DE1236543B

DE1236543B - Verfahren zur Hochdruck-Waermebehandlung im Vakuum hergestellten Stahles

Info

Publication number: DE1236543B
Application number: DE1961ST018437
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Techn Wilhel Stich
Original assignee: Wilhelm Stich Dipl Ing Dr Tech
Current assignee: Wilhelm Stich Dipl Ing Dr Tech
Priority date: 1961-10-13
Filing date: 1961-10-13
Publication date: 1967-03-16

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:

Aktenzeichen: Anmeldetag:

C21d

Deutsche KL: 18 c - 7/14

St18437VI a/18c
13. Oktober 1961
16. März 1967
12. Oktober 1967

Auslegetag:

Ausgabetag:

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Gießen unter Druck beschrieben worden, bei denen besondere Eigenschaften der Gießatmosphäre, und zwar ihr Druck, ihre Temperatur und auch ihre Beschaffenheit an sich nacheinander oder gleichzeitig geändert bzw. ausgewechselt werden, um z. B. Formen zu trocknen (durch Unterdruckerzeugung) oder Metalle wie z. B. auch Gußeisen mit besonderen Eigenschaften durch »Vakuum«- und Druckanwendung herzustellen. Unter Vakuum- und Druckanwendung ist hierbei jedoch lediglich eine gewisse Änderung des atmosphärischen Druckes zu verstehen gewesen. Angaben über das Ausmaß von »Vakuum« und Druck fehlen. Nach dem heutigen Stand der Technik kann geschlossen werden, daß mit den beschriebenen Druckänderungen und insbesondere Vorrichtungen irgendwelche besondere Metalleigenschaften nicht zu erzielen waren.

Es wurden ferner auch schon Gußstücke zwecks mechanischer Vergütung in einer Druckkammer nach vorheriger oder auch gleichzeitiger Erhitzung auf hierzu gewünschte Temperatur gebracht und dadurch verdichtet bzw. verfestigt, daß sie in der Druckkammer einem erhöhten Druck ausgesetzt worden waren. Als Druckübertragungsmittel wurden hierbei flüssige Mittel wie Öle, organische Flüssigkeiten oder geschmolzene Salze sowie Metalle verwendet. Die hierzu erforderliche Druckhöhe ist ebenfalls nicht angegeben worden.

Schließlich wurden auch schon durch Pressen von »halbflüssigem« Stahl unter »hohem Druck« von mindestens 5 bis 6 kg/mm² bereits in großer Gleichmäßigkeit hochwertige Stahlteile hergestellt, und zwar von selbst nach erfolgtem Normalglühen höherer Festigkeit und Zähigkeit als bei gegossenem oder sogar gewalztem Stahl.

Erfinderseitig war nun erkannt worden, daß ausschließlich derart hoher Druck an sich zu Kornverfeinerung führt: Nur durch ihn wird über unterdrücktes Kornwachstum ein sehr feines »Quasi-Grobkorn« und erhöhte Keimwirksamkeit sowie Keimbildung erzielt. Dies führt dann zu erhöhter Stahlhartbarkeit und -Zähigkeit, wobei auch der Stahlcharakter selbst bereits weitgehend beeinflußbar wird.

Durch die bekannten Verfahren der Stahlentgasung durch Vakuumbehandlung beim Schmelzen oder Gießen wird ferner, und zwar insbesondere als unmittelbare Folge von Entgasung, Stahl hergestellt, der zwar hierdurch eine verbesserte Gefügebeschaffenheit bzw. -reinheit, jedoch zu wenig wirksame Keime aufweist.

Verfahren zur Hochdruck-Wärmebehandlung
im Vakuum hergestellten Stahles

Patentiert für:

Dipl.-Ing. Dr. techn. Wilhelm Stich,

Wattenscheid-Höntrop, Baarestr. 19

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Dr. techn. Wilhelm Stich,

Wattenscheid-Höntrop

Gegenstand dieser Erfindung ist daher die weitere Erkenntnis, daß derart vakuumbehandelter Stahl vor allem hinsichtlich Gefügeauflösung und Kornverfeinerung durch Anwendung hohen Druckes bei seiner Wärmebehandlung eine durch bloße Vakuumbehandlung nicht erzielbare Verbesserung erfährt.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt als Hochdruck-Wärmebehandlung gegossener und/oder warmverformter Stahlkörper, deren Stahl beim Schmelzen und/oder Gießen einer Vakuumbehandlung unterworfen war: Die Stahlkörper werden nach dem Gießen beim Erstarren und/oder nach der Warmverformung unter Wärmebehandlung, die auch ein Abkühlen sein kann, in Stahlkammern oder konischen Druckgefäßen hohem, und zwar schmelzflüssig hohem räumlich und warmverformt hohem räumlich oder mechanisch wirksamem Druck unterworfen.

Die Wärmebehandlung nach dem Gießen des Stahles bzw. sein Erstarren unter Raumdruck kann so erfolgen, daß in einer oberen (zunächst für Unterdruck verwendeten) Stahlkammer die Vakuumbehandlung des Stahles erfolgt, worauf verfahrensgemäß der flüssige Stahl in einer unteren Uberdruckkammer unter hohem Druck zum Erstarren gebracht wird. Die Hochdruckeinwirkung kann hierbei bereits mit Eintritt des Abstich- bzw. Gießstrahles des in der oberen Stahlkammer z. B. in einer Abstichpfanne befindlichen, vakuumbehandelten Stahles in die untere Kammer beginnen, so daß der z.B. in einer Kokille entstehende Stahlkörper in seinem Stahlgefügeaufbau zuwachstumsschichtig bereits vom Anfang an unter hohem Raumdruck steht. Die Wärmebehandlung als

z. B. Abkühlvorgang erfolgt beim Erstarren des schmelzflüssigen Stahles unter hohem Raumdruck oder des warmverformten unter hohem mechanisch

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wirksamem Druck bei geringer, beispielsweise behinderter und nur die natürliche Schrumpfung ausgleichender Formänderung des Stahles.

Als Druckmittel kann ein für den flüssigen Stahl unschädliches in Form von Gas und/oder Luft verwendet werden, wobei dann auch die obere Stählkammer gleichzeitig unter Druck gesetzt wird. Die Druckeinwirkung kann jedoch auch dadurch erfolgen, daß die Wärmebehandlung, vorzugsweise ein Abkühlen, unter hohem mechanischen Druck erfolgt, insbesondere in Verbindung mit geringer, beispielsweise in einem konischen Druckgefäß partiell behinderter und schrittweise die natürliche Schrumpfung ausgleichender Formänderung.

Die Wärmebehandlung geht daher in auch drucksicheren bzw. -dichten Stahlkammern oder großen, matrizenartig anwendbaren Druckgefäßen, welche die Anwendung hoher Raumdrücke oder auch mechanisch wirksamer Drücke gestatten, vor sich.

Die Anwendung hohen spezifischen Druckes zur Erhöhung der Keimwirksamkeit bzw. der Anzahl wirksam werdender Keime führt daher zu einer Ergänzung und Erweiterung der bisherigen Anwendung der Vakuumbehandlung von Stahl. Es ist daher kaum zu übersehen, daß mit diesem neuen Verfahren ein großer technischer Fortschritt verbunden ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Hochdruck-Wärmebdhandlung gegossener und/oder warmverformter Stählkörper, deren Stahl beim Schmelzen und/oder Gießen einer Vakuumbehandlung unterworfen war, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlkörper nach dem Gießen beim Erstarren und/oder nach der Warmverformung unter Wärmebehandlung, die auch ein Abkühlen sein kann, in Stahlkammern oder konischen Druckgefäßen hohem, und zwar schmelzflüssig hohem räumlich und warmverformt hohem räumlich oder mechanisch wirksamem Druck unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckanwendung mit dem Eintritt des Gießstrahles eines vakuumbehandelten, flüssigen Stahles in die Hochdruckkammer beginnt und so der in einer Kokille entstehende Stahlkörper in seinem Stahlgefügeaufbau zuwachstumsschichtig bereits vom Anfang an unter hohem Raumdruck steht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung vorzugsweise ein Abkühlen ist, das beim Erstarren des schmelzflüssigen Stahles unter hohem Raumdruck oder des warmverformten unter hohem mechanisch wirksamem Druck bei geringer, behinderter und nur die natürliche Schrumpfung ausgleichender Formänderung des Stahles erfolgt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung in auch drucksicheren bzw. -dichten Stahlkammern oder großen, matrizenartig anwendbaren Druckgefäßen, welche die Anwendung hoher Raumdrücke oder auch mechanisch wirksamer Drücke gestatten, erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 535 182;

französische Patentschriften Nr. 583 991, 717 748; belgische Patentschrift Nr. 560 855;

»Auszüge deutscher Patent-Anmeldungen«, veröffentlicht am 4. Mai 1948, Bd. 19, S. 481, dort Anmeldung J 69433 Via/4Od.