DE152712C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Im allgemeinen verwendet man zur Herstellung von Werkstücken einen in genügender Menge Kohlenstoff enthaltenden Stahl, den . man nach vorausgegangener Zementation noch härtet. Die Herstellung von Werkstücken in solcher Weise erfordert vier Arbeitsstufen, nämlich: i. die Herstellung des Schmiedestückes, 2. die Zementation, 3. das Härten und 4. die Fertigbearbeitung. Es ist durch

ίο das Verfahren nach der britischen Patentschrift 9322 vom Jahre 1895 versucht worden, die Anzahl dieser Arbeitsstufen zu verringern. Die nach diesem Verfahren behandelten Gegenstände, z. B. Achsen, können aber nach Ansicht des Erfinders keinen hohen Härtegrad besitzen, d. h. sie weisen an ihrer Oberfläche kein martensitisches Gefüge auf. Denn der Martensit kann nachgewiesenermaßen beim gewöhnlichen kohlenstoffhaltigen Stahl nur dann auftreten, wenn beim Härten gewisse von Osmond angegebene Bedingungen eingehalten werden. Vielmehr können bei Anwendung des Verfahrens nach der britischen Patentschrift 9322 aus dem Jahre !§95 die Gefügebestandteile des behandelten Stahles nur Ferrit und Zementit sein, je nachdem der verwendete Stahl hypo- oder hypereutektisch ist, d. h. weniger oder mehr als o,9 v. H. Kohlenstoff enthält. Einen hohen Härtegrad kann daher der nach der genannten britischen Patentschrift behandelte Stahl nur dann erhalten, wenn er in der üblichen Weise gehärtet wird.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Werkstücken aus Stahl unter Umgehung des Härtens bei Erzielung eines hohen Härtegrades. Das Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß durch Verwendung eines Stahles besonderer Zusammensetzung, z. B. eines 0,12 v. H. Kohlenstoff und 7 v. H. Nickel enthaltenden Stahles, der, roh von der Schmiede kommend, das gleiche Gefüge aufweist wie der gewöhnliche kohlenstoffhaltige Stahl, durch bloße Zementation desselben, bis seine Oberfläche ungefähr 0,8 v. H. Kohlenstoff enthält, an dieser Stelle selbst martensitische Gefügebestandteile erhalten werden, d. h. genau die gleichen Bestandteile wie beim gewöhnlichen gehärteten Stahl. In dieser Weise ist es ermöglicht, die bei der Bearbeitung von Werkstücken aus Stahl erforderlichen vier Arbeitsstufen auf zwei herabzusetzen, nämlich: 1. Schmieden und Fertigbearbeitung, 2. Zementation der Oberfläche. Zur Ausübung des Verfahrens kann ein Stahl verwendet werden, dessen Gehalt an Kohlenstoff und Nickel innerhalb gewisser Grenzen schwankt.

Der Nickelgehalt des zu zementierenden Werkstückes kann zwischen 5 v. H. und 10 v. H. schwanken. Er richtet sich einerseits nach der Art der Beanspruchung des Werkstückes und andererseits nach dem Kohlenstoffgehalt des verwendeten Stahles.

So wird -ζ-. B. bei einem Maschinenteil, der

lediglich Stoß- und Reibungswirklingen ausgesetzt ist (solche sind insbesondere Motorwellen), die Verwendung von 5 v. H. Nickel enthaltendem Stahl zweckmäßig sein. Dagegen wird man bei der Herstellung eines Werkstückes, welches auf Zerdrückung und gleichzeitig auf Reibung beansprucht ist (z. B. bei Lagerschalen für Fahrräder), 10 v. H. Nickel enthaltenden Stahl nehmen

Im allgemeinen benötigt man zwischen den genannten Grenzen um-so-mehr-Nickel, als das Werkstück auf Zusammendrückung beansprucht ist. Dies erklärt sich aus- der Tatsache, daß man durch bloße Zementation eine um so dichtere Schicht von Martensit erhält, je höher der Nickelgehalt ist.¹ Aber

. der Nickeigehalt des zu verwendenden Stahles richtet sich wiederum nach der in letzterem enthaltenen; Kohlenstoffmenge. Denn die Mächtigkeit der Martensitschicht ist. von der Summe der beiden Bestandteile Kohlenstoff und Nickel abhängig. - .-- ·- ■ ...

Zur Erzielung eines gleichwertigen Ergebnisses wird man daher, anstatt z. B. einen 10 v. H. Nickel und 0,12 v. H. Kohlenstoff enthaltenden Stahl zu nehmen, auch einen solchen verwenden können, der 8 v. H. Nickel und 0,25 v. H. Kohlenstoff enthält. Im allgemeinen wird man aber stets wenig Kohlenstoff enthaltenden'·"Stahl verwenden, weil sonst das Kerngefüge des zementierten Werkstückes grobkörnig und infolgedessen gegen Stöße weniger .widerstandsfähig wird.

Die Zementation erfolgt in-bekannter Weise unter Anwendung von Knochenkohle, Blutlaugensalz usw. Durch den Wegfall des Härtens werden das Spalten der Werkstücke und die Nachbearbeitung vollständig vermieden, worin erhebliche Vorteile zu erblicken sind. -Eine - Bestätigung dafür, daß ein Kohlenstoff und Nickel enthaltender Stahl durch bloße Zementation an seiner Oberfläche ein martensitisches Gefüge annimmt, findet sich in einer Abhandlung der Zeitschrift »Le Genie Civil« vom 9. Mai 1903, »Recherches sur les aciers au nickel«, S. 23.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Werkstücken aus Stahl mit harter Oberfläche unter Umgehung, des . Härtens, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke aus einem 5 bis 10 v. H. Nickel und wenig Kohlenstoff enthaltenden Stahl im fertigbearbeiteten Zustand nur einer Zementation unterworfen werden, durch welche die Oberfläche des Werkstückes ein martensitisches Gefüge erhält.

   Berlin, gedruckt in üer reichsdruckereJ.