, such as water cooling, air cooling or gas cooling, and different cooling methods may be used for the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment device 2 be applied. In this embodiment, the washing devices 3 and 5 because oil cooling is used in both the primary heat treatment and the secondary heat treatment, but these washers would be unnecessary if water cooling, air cooling or gas cooling were used.

Bei einem Lagerbauteil, das der Wärmebehandlung mit den vorstehend beschriebenen Schritten unterzogen wurde, wird eine mit Stickstoff angereicherte Schicht (mit einem Stickstoffgehalt von 0,1 bis 0,7 Gew.%) an der Oberflächenschicht des Bauteils gebildet, was bedeutet, dass eine hohe Härte von mehr als Hv700 erzielt werden kann, und die Austenitkörner in der Mikrostruktur werden in ihrer Größe reduziert, um eine Austenitkorngrößennummer über 10 hervorzubringen. Außerdem beträgt der Bruchspannungswert für das Lagerbauteil mindestens 2650 MPa, die Wasserstoffkonzentration im Stahl ist nicht größer als 0,5 ppm, und der Austenit-Restgehalt im Stahl liegt zwischen 13 und 25%, was bei weitem bessere physikalische Eigenschaften sind als bei herkömmlichen Bauteilen. Als Folge der vorgenannten Eigenschaften können die Beständigkeit gegen Rissbildung und die Abriebfestigkeit verbessert werden, und eine deutliche Verbesserung der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung kann ebenfalls erreicht werden.In a bearing member, which has been subjected to the heat treatment with the steps described above, one is ange¬ with nitrogen richer layer (having a nitrogen content of 0.1 to 0.7 wt.%) formed on the surface layer of the component, which means that a high hardness of more than Hv700 can be achieved, and the austenite grains in the microstructure become large in size reduced to yield an austenite grain size number above 10. In addition, the breaking stress value for the bearing component is at least 2650 MPa, the hydrogen concentration in the steel is not greater than 0.5 ppm, and the austenite residual content in the steel is between 13 and 25%, which are far better physical properties than conventional components. As a result of the aforementioned properties, the resistance to cracking and the abrasion resistance can be improved, and a marked improvement in fatigue life in relation to rolling fatigue can also be achieved.

Die Heizvorrichtung 21 der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 ist eine Induktionsheizvorrichtung, die das Phänomen der elektromagnetischen Induktion ausnützt, um elektrische Energie im Inneren der Stahlstruktur direkt in thermische Energie umzuwandeln, wodurch der Stahl erwärmt wird. Folglich kann durch Einstellen der Erwärmungsbedingungen, wie z.B. der Leistungsaufnahme des Induktors oder der Erwärmungszeit, die Heizleistung auf einfache und präzise Weise geregelt werden. Demzufolge kann durch das Regeln der Erwärmungsbedingungen der Heizvorrichtung 21 durch die Regelvorrichtung 8 auf der Basis der erfassten Werte von dem Sensor 9 die sekundäre Erwärmungstemperatur T2 zuverlässig in einem vorherbestimmten Temperaturbereich gehalten werden. Da die Induktionserwärmung ein Erwärmungsverfahren ist, bei dem stückweise vorgegangen wird, treten die Arten von Erwärmungsunregelmäßigkeiten, die bei der Verwendung von atmosphärischen Öfen auftreten können und durch den Ort der Beschickung im Ofen verursacht werden, nicht auf. Folglich ist ein Stahlbauteil zu erhalten, bei dem die Kristallkorngröße in dem gesamten Bauteil gleichmäßig reduziert wurde, und die charakteristischen Wirkungen der vorgenannten Art der zweistufigen Wärmebehandlung, nämlich eine vorteilhafte Abriebfestigkeit und Beständigkeit gegen Rissbildung, oder eine Verbesserung der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung, können mit einem hohen Maß an Stabilität erzielt werden.The heater 21 the secondary heat treatment device 2 is an induction heating device which utilizes the phenomenon of electromagnetic induction to directly convert electrical energy inside the steel structure into thermal energy, thereby heating the steel. Consequently, by adjusting the heating conditions such as the inductor power consumption or the heating time, the heating power can be controlled easily and accurately. Consequently, by controlling the heating conditions of the heater 21 through the control device 8th based on the detected values from the sensor 9 the secondary heating temperature T2 is reliably maintained within a predetermined temperature range. Since induction heating is a piece-by-piece heating method, the types of heating irregularities that may occur with the use of atmospheric ovens and are caused by the location of the feed in the oven do not occur. Consequently, it is possible to obtain a steel member in which the crystal grain size has been uniformly reduced in the entire component, and the characteristic effects of the aforementioned type of two-stage heat treatment, namely, an advantageous abrasion resistance and resistance to cracking, or an improvement in rolling fatigue life be achieved with a high degree of stability.

Darüber hinaus bietet die Induktionserwärmung noch zusätzliche Vorteile, wie z.B. die Fähigkeit, eine örtliche Erwärmung durchzuführen und die Freiheit, die Dicke der gehärteten Schicht zu bestimmen, und die Fähigkeit, die Zeitfestigkeit durch Druckrestspannung an der Oberfläche zu verbessern, indem ein schnelles Erwärmen und ein schnelles Abkühlen ermöglicht wird; folglich können weitere Senkungen der Kosten der Lagerbauteile und weitere Verbesserungen der Qualität und der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung erzielt werden.Furthermore offers induction heating additional Advantages, such as the ability, a local one warming perform and the freedom to determine the thickness of the cured layer and the ability improve the fatigue strength by compressive residual stress at the surface, by a quick heating and a quick cooling allows becomes; therefore can further reductions in the cost of bearing components and further improvements the quality and the life in proportion achieved for rolling fatigue become.

Es folgt eine Beschreibung einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Lagerbauteil als Beispiel für das Stahlbauteil verwendet wird.It follows a description of a fourth embodiment of the present invention Invention in which a bearing component as an example of the steel component is used.

7 zeigt eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Wärmebehandlungssystems gemäß dieser vierten Ausführungsform. Wie in der Figur dargestellt, weist dieses Wärmebehandlungssystem eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1, eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2, zwei Waschvorrichtungen 3 und 5 und eine Anlassvorrichtung 6 auf. Ein Lagerbauteil, das durch ein Formgebungsverfahren hergestellt wurde, zu dem Schmieden und anschließendes Drehen oder Ähnliches gehört (in der Zeichnung nicht dargestellt), wird fortlaufend durch die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2 geführt und in jeder der Vorrichtungen jeweils als primäre Wärmebehandlung und als sekundäre Wärmebehandlung erwärmt und abgekühlt. 7 shows a schematic representation of the construction of a heat treatment system according to this fourth embodiment. As shown in the figure, this heat treatment system has a primary heat treatment device 1 , a secondary heat treatment device 2 , two washers 3 and 5 and a starting device 6 on. A bearing member manufactured by a molding process including forging and subsequent turning or the like (not shown in the drawing) is continuously passed through the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment device 2 and heated and cooled in each of the devices respectively as a primary heat treatment and as a secondary heat treatment.

Der Begriff „Lagerbauteil" bezeichnet ein Lagerbauteil eines Wälzlagers, wie z.B. eines Kugellagers, eines Kegelrollenlagers, eines Rollenlagers oder eines Nagellagers. Als Beispiel zeigt 8 ein Kegelrollenlager 4, das als hauptsächliche strukturelle Elemente einen Außenring 41, einen Innenring 42 und Wälzkörper (Kegelrollen) 43 aufweist, und von diesen strukturellen Elementen beschreibt der Begriff „Lagerbauteile" in dieser Beschreibung jene Elemente, die einem Rollkontakt mit einem gegenüberliegenden Element ausgesetzt sind, nämlich den Außenring 41, den Innenring 42 und die Wälzkörper 43. Beispiele für die Materialien, die für diese Lagerbauteile verwendet werden können, umfassen Lagerstahl, wie z.B. SUJ2, aber auch warmfesten Lagerstahl, der C: 0,6 bis 1,3 Gew.%, Si: 0,3 bis 3,0 Gew.%, Mn: 0,2 bis 1,5 Gew.%, Cr: 0,3 bis 5,0 Gew.% und Ni: 0,1 bis 3 Gew.% (und vorzugsweise auch Mo: 0,05 bis 0,25 Gew.% sowie V: 0,05 bis 1,0 Gew.%) aufweist, und Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der C: 0,4 bis 0,8 Gew.%, Si: 0,2 bis 0,9 Gew.%, Mn: 0,7 bis 1,3 Gew.% und Cr: nicht mehr als 0,7 Gew.% aufweist.The term "bearing member" refers to a bearing member of a rolling bearing such as a ball bearing, a tapered roller bearing, a roller bearing or a nail bearing 8th a tapered roller bearing 4 , which is an outer ring as the main structural elements 41 , an inner ring 42 and rolling elements (tapered rollers) 43 and of these structural elements, the term "bearing components" in this specification describes those elements which are subjected to rolling contact with an opposing element, namely the outer ring 41 , the inner ring 42 and the rolling elements 43 , Examples of the materials that can be used for these bearing components include bearing steel such as SUJ2, but also heat-resistant bearing steel having C: 0.6 to 1.3 wt%, Si: 0.3 to 3.0 wt. %, Mn: 0.2 to 1.5% by weight, Cr: 0.3 to 5.0% by weight and Ni: 0.1 to 3% by weight (and preferably also Mo: 0.05 to 0, 25% by weight and V: 0.05 to 1.0% by weight), and medium carbon steel, C: 0.4 to 0.8% by weight, Si: 0.2 to 0.9% by weight %, Mn: 0.7 to 1.3% by weight, and Cr: not more than 0.7% by weight.

Die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 weist eine Heizvorrichtung 11 und eine Kühlvorrichtung 12 auf. In 7 ist für die Heizvorrichtung 11 ein kontinuierliches System dargestellt, aber es kann auch ein diskontinuierlicher Ofen verwendet werden. Die Heizvorrichtung 11 besteht beispielsweise aus einem atmosphärischen Ofen, der ein atmosphärisches Gas verwendet, das ein Aufkohlungsgas aufweist, welchem Ammoniak beigemengt wurde. Im Inneren dieser Heizvorrichtung 11 wird ein Lagerbauteil über eine vorherbestimmte Zeitspanne von beispielsweise 40 Minuten auf eine Temperatur T1 (zwischen 800°C und 900°C, beispielsweise 850°C) erwärmt, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt (primäre Erwärmung), wie in 3 dargestellt, und diese Erwärmung bewirkt, dass aktivierter Stickstoff in die Oberflächenschicht des Lagerbauteils eindiffundiert, wodurch diese Oberflächenschicht gehärtet wird (Gas-Karbonitrieren). Die Heizvorrichtung 11 hat das primäre Ziel, eine mit Stickstoff angereicherte Schicht an der Oberfläche des Bauteils zu bilden, und es muss zumindest ein Nitrieren auftreten, obwohl ein Aufkohlen nicht unbedingt erforderlich ist. Abhängig von den Bedingungen kann jedoch ein Aufkohlen und ein Nitrieren unbedingt erforderlich sein, insbesondere in Fällen, bei welchen eine Entkohlung zu befürchten ist, oder in Fällen, bei welchen der Kohlenstoffgehalt des Stahls ungenügend ist und kein zufriedenstellender Härtewert erreicht werden kann. Bei der Heizvorrichtung 11 kann auch ein Vakuumofen, ein Salzbadofen, eine Induktionsheizvorrichtung oder Ähnliches Anwendung finden. Nach der Wärmebehandlung wird das Lagerbauteil durch die Kühlvorrichtung 12 bis unter den Ms-Punkt abgekühlt (beispielsweise durch Ölkühlung) und wird dann zur Waschvorrichtung 3 transportiert, um das Bauteil zu waschen und die Kühlflüssigkeit zu entfernen.The primary heat treatment device 1 has a heater 11 and a cooling device 12 on. In 7 is for the heater 11 a continuous system is shown, but a discontinuous furnace may also be used. The heater 11 For example, it consists of an atmospheric furnace using an atmospheric gas having a carburizing gas to which ammonia has been added. Inside this heater 11 is a bearing member for a predetermined period of example heated to a temperature T1 (between 800 ° C and 900 ° C, for example 850 ° C) for 40 minutes, which is above the A1 transformation point (primary heating), as in 3 and this heating causes activated nitrogen to diffuse into the surface layer of the bearing component, whereby this surface layer is hardened (gas carbonitriding). The heater 11 The primary goal is to form a nitrogen-enriched layer on the surface of the component, and at least nitriding must occur, although carburizing is not essential. However, depending on the conditions, carburizing and nitriding may be absolutely necessary, especially in cases where decarburization is to be feared, or in cases where the carbon content of the steel is insufficient and a satisfactory hardness value can not be obtained. At the heater 11 may also find a vacuum oven, a salt bath oven, an induction heater or the like. After the heat treatment, the bearing component is passed through the cooling device 12 cooled to below the Ms point (for example by oil cooling) and then to the washing device 3 transported to wash the component and to remove the cooling liquid.

Wie in 7 dargestellt, wird ein Lagerbauteil, das in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 einem Karbonitrierverfahren unterzogen wurde (in der Figur ist als Beispiel ein Außenring 41 eines Kegelrollenlagers dargestellt), dann der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 zugeführt, welche eine Induktionserwärmung, wie z.B. Hochfrequenz-Erwärmung, durchführt. Das Lagerbauteil 41 ist im Innenumfang eines Induktors 21 positioniert und wird dann einer Induktionserwärmung (sekundäre Erwärmung) bei einer Temperatur T2 unterzogen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wie in 3 dargestellt. Durch das Regeln der Erwärmungsbedingungen, wie z.B. der Erwärmungstemperatur und der Erwärmungszeit, werden die Austenitkörner in dem Stahl in ihrer Größe reduziert. Nach der Vollendung dieser Erwärmung wird, wie in 7 dargestellt, das Lagerbauteil 41 unter Verwendung einer Kühlflüssigkeit, wie z.B. Öl, in einem Zustand bis unter den Ms-Punkt abgekühlt, in dem das Lagerbauteil 41 in ein Formwerkzeug 22 eingebracht und von diesem gehalten wird, wodurch ein Abschrecken (Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs) bewirkt wird. Das Abschrecken kann durchgeführt werden, indem die Kühlflüssigkeit, wie z.B. Öl, aus Öffnungen gesprüht wird, die an verschiedenen Stellen in dem Formwerkzeug 22 vorgesehen sind. Alternativ dazu kann anstatt der Kühlung am Ort der Induktionserwärmung, wie es in der Figur dargestellt ist, das Lagerbauteil zum Abkühlen auch an einen Ort transportiert werden, der von dem Ort der Induktionserwärmung getrennt ist.As in 7 is shown, a bearing component, which is in the primary heat treatment device 1 was subjected to a carbonitriding process (in the figure, an outer ring is exemplified 41 a tapered roller bearing shown), then the secondary heat treatment device 2 fed, which performs an induction heating, such as high-frequency heating. The bearing component 41 is in the inner circumference of an inductor 21 and is then subjected to induction heating (secondary heating) at a temperature T2 that is above the A1 transformation point, as in FIG 3 shown. By controlling the heating conditions, such as the heating temperature and the heating time, the austenite grains in the steel are reduced in size. After completing this warming will, as in 7 shown, the bearing component 41 using a cooling fluid, such as oil, in a condition cooled to below the Ms point in which the bearing component 41 in a mold 22 is introduced and held by this, whereby a quenching (quenching by means of a mold) is effected. Quenching may be accomplished by spraying the cooling liquid, such as oil, from orifices located at various locations in the mold 22 are provided. Alternatively, instead of the cooling at the location of induction heating, as shown in the figure, the bearing member may be transported for cooling also to a location separate from the location of induction heating.

Nach der Vollendung der sekundären Wärmebehandlung wird das Lagerbauteil in der Waschvorrichtung 5 gewaschen, um die Kühlflüssigkeit zu entfernen, und wird dann zur Anlassvorrichtung 6 transportiert und bei einer geeigneten Temperatur T3 (beispielsweise 180°C) angelassen. Um die Effizienz der Behandlung durch Verkürzung der Erwärmungszeit zu verbessern, wird dieses Anlassen vorzugsweise unter Anwendung der Induktionserwärmung, wie z.B. der Hochfrequenz-Erwärmung, durchgeführt.After completing the secondary heat treatment, the bearing component becomes in the washing device 5 washed to remove the cooling liquid, and then becomes the starting device 6 transported and tempered at a suitable temperature T3 (for example, 180 ° C). In order to improve the efficiency of the treatment by shortening the heating time, this tempering is preferably performed by using induction heating such as high-frequency heating.

Bei der vorstehenden Beschreibung wurde als Kühlverfahren in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 die Ölkühlung angewendet, aber es können auch andere Kühlverfahren wie die Wasserkühlung, die Luftkühlung oder die Gaskühlung Anwendung finden, und es können auch unterschiedliche Kühlverfahren für die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung 2 verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform wurden die Waschvorrichtungen 3 und 5 vorgesehen, da sowohl bei der primären Wärmebehandlung als auch bei der sekundären Wärmebehandlung eine Öl kühlung angewendet wird, doch diese Waschvorrichtungen wären unnötig, wenn eine Wasserkühlung, eine Luftkühlung oder eine Gaskühlung Anwendung fände.In the above description, as the cooling method in the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment device 2 oil cooling is used, but other cooling methods such as water cooling, air cooling or gas cooling may be used, and there may be different cooling methods for the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment device 2 be used. In this embodiment, the washing devices 3 and 5 provided that both in the primary heat treatment as well as in the secondary heat treatment, an oil cooling is applied, but these washers would be unnecessary if a water cooling, air cooling or gas cooling would apply.

Bei einem Lagerbauteil, das der Wärmebehandlung mit den vorstehend beschriebenen Schritten unterzogen wurde, wird eine mit Stickstoff angereicherte Schicht (mit einem Stickstoffgehalt von 0,1 bis 0,7 Gew.%) an der Oberflächenschicht des Bauteils gebildet, was bedeutet, dass eine hohe Härte von mehr als Hv700 erzielt werden kann, und die Austenitkörner in der Mikrostruktur werden in ihrer Größe reduziert, um eine Austenitkorngrößennummer über 10 hervorzubringen. Außerdem beträgt der Bruchspannungswert für das Lagerbauteil mindestens 2650 MPa, die Wasserstoffkonzentration im Stahl ist nicht größer als 0,5 ppm, und der Austenit-Restgehalt im Stahl liegt zwischen 13 und 25%, was bei weitem bessere physikalische Eigenschaften sind als bei herkömmlichen Bauteilen. Als Folge der vorgenannten Eigenschaften können die Beständigkeit gegen Rissbildung und die Abriebfestigkeit verbessert werden, und eine deutliche Verbesserung der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung kann ebenfalls erreicht werden.at a bearing component, the heat treatment has been subjected to the steps described above a nitrogen-enriched layer (with a nitrogen content from 0.1 to 0.7% by weight) is formed on the surface layer of the component, which means a high hardness of more than Hv700 can be achieved, and the austenite grains in The microstructure is reduced in size to yield an austenite grain size number above 10. Furthermore is the breaking stress value for the bearing component at least 2650 MPa, the hydrogen concentration in the steel is not bigger than 0.5 ppm, and the austenite residual content in the steel is between 13 and 25%, which are far better physical properties as with conventional Components. As a result of the aforementioned properties, the resistance improved against cracking and abrasion resistance, and a significant improvement in life in relation to Rolling fatigue can also be achieved.

Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt in der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 die Induktionserwärmung und das Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs, wie oben beschrieben. Da die Induktionserwärmung theoretisch eine minimale thermische Verwerfung verursacht und das Abschrecken nach dem Erwärmungsvorgang als Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs durchgeführt wird, kann in diesem Fall ein Lagerbauteil mit geringen thermischen Verwerfungen und einem hohen Maß an Präzision, was die Abmessungen betrifft, kostengünstig produziert werden, und selbst bei dünnwandigen Bauteilen wie dem Außenring oder dem Innenring eines Kugellagers oder bei Bauteilen mit variierender Dicke wie dem Außenring 41 oder dem Innenring 42 eines Kegelrollenlagers kann ein vorteilhaftes Maß an Präzision betreffend die Abmessungen erreicht werden. Demzufolge kann die Qualität der Lagerbauteile verbessert werden, was bedeutet, dass eine vorteilhafte Lagerleistung mit hoher Stabilität erreicht werden kann.In this embodiment of the present invention, in the secondary heat treatment apparatus 2 Induction heating and quenching by means of a mold, as described above. Since induction heating theoretically causes minimal thermal distortion and quenching after the heating process as quenching by means of a mold tool is performed, in this case, a bearing component with low thermal distortion and a high degree of precision, in terms of dimensions, are produced inexpensively, and even in thin-walled components such as the outer ring or the inner ring of a ball bearing or components of varying thickness such the outer ring 41 or the inner ring 42 a tapered roller bearing, an advantageous degree of precision in terms of dimensions can be achieved. As a result, the quality of the bearing components can be improved, which means that advantageous bearing performance with high stability can be achieved.

Darüber hinaus bietet die Induktionserwärmung noch zusätzliche Vorteile, wie z.B. die Fähigkeit, jedes einzelne strukturelle Bauteil Stück für Stück gleichmäßig zu erwärmen, die Fähigkeit, die Erwärmung mit einem verbesserten Heizwirkungsgrad und kürzeren Erwärmungszeiten durchzuführen, die Fähigkeit, eine örtliche Erwärmung durchzuführen und die Freiheit, die Dicke der gehärteten Schicht zu bestimmen, und die Fähigkeit, die Zeitfestigkeit durch Druckrestspannung an der Oberfläche zu verbessern, indem ein schnelles Erwärmen und ein schnelles Abkühlen ermöglicht wird; folglich können weitere Senkungen der Kosten der Lagerbauteile und weitere Verbesserungen der Qualität und der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung erzielt werden.Furthermore offers induction heating additional Advantages, such as the ability, to heat each individual structural component piece by piece, with the ability to heat up with it to perform an improved heating efficiency and shorter heating times, the Ability, a local one warming perform and the freedom to determine the thickness of the cured layer and the ability improve the fatigue strength by compressive residual stress at the surface, by a quick heating and a quick cooling allows becomes; therefore can further reductions in the cost of bearing components and further improvements the quality and the life in proportion be achieved for rolling fatigue.

Es folgt eine Beschreibung einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der Lagerbauteile eines Kegelrollenlagers gemäß 8 als Beispiele für Stahlbauteile verwendet werden.The following is a description of a fifth embodiment of the present invention, in the bearing components of a tapered roller bearing according to 8th be used as examples of steel components.

9 zeigt eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Wärmebehandlungssystems gemäß dieser fünften Ausführungsform. Wie in der Figur dargestellt, weist dieses Wärmebehandlungssystem eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1, eine Waschvorrichtung 3 und mehrere sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtungen 2, Waschvorrichtungen 5 und Anlassvorrichtungen 6 auf, die parallel zur primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und zur Waschvorrichtung 3 angeordnet sind. Lagerbauteile, die durch ein Formgebungsverfahren hergestellt wurden, zu dem Schmieden und anschließendes Drehen oder Ähnliches gehört (in der Zeichnung nicht dargestellt), werden fortlaufend durch die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und die sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 geführt und in jeder der Vorrichtungen einem Erwärmungs- und einem Abkühlvorgang als jeweilige primäre Wärmebehandlung und sekundäre Wärmebehandlung unterzogen. Eine separate Waschvorrichtung 5 und eine Anlassvorrichtung 6 sind als nachfolgende Stufen für jede der mehreren sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 angeordnet. 9 shows a schematic representation of the construction of a heat treatment system according to this fifth embodiment. As shown in the figure, this heat treatment system has a primary heat treatment device 1 , a washing device 3 and a plurality of secondary heat treatment devices 2 , Washing devices 5 and starting devices 6 on, which are parallel to the primary heat treatment device 1 and to the washing device 3 are arranged. Bearing components manufactured by a molding process including forging and subsequent turning or the like (not shown in the drawing) are continuously passed through the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment devices 2 and subjected in each of the apparatuses to a heating and a cooling process as respective primary heat treatment and secondary heat treatment. A separate washing device 5 and a starting device 6 are as subsequent stages for each of the plurality of secondary heat treatment devices 2 arranged.

Die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 weist eine Heizvorrichtung 11 und eine Kühlvorrichtung 12 auf. In 9 ist für die Heizvorrichtung 11 ein kontinuierliches System dargestellt, aber es kann auch ein diskontinuierlicher Ofen verwendet werden. Die Heizvorrichtung 11 besteht beispielsweise aus einem atmosphärischen Ofen, der ein atmosphärisches Gas verwendet, das ein Aufkohlungsgas aufweist, welchem Ammoniak beigemengt wurde. Im Inneren dieser Heizvorrichtung 11 wird ein Lagerbauteil über eine vorherbestimmte Zeitspanne von beispielsweise 40 Minuten auf eine Temperatur T1 (zwischen 800°C und 900°C, beispielsweise 850°C) erwärmt, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt (primäre Erwärmung), wie in 3 dargestellt. Diese Erwärmung bewirkt, dass aktivierter Stickstoff in die Oberflächenschicht des Lagerbauteils eindiffundiert, wodurch diese Oberflächenschicht gehärtet wird (Gas-Karbonitrieren). Die Heizvorrichtung 11 hat das primäre Ziel, eine mit Stickstoff angereicherte Schicht an der Oberfläche des Bauteils zu bilden, und es muss zumindest ein Nitrieren auftreten, obwohl ein Aufkohlen nicht unbedingt erforderlich ist. Abhängig von den Bedingungen kann jedoch ein Aufkohlen und ein Nitrieren unbedingt erforderlich sein, insbesondere in Fällen, bei welchen eine Entkohlung zu befürchten ist, oder in Fällen, bei welchen der Kohlenstoffgehalt des Stahls ungenügend ist und kein zufriedenstellender Härtewert erreicht werden kann. Bei der Heizvorrichtung 11 kann auch ein Vakuumofen, ein Salzbadofen, eine Induktionsheizvorrichtung oder Ähnliches Anwendung finden. Nach der Wärmebehandlung wird das Lagerbauteil durch die Kühlvorrichtung 12 bis unter den Ms-Punkt abgekühlt (beispielsweise durch Ölkühlung) und wird dann zur Waschvorrichtung 3 transportiert, um das Bauteil zu waschen und die Kühlflüssigkeit zu entfernen.The primary heat treatment device 1 has a heater 11 and a cooling device 12 on. In 9 is for the heater 11 a continuous system is shown, but a discontinuous furnace may also be used. The heater 11 For example, it consists of an atmospheric furnace using an atmospheric gas having a carburizing gas to which ammonia has been added. Inside this heater 11 For example, a bearing member is heated for a predetermined period of, for example, 40 minutes to a temperature T1 (between 800 ° C and 900 ° C, for example 850 ° C) which is above the A1 transformation point (primary heating), as in 3 shown. This heating causes activated nitrogen to diffuse into the surface layer of the bearing component, whereby this surface layer is hardened (gas carbonitriding). The heater 11 The primary goal is to form a nitrogen-enriched layer on the surface of the component, and at least nitriding must occur, although carburizing is not essential. However, depending on the conditions, carburizing and nitriding may be absolutely necessary, especially in cases where decarburization is to be feared, or in cases where the carbon content of the steel is insufficient and a satisfactory hardness value can not be obtained. At the heater 11 may also find a vacuum oven, a salt bath oven, an induction heater or the like. After the heat treatment, the bearing component is passed through the cooling device 12 cooled to below the Ms point (for example by oil cooling) and then to the washing device 3 transported to wash the component and to remove the cooling liquid.

Wie in 9 dargestellt, werden Lagerbauteile (in der Figur sind Außenringe 41 eines Kegelrollenlagers als Beispiele dargestellt), die in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 dem Karbonitrieren unterzogen wurden, aufgeteilt und über eine Transportvorrichtung, wie z.B. ein Fördermittel, die nicht in der Figur dargestellt ist, einer der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 zugeführt, die eine Induktionserwärmung, wie z.B. eine Hochfrequenz-Erwärmung, durchführen. In jeder der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 wird ein Lagerbauteil 41 im Innenumfang eines Induktors 21 gehalten und wird dann einer Induktionserwärmung (sekundäre Erwärmung) bei einer vorherbestimmten Temperatur T2 unterzogen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wie in 3 dargestellt. Da diese sekundäre Erwärmung in kurzer Zeit erfolgt, können die Austenitkörner im Stahl unabhängig davon, ob die Erwärmungstemperatur T2 höher oder niedriger ist als die primäre Erwärmungstemperatur, durch Einstellen der Erwärmungstemperatur und der Erwärmungszeit in ihrer Größe reduziert werden. Nach der Vollendung dieser Erwärmung wird das Lagerbauteil 41 in das Formwerkzeug 22 eingebracht und unter Verwendung einer Kühlflüssigkeit, wie z.B. Öl, bis unter den Ms-Punkt abgekühlt, wodurch ein Abschrecken (Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs) bewirkt wird. Das Abschrecken kann durchgeführt werden, indem die Kühlflüssigkeit, wie z.B. Öl, aus Öffnungen gesprüht wird, die an verschiedenen Stellen in dem Formwerkzeug 22 vorgesehen sind. Anstatt das Bauteil abzukühlen, während es am Ort der Induktionserwärmung gehalten wird, wie es in der Figur dargestellt ist, kann alternativ dazu das Lagerbauteil zum Abkühlen auch an einen Ort transportiert werden, der von dem Ort der Induktionserwärmung getrennt ist.As in 9 Shown are bearing components (in the figure are outer rings 41 a tapered roller bearing shown as examples) in the primary heat treatment apparatus 1 carbonitriding, and a transport device such as a conveyor, not shown in the figure, of one of the secondary heat treatment devices 2 fed, the induction heating, such as a high-frequency heating perform. In each of the secondary heat treatment devices 2 becomes a bearing component 41 in the inner circumference of an inductor 21 and is then subjected to induction heating (secondary heating) at a predetermined temperature T2 higher than the A1 transformation point, as in FIG 3 shown. Since this secondary heating takes place in a short time, the austenite grains in the steel can be reduced in size regardless of whether the heating temperature T2 is higher or lower than the primary heating temperature by adjusting the heating temperature and the heating time. After completion of this heating, the bearing component 41 in the mold 22 and cooled down to below the Ms point using a cooling fluid such as oil, thereby causing quenching (quenching by means of a mold). Quenching may be accomplished by spraying the cooling liquid, such as oil, from orifices located at various locations in the mold 22 are provided. Instead of cooling the component while it is being held at the location of induction heating, as shown in the figure, alternatively, the cooling-bearing member may also be transported to a location separate from the location of induction heating.

Nach der Vollendung der sekundären Wärmebehandlung werden die Lagerbauteile aus jeder der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 entfernt, in den entsprechenden Waschvorrichtungen 5 gewaschen, um die Kühlflüssigkeit zu entfernen, und dann zu den entsprechenden Anlassvorrichtungen 6 transportiert und bei einer geeigneten Temperatur T3 (beispielsweise 180°C) angelassen, wie in 3 dargestellt. Um die Effizienz der Behandlung durch Verkürzen der Erwärmungszeit zu verbessern, erfolgt dieses Anlassen vorzugsweise unter Anwendung von Induktionserwärmung, wie z.B. Hochfrequenzerwärmung.After the completion of the secondary heat treatment, the bearing components become out of each of the secondary heat treatment devices 2 removed, in the appropriate washing devices 5 washed to remove the cooling liquid and then to the appropriate starting devices 6 transported and tempered at a suitable temperature T3 (for example, 180 ° C), as in 3 shown. In order to improve the efficiency of the treatment by shortening the heating time, this tempering is preferably performed using induction heating such as high-frequency heating.

Bei der vorstehenden Beschreibung wurde als Kühlverfahren in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und den sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 die Ölkühlung angewendet, aber es können auch andere Kühlverfahren wie die Wasserkühlung, die Luftkühlung oder die Gaskühlung Anwendung finden, und es können auch unterschiedliche Kühlverfahren für die primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 und die sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform wurden die Waschvorrichtungen 3 und 5 vorgesehen, da sowohl bei der primären Wärmebehandlung als auch bei der sekundären Wärmebehandlung eine Ölkühlung angewendet wird, doch diese Waschvorrichtungen wären unnötig, wenn eine Wasserkühlung, eine Luftkühlung oder eine Gaskühlung Anwendung fände.In the above description, as the cooling method in the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment devices 2 oil cooling is used, but other cooling methods such as water cooling, air cooling or gas cooling may be used, and there may be different cooling methods for the primary heat treatment apparatus 1 and the secondary heat treatment devices 2 be used. In this embodiment, the washing devices 3 and 5 because oil cooling is used in both the primary heat treatment and the secondary heat treatment, but these washers would be unnecessary if water cooling, air cooling or gas cooling were used.

Bei einem Lagerbauteil, das der Wärmebehandlung mit den vorstehend beschriebenen Schritten unterzogen wurde, wird eine mit Stickstoff angereicherte Schicht (mit einem Stickstoffgehalt von 0,1 bis 0,7 Gew.%) an der Oberflächenschicht des Bauteils gebildet, was bedeutet, dass eine hohe Härte von mehr als Hv700 erzielt werden kann, und die Austenitkörner in der Mikrostruktur werden in ihrer Größe reduziert, um eine Austenitkorngrößennummer über 10 hervorzubringen. Außerdem beträgt der Bruchspannungswert für das Lagerbauteil mindestens 2650 MPa, die Wasserstoffkonzentration im Stahl ist nicht größer als 0,5 ppm, und der Austenit-Restgehalt im Stahl liegt zwischen 13 und 25%, was bei weitem bessere physikalische Eigenschaften sind als bei herkömmlichen Bauteilen. Als Folge der vorgenannten Eigenschaften können die Beständigkeit gegen Rissbildung und die Abriebfestigkeit verbessert werden, und eine deutliche Verbesserung der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung kann ebenfalls erreicht werden.at a bearing component, the heat treatment has been subjected to the steps described above a nitrogen-enriched layer (with a nitrogen content from 0.1 to 0.7% by weight) is formed on the surface layer of the component, which means a high hardness of more than Hv700 can be achieved, and the austenite grains in The microstructure is reduced in size to yield an austenite grain size number above 10. Furthermore is the breaking stress value for the bearing component at least 2650 MPa, the hydrogen concentration in the steel is not bigger than 0.5 ppm, and the austenite residual content in the steel is between 13 and 25%, which are far better physical properties as with conventional Components. As a result of the aforementioned properties, the resistance improved against cracking and abrasion resistance, and a significant improvement in life in relation to Rolling fatigue can also be achieved.

Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden, wie oben beschrieben, Lagerbauteile 41, die durch eine gemeinsame primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 gelaufen sind, aufgeteilt und in mehreren sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 gleichzeitig einer sekundären Erwärmung unterzogen, und in jeder dieser sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 erfolgt eine Hochfrequenz-Erwärmung, die es ermöglicht, das Erwärmen in einer kurzen Zeitspanne zu vollenden. Dies hat zur Folge, dass der Heizwirkungsgrad der sekundären Wärmebehandlung drastisch verbessert werden kann, was bedeutet, dass die Effizienz der Wärmebehandlung im Rahmen der primären Wärmebehandlung und der sekundären Wärmebehandlung angeglichen wer den kann, wodurch eine Verbesserung des Heizwirkungsgrades im gesamten System ermöglicht wird. Die Anzahl der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 kann in Übereinstimmung mit dem Unterschied in der Effizienz der Wärmebehandlung zwischen der primären und der sekundären Wärmebehandlung gewählt werden, und kann jegliche Anzahl sein, die eine Angleichung der beiden Behandlungen ermöglicht. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform war nur eine einzige primäre Wärmebehandlungsvorrichtung 1 vorgesehen, doch es können auch mehrere dieser Vorrichtungen parallel zueinander vorgesehen sein, und die Effizienz der Wärmebehandlung kann dann mit mehreren sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 ausgeglichen werden (in derartigen Fällen ist die Anzahl der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 größer als die Anzahl der primären Wärmebehandlungsvorrichtungen 1).In this embodiment of the present invention, as described above, bearing components 41 passing through a common primary heat treatment device 1 run, split and in several secondary heat treatment devices 2 subjected simultaneously to a secondary heating, and in each of these secondary heat treatment devices 2 a high-frequency heating is performed, which makes it possible to complete the heating in a short period of time. As a result, the heating efficiency of the secondary heat treatment can be drastically improved, which means that the efficiency of the heat treatment in the primary heat treatment and the secondary heat treatment can be adjusted, thereby enabling an improvement in the heating efficiency throughout the system. The number of secondary heat treatment devices 2 may be selected in accordance with the difference in the efficiency of the heat treatment between the primary and the secondary heat treatment, and may be any number that allows for an approximation of the two treatments. In the embodiment described above, there was only a single primary heat treatment device 1 However, several of these devices may be provided in parallel, and the efficiency of the heat treatment may then be combined with a plurality of secondary heat treatment devices 2 (in such cases, the number of secondary heat treatment devices 2 greater than the number of primary heat treatment devices 1 ).

Da die Hochfrequenz-Erwärmung, die in den sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen 2 erfolgt, theoretisch eine minimale thermische Verwerfung verursacht und das Abschrecken nach dem Erwärmungsvorgang als Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs durchgeführt wird, können außerdem Lagerbauteile mit geringen thermischen Verwerfungen und einem hohen Maß an Präzision, was die Abmessungen betrifft, kostengünstig produziert werden, und selbst bei dünnwandigen Bauteilen wie dem Außenring oder dem Innenring eines Kugellagers oder bei Bauteilen mit variierender Dicke wie dem Außenring 41 oder dem Innenring 42 eines Kegelrollenlagers kann ein vorteilhaftes Maß an Präzision betreffend die Abmessungen erreicht werden. Demzufolge kann die Qualität der Lagerbauteile verbessert werden, was bedeutet, dass eine vorteilhafte Lagerleistung mit hoher Stabilität erreicht werden kann.Because the high-frequency heating used in the secondary heat treatment devices 2 In addition, bearing components with low thermal distortions and a high degree of precision in terms of dimensions can be produced inexpensively, and even with thin-walled components, theoretically causing minimal thermal distortion and quenching after the heating operation is carried out as quenching by means of a molding tool such as the outer ring or the inner ring of a ball bearing or components of varying thickness such as the outer ring 41 or the inner ring 42 a tapered roller bearing, an advantageous degree of precision in terms of dimensions can be achieved. Demzu As a result, the quality of the bearing components can be improved, which means that advantageous bearing performance with high stability can be achieved.

Darüber hinaus bietet die Induktionserwärmung noch zusätzliche Vorteile, wie z.B. die Fähigkeit, jedes einzelne strukturelle Bauteil Stück für Stück gleichmäßig zu erwärmen, die Fähigkeit, eine örtliche Erwärmung durchzuführen und die Freiheit, die Dicke der gehärteten Schicht zu bestimmen, und die Fähigkeit, die Zeitfestigkeit durch Druckrestspannung an der Oberfläche zu verbessern, indem ein schnelles Erwärmen und ein schnelles Abkühlen ermöglicht wird; folglich können weitere Senkungen der Kosten der Lagerbauteile und weitere Verbesserungen der Qualität und der Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung erzielt werden.Furthermore offers induction heating additional Advantages, such as the ability, to heat every single structural component piece by piece, the ability to heat a local warming perform and the freedom to determine the thickness of the cured layer and the ability improve the fatigue strength by compressive residual stress at the surface, by a quick heating and a quick cooling allows becomes; therefore can further reductions in the cost of bearing components and further improvements the quality and lifetime in relation to Achieved rolling fatigue become.

Bei den vorstehenden Beschreibungen jeder der Ausführungen wurde ein Lagerbauteil als Beispiel für den geplanten Gegenstand verwendet, der einer Wärmebehandlung unterzogen wird, doch die vorliegende Erfindung ist nicht auf Lagerbauteile beschränkt und kann bei einer großen Bandbreite mechanischer Bauteile Anwendung finden, für die eine vorteilhafte Lebensdauer im Verhältnis zur Wälzermüdung oder eine bessere Beständigkeit gegen Rissbildung erforderlich ist, wie z.B. die strukturellen Bauteile von Gleichlaufgelenken oder sogar allgemeine Stahlbauteile.at The above descriptions of each of the embodiments became a bearing component as an example for uses the planned object, which is subjected to a heat treatment, but the present invention is not limited to bearing components and can at a big one Bandwidth of mechanical components find application for which a beneficial Service life in proportion for rolling fatigue or a better resistance against cracking is required, such as the structural components of constant velocity joints or even general steel components.

Darüber hinaus stehen die Werte der primären Erwärmungstemperatur T1, der sekundären Erwärmungstemperatur T2 und der Anlasstemperatur T3, die vorstehend bei jeder der Ausführungsformen genau angegeben wurden, für die Werte in dem Fall, in dem Lagerstahl SUJ2 als Stahlmaterial verwendet wird. Diese Temperaturen T1, T2 und T3 können sich abhängig von der Art des verwendeten Stahlmaterials von den oben aufgeführten Werten unterscheiden.Furthermore are the values of the primary heating temperature T1, the secondary heating temperature T2 and the tempering temperature T3, the above in each of the embodiments exactly were specified for the values in the case in the bearing steel SUJ2 as steel material is used. These temperatures T1, T2 and T3 can vary depending on the type of steel material used from the above values differ.

ZusammenfassungSummary

Bei einer primären Wärmebehandlung wird eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet, und bei einer sekundären Wärmebehandlung erfolgt ein erneutes Abschrecken, wobei die Effizienz der Wärmebehandlung im gesamten System verbessert wird. In einer primären Wärmebehandlungsvorrichtung 1 wird ein Lagerbauteil in einer Heizvorrichtung 11 auf eine Temperatur erwärmt, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und wird dann in einer Kühlvorrichtung 12 auf eine Temperatur abgekühlt, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberfläche des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird. Das Lagerbauteil, das der primären Wärmebehandlung unterzogen wurde, wird dann in einer Heizvorrichtung 21 einer sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung 2 bei einer Temperatur, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, einer Hochfrequenz-Erwärmung unterzogen und wird dann in einer Kühlvorrichtung 22 auf eine Temperatur abgekühlt, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt. Nach dem Abkühlen durch die Kühlvorrichtung 22 wird das Bauteil unter Anwendung von Hochfrequenz-Erwärmung angelassen.In a primary heat treatment, a nitrogen-enriched layer is formed, and secondary heat treatment is followed by re-quenching, thereby improving the efficiency of the heat treatment throughout the system. In a primary heat treatment device 1 becomes a bearing component in a heater 11 heated to a temperature which is above the A1 transformation point, and then is in a cooling device 12 cooled to a temperature lower than the A1 transformation point, whereby a nitrogen-enriched layer is formed on the surface of the component. The bearing component which has undergone the primary heat treatment is then placed in a heating device 21 a secondary heat treatment device 2 at a temperature which is above the A1 transformation point, subjected to high-frequency heating and is then in a cooling device 22 cooled to a temperature lower than the A1 transformation point. After cooling through the cooling device 22 the component is tempered using high frequency heating.

Claims (11)

Wärmebehandlungssystem, das Folgendes aufweist: eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um ein Stahlbauteil auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberfläche des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, und eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um das Stahlbauteil, das der primären Wärmebehandlung unterzogen wurde, auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wobei die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung eine Induktionsheizvorrichtung aufweist, und wobei das Anlassen in der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung durch Induktionserwärmung nach dem Abkühlen erfolgt.Heat treatment system, comprising: a primary heat treatment device, to heat a steel component to a temperature exceeding the A1 transformation point is located, and then to cool the component to a temperature, the below the A1 transformation point, causing the surface of the Component, a nitrogen-enriched layer is formed, and a secondary one Heat treatment apparatus, around the steel component that was subjected to the primary heat treatment, to warm to a temperature the above the A1 transformation point is located, and then the component on a To cool the temperature, which is below the A1 transformation point, wherein the secondary heat treatment device a Induction heater, and wherein the tempering in the secondary Heat treatment device by induction heating after cooling he follows. Wärmebehandlungssystem, das Folgendes aufweist: eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um ein Stahlbauteil auf eine primäre Erwärmungstemperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberflächenschicht des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, und eine sekundäre Behandlungsvorrichtung, um das Stahlbauteil, das der Wärmebehandlung durch die primäre Behandlungsvorrichtung unterzogen wurde, auf eine sekundäre Erwärmungstemperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt.Heat treatment system, comprising: a primary heat treatment device, to heat a steel component to a primary heating temperature that is above the A1 transformation point is located, and then to cool the component to a temperature, the is below the A1 transformation point, resulting in the surface layer the component formed a nitrogen-enriched layer and a secondary treatment device, around the steel component, the heat treatment through the primary Treatment apparatus was subjected to a secondary heating temperature to warm, the above A1 conversion point is located, and then the component to a temperature cool, which is below the A1 transformation point. Wärmebehandlungssystem nach Anspruch 2, bei dem die primäre Behandlungsvorrichtung eine Heizvorrichtung zur Durchführung von Gas-Karbonitrieren aufweist.Heat treatment system according to claim 2, wherein the primary treatment device is a heating device to carry out of gas carbonitriding. Wärmebehandlungssystem nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Abschrecken mittels Formwerkzeugs (bzw. eines Gesenks/einer Düse/einer Druckform) in der sekundären Behandlungsvorrichtung erfolgt.Heat treatment system according to claim 2 or 3, wherein the quenching by means of a molding tool (or a die / a nozzle / a Printing form) in the secondary Treatment device takes place. Wärmebehandlungssystem, das Folgendes aufweist: eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um ein Stahlbauteil auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberfläche des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, und eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um das Stahlbauteil, das der primären Wärmebehandlung unterzogen wurde, auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wobei in der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtung eine Induktionserwärmung durchgeführt wird, die Temperatur des Stahlbauteils, das der Induktionserwärmung unterzogen wird, erfasst wird, und die Induktionsheizvorrichtung auf der Basis des erfassten Temperaturwerts geregelt wird.A heat treatment system comprising: a primary heat treatment device to heat a steel member to a temperature higher than the A1 transformation point, and then to cool the member to a temperature lower than the A1 transformation point, thereby forming a nitrogen-enriched layer on the surface of the member and a secondary heat treatment device for heating the steel member subjected to the primary heat treatment to a temperature higher than the A1 transformation point and then cooling the component to a temperature lower than the A1 transformation point in the secondary heat treatment apparatus, an induction heating is performed, the temperature of the steel member subjected to the induction heating is detected, and the induction heating apparatus is controlled on the basis of the detected temperature value. Wärmebehandlungssystem nach Anspruch 5, bei dem die Temperatur des Stahlbauteils, das der Induktionserwärmung unterzogen wird, unter Verwendung eines berührungslosen Temperatursensors erfasst wird.Heat treatment system according to claim 5, wherein the temperature of the steel component which is the induction heating is subjected, using a non-contact temperature sensor is detected. Wärmebehandlungssystem, das Folgendes aufweist: eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um ein Stahlbauteil auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberflä che des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, und eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um das Stahlbauteil, das der primären Wärmebehandlung unterzogen wurde, auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wobei die sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung die Induktionserwärmung und das Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs durchführt.Heat treatment system, comprising: a primary heat treatment device, to heat a steel component to a temperature exceeding the A1 transformation point is located, and then to cool the component to a temperature, the is below the A1 conversion point, whereby at the Oberflä surface of the Component, a nitrogen-enriched layer is formed, and a secondary one Heat treatment apparatus, around the steel component that was subjected to the primary heat treatment, to warm to a temperature the above the A1 transformation point is located, and then the component on a To cool the temperature, which is below the A1 transformation point, wherein the secondary heat treatment device the induction heating and quenching by means of a mold. Wärmebehandlungssystem, das Folgendes aufweist: eine primäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um ein Stahlbauteil auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wodurch an der Oberfläche des Bauteils eine mit Stickstoff angereicherte Schicht gebildet wird, und eine sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtung, um das Stahlbauteil, das der primären Wärmebehandlung unterzogen wurde, auf eine Temperatur zu erwärmen, die über dem A1-Umwandlungspunkt liegt, und um dann das Bauteil auf eine Temperatur abzukühlen, die unter dem A1-Umwandlungspunkt liegt, wobei mehrere sekundäre Wärmebehandlungsvorrichtungen parallel angeordnet sind.Heat treatment system, comprising: a primary heat treatment device, to heat a steel component to a temperature exceeding the A1 transformation point is located, and then to cool the component to a temperature, the below the A1 transformation point, causing the surface of the Component, a nitrogen-enriched layer is formed, and a secondary one Heat treatment apparatus, around the steel component that was subjected to the primary heat treatment, to warm to a temperature the above the A1 transformation point is located, and then the component on a To cool the temperature, which is below the A1 transformation point, with several secondary heat treatment devices are arranged in parallel. Wärmebehandlungssystem nach Anspruch 8, bei dem die Induktionserwärmung in jeder der sekundären Wärmebehandlungsvorrichtungen durchgeführt wird.Heat treatment system according to claim 8, wherein the induction heating in each of the secondary heat treatment devices carried out becomes. Wärmebehandlungssystem nach Anspruch 8 oder 9, bei dem das Abschrecken mittels eines Formwerkzeugs in jeder der sekundären Behandlungsvorrichtungen durchgeführt wird.Heat treatment system according to claim 8 or 9, wherein the quenching by means of a molding tool in each of the secondary Treatment devices is performed. Wärmebehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1, 5, 7 oder 8, bei dem das Gas-Karbonitrieren in der primären Wärmebehandlungsvorrichtung durchgeführt wird.Heat treatment system according to one of the claims 1, 5, 7 or 8, wherein the gas carbonitriding in the primary heat treatment apparatus carried out becomes.
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