DE1243401B - Lufthaertender Lagerstahl - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

BIBLIOTHEK \ \ 24 3 401 OES DEUTSCHEN
PATEKTAKTES

Int. Cl.:

C22c

Deutsche Kl.: 40 b-39/26

Nummer: 1243 401

Aktenzeichen: T 26940 VI a/40 b

Anmeldetag: 3. September 1964

Auslegetag: 29. Juni 1967

Lagerteile aus Stahl, z. B. aus durchhärtenden oder gekohlten Stählen, werden normalerweise bei einer dem austenitischen Gefüge der jeweiligen Stahlsorte entsprechenden Temperatur durch Abschrecken in Flüssigkeiten, insbesondere in öl, gehärtet. Durch die starke Kühlwirkung hat das Abschrecken in Flüssigkeiten mitunter jedoch Verziehungen und Formänderungen unterschiedlicher Größe der Lagerteile zur Folge. Daher verwendet man heutzutage Abschreckdorne oder besondere Halter, die das Verziehen in beim Schleifen zulässigen Toleranzen halten. Die Herstellung und Instandhaltung solcher Abschreckdorne verursacht jedoch oft den größten Teil der Herstellungskosten solcher Lagerteile, ζ. B. Laufringe. Der Kostenaufwand für die Dorne macht daher diese Art der Herstellung von Lagerteilen in kleinen Mengen, insbesondere von Lagerteilen großen Durchmessers wie etwa 900 mm oder darüber, bei denen erhebliche Verziehungen auftreten können, unwirtschaftlich.

Bei langsamer Abkühlung, z. B. bei Luftkühlung, bleiben die sonst beim Abschrecken auftretenden Verformungen in zulässigen Grenzen, so daß keine Abschreckdorne benötigt werden. Für größere Lagerteile hängt der Erfolg der Abkühlung in Luft jedoch nach den der Erfindung zugrunde liegenden Feststellungen von der Verwendung eines dafür besonders geeigneten Stahles ab.

Ein bisher üblicher Standardlagerstahl, der 0,95 bis 1,10% Kohlenstoff, 0,20 bis 0,50% Mangan, 0,030 "/ο Phosphor, 0,035% Schwefel und 1,20 bis 1,50% Chrom, Rest Eisen, enthält, kann z. B. durch Luftkühlung nicht in größeren Querschnitten als bis zu etwa 6 mm Durchmesser befriedigend durchgehärtet werden, während die wirksame Aufkohlung auf einen Rundquerschnitt von etwa 12 mm Durchmesser begrenzt ist. Bisher waren keine Stähle zur Lagerherstellung verfügbar, die in größeren Querschnitten zum Durchhärten mittels Luftkühlung auf höhere Härtegrade geeignet waren.

Die Erfindung ist auf niedrig legierte Kohlenstoffstähle gerichtet, die in Rundquerschnitten bis zu 130 mm Durchmesser bei einer Härtungstemperatur von 815 bis 900° C durch Abkühlen an ruhender Luft und durch anschließendes Anlassen bei 175 bis 205° C auf eine Rockwellhärte von 60 R₀ oder mehr durchgehärtet werden können. Diese Stähle kennzeichnen sich dadurch, daß sie aus 0,7 bis 0,8% Kohlenstoff, 0,9 bis 1,2% Chrom, 1,05 bis 1,35%) Mangan, 1,20 bis 1,40% Molybdän und 1,3 bis 1,65% Nickel, gegebenenfalls 0,2 bis 0,35% Silizium, zum Rest aus Eisen bestehen. Zur Herstellung Lufthärtender Lagerstahl

Anmelder:

The Timken Roller Bearing Company,

Canton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 46

Als Erfinder benannt:

Chester Felix Jatczak, Canton, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. September 1963
(308 648)

von Lagerteilen wird vorzugsweise ein Stahl verwendet, der außer Eisen 0,75% Kohlenstoff, 1,05% Chrom, 1,20% Mangan, 1,30% Molybdän, 1,50% Nickel und 0,30 % Silizium enthält.

Diese Stähle weisen nach dem Härten an Luft und Anlassen nur äußerst geringe und wesentlich kleinere Abmessungsänderungen gegenüber dem Ausgangszustand auf als die bekannten Lagerstähle, die durch Abschrecken in Flüssigkeit gehärtet werden, so daß Abschreckdorne entbehrlich sind und das Fertigschleifen auf ein Mindestmaß beschränkt wird. Durch Anlassen bei 150 bis 205° C erhalten die Stähle nach der Erfindung in Rundquerschnitten bis zu wenigstens 125 mm Härten von 58 bis 60 R₀ und können durch höheres Erhitzen beim Anlassen sehr einfach auf eine zur maschinellen Bearbeitung geeignete geringere Härte gebracht werden. Sie haben auch gute Warmverformungseigenschaften, können in zufriedenstellender Weise gestanzt und gelocht werden, weisen gegenüber normalen Lagerstählen auch weit höhere Kerbzähigkeit auf und sind daher auch zur Herstellung von Werkzeugen für Kaltverformungen, ferner für Gesenke und Blechscheren geeignet, für die es auf hohe Kerbzähigkeit und Bruchfestigkeit besonders ankommt.

Zur Herstellung des Lagerstahls nach der Erfindung werden aus dem mit den Zuschlägen erschmolzenen Eisen zunächst Rohlinge gegossen, die durch Schmieden oder Warmwalzen auf die zur Herstellung der Lagerteile erforderliche Knüppelform ge-

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bracht werden. Beim Erhitzen auf die Warmverformungstemperatur von 1150 bis 1200° C werden die Rohlinge zunächst bei einer Temperatur von 705 bis 760° C geglüht, um für die Warmbehandlung ein gleichmäßiges Ausgangsgefüge zu sichern. Beim Schmieden oder Walzen der anschließend auf die Verformungstemperatur erhitzten Rohlinge soll die Temperatur nicht unter 925° C absinken. Die hergestellten Knüppel werden dann in Sand oder einem anderen Medium langsam gekühlt.

Um die Knüppel für die weitere Bearbeitung, z. B. durch Schleifen, auf eine geringere Härte zu bringen, werden sie vorzugsweise 4 bis 6 Stunden bei 660° C angelassen und dann in ruhender Luft gekühlt. Ist ein körniges Gefüge erwünscht, so können die Knüppel auch auf 815° C erhitzt und geglüht werden und im Ofen verbleiben, bis die Temperatur auf 695° C abgesunken ist. Bei der weiteren Kühlung im Ofen soll die Temperatur um etwa 6° C je Stunde bis auf 595° C absinken, worauf die weitere Luftkühlung außerhalb des Ofens erfolgt. Bei diesen Behandlungen ergibt sich eine maximale Härte von 223 Brinell. Ist für die Knüppel ein lamellares Gefüge erwünscht, das z. B. zum Kaltsägen von Ätzbrammen, Walzblöcken oder Schmiedeknüppeln besonders geeignet ist, so werden die Knüppel auf 900° C erhitzt, ausgeglüht und im Ofen auf 695° C oder etwas darüber gekühlt und anschließend in der vorbeschriebenen Weise weiterbehandelt. Hierbei ergibt sich eine Härte von 269 Brinell.

Trotz dieser etwas größeren Härte von 223 Brinell gegenüber dem körnigen Gefüge weist das lamellare Gefüge eine lOO°/oige Verbesserung des Trennens mit Kaltkreissägen, motorisch angetriebenen Bügelsägen und Bandsägen auf.

Das Härten erfolgt zweckmäßigerweise unter folgenden Bedingungen: Rund- und Vierkantstäbe bis zu 50 mm Durchmesser bzw. Breite, und flache Platten bis zu 40 mm Dicke werden auf 845° C erhitzt und in Luft abgekühlt; Rund- und Vierkantstäbe über 50 bis 130 mm Durchmesser bzw. Breite und Platten über 40 bis 90 mm Dicke werden auf 870° C erhitzt und in Luft abgekühlt; Rund- und Vierkantstäbe über 130 mm Durchmesser bzw. Breite und Platten über 90 bis 115 mm Dicke werden auf 900° C erwärmt und in Luft abgekühlt. Zum Erhitzen

ίο auf die Härtungstemperatur wird je 25 mm Dicke 1 Stunde Erhitzungszeit eingehalten. Rund- und Vierkantstäbe sowie Platten mit einer Stärke von über 115 mm werden in Luft nicht über 60 R₀ durchgehärtet.

Beim Anlassen führt ein 2stündiges Erhitzen bei 150° C zu einer Härte von 60 bis 62 R₀, bei 205° C zu einer Härte von 58 bis 60 R_c. Für Lagerlaufringe mit einer Mindesthärte von 58 R₀ beträgt die Anlaßtemperatur 175° C, wobei zum Erreichen der Temperatur je 25 mm Dicke eine Erhitzungszeit von 1 Stunde erforderlich ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lufthärtender Lagerstahl, der in Rundquerschnitten bis zu 130 mm Durchmesser bei einer Härtungstemperatur von 815 bis 900° C durch Abkühlung an Luft und durch anschließendes Anlassen bei 175 bis 205° C auf eine Rockwellhärte von 60 R_c oder mehr gebracht ist, bestehend aus 0,7 bis 0,8% Kohlenstoff, 0,9 bis 1,2 »/0 Chrom, 1,05 bis 1,35% Mangan, 1,2 bis 1,4% Molybdän, 1,3 bis 1,65% Nickel, gegebenenfalls 0,2 bis 0,35% Silizium, Rest Eisen.

2. Lufthärtender Lagerstahl nach Anspruch 1, bestehend aus 0,75% Kohlenstoff, 1,05% Chrom, 1,2% Mangan, 1,3% Molybdän, 1,5% Nickel und 0,3 % Silizium, Rest Eisen.

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