DE1533959C2

DE1533959C2 - Process for the surface treatment of spring steel wire

Info

Publication number: DE1533959C2
Application number: DE19671533959
Authority: DE
Inventors: Arthur 5251 KarIsthal Borlinghaus
Original assignee: Fa. Gebr. Ahle, 5251 Karlsthal
Priority date: 1967-06-21
Filing date: 1967-06-21
Publication date: 1977-06-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Federstahldraht.The invention relates to a method for the surface treatment of spring steel wire.

Der zur Fertigung von hochbeanspruchbaren Federn verwendete Stabstahl oder Stahldraht wird zuerst zur Entfernung von Oberflächenfehlern, wie Überwalzung, Risse und Randentkohlung einer Vorbehandlung durch Schleifen oder durch Abdrehen auf Schälmaschinen und anschließendes Schleifen vorbehandelt. Anschließend an die Vergütung werden die Federn in der Regel zur Oberflächenverfestigung mit Stahlkugeln aus vergütetem Stahl behandelt. Diese Oberflächenbehandlung trägt erheblich zur Erhöhung der Lebensdauer bei (siehe z. B. 2 VDIB. 87, [1943], Nr. 31/32 S. 481).The bar steel or steel wire used to manufacture heavy-duty springs is first used for Removal of surface defects such as overrolling, cracks and edge decarburization through a pretreatment Grinding or pretreated by turning on a peeling machine and subsequent grinding. Subsequently As a rule, the springs are used to strengthen the surface with tempered steel balls Steel treated. This surface treatment contributes significantly to increasing the service life (see, for example, 2 VDIB. 87, [1943], No. 31/32 p. 481).

Es ist bekannt (siehe z. B. Hoesch AG: »Oberflächen von warmgeformten Blatt-, Schrauben- und Stabfedern« Umdruck 1961), bei der Federnherstellung Federstahldraht zu verwenden, der nach dem Abdrehen ohne Schleifvorgang vergütet und nach der Vergütung der Bearbeitung mit Stahlkugeln unterworfen wurde. Die nach diesem Verfahren hergestellten Federn besaßen aber bisher eine geringere Lebensdauer als Federn aus Federstahldraht, der vor der Bearbeitung mit Stahlkugeln geschliffen wurde.It is known (see e.g. Hoesch AG: "Surfaces of hot-formed leaf, helical and rod springs" Transfer print 1961), to use spring steel wire in the spring production, which after turning tempered without a grinding process and, after tempering, subjected to machining with steel balls. The springs produced by this process had previously had a shorter service life than Springs made of spring steel wire that was ground with steel balls before machining.

Es ist weiterhin bekannt (siehe z. B. »Shot Peening« Wheelabrator Corp. 1962, S. 98 und 100), daß bei der Bearbeitung von Werkstücken, welche plötzliche Formänderungen, beispielsweise Absätze, Nuten, Gewinde usw. aufweisen, mit Stahlkugeln, darauf geachtet werden muß, daß der Radius der verwendeten Stahlkugeln kleiner sein soll als der Radius der Formänderung am Werkstück.It is also known (see, for example, "Shot Peening" Wheelabrator Corp. 1962, pp. 98 and 100) that in the Machining workpieces that have sudden changes in shape, for example shoulders, grooves, threads etc., with steel balls, care must be taken that the radius of the used Steel balls should be smaller than the radius of the shape change on the workpiece.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Oberflächenbehandlung von Federstahldraht zu vereinfachen, insbesondere den aufwendigen Schleifvorgang zu vermeiden, und trotzdem eine Erhöhung der Lebensdauer bzw. bei gleicher Lebensdauer eine Erhöhung der Werkstoffbeanspruchung oder eine Einsparung an Werkstoff zu erzielen, gegenüber nur abgeschälten, nicht geschliffenen Stäben oder Drähten.The present invention has for its object the surface treatment of spring steel wire to simplify, in particular to avoid the complex grinding process, and still a Increase in service life or, with the same service life, an increase in material stress or to achieve a saving in material compared to only peeled, not ground rods or Wires.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß beim Abschälen ein Schälwerkzeug verwendet wird, dessen Schneide einen Krümmungsradius hat, der mindestens das Achtfache des Durchmessers der bei der nachfolgenden Bearbeitung verwendeten Stahlkugeln beträgt. Bei Verwendung eines solchen Werkzeuges entstehen in der Oberfläche des Stahldrahtes flache, schraubenlinienförmig verlaufende Mulden. Die Grate, die sich zwischen den Mulden bilden, sollen dabei möglichst stumpfwinklig sein.According to the invention, this is achieved in that a peeling tool is used when peeling, whose cutting edge has a radius of curvature which is at least eight times the diameter of the subsequent machining is the steel balls used. When using such a tool Flat, helical troughs are created in the surface of the steel wire. The ridges that form between the troughs should be as obtuse angled as possible.

Praktische Versuche haben ergeben, daß bei dieser Oberflächenbehandlung die Lebensdauer der Federn unter sonst gleichen Bedingungen erheblich größer ist als die Lebensdauer einer Feder, bei der der Draht nur mit einer üblichen Schälmaschine abgedreht wurde.Practical tests have shown that this surface treatment extends the life of the springs all other things being equal is considerably longer than the service life of a spring in which the wire is only was turned off with a conventional peeling machine.

Es hat sich gezeigt, daß die Federn, bei denen die Oberfläche des Drahtes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde, eine Lebensdauer aufweisen, die mindestens der Lebensdauer von Federn entspricht, bei denen der Draht nach dem Abdrehen geschliffen wurde.It has been shown that the springs, in which the surface of the wire according to the invention Procedure treated have a service life at least equal to that of springs corresponds to where the wire was ground after turning.

Der überraschende Erfolg des Verfahrens nach der Erfindung ist vermutlich auf folgende Umstände zurückführen: Beim Schälen mit einem üblichen Schälwerkzeug erhält die Oberfläche, wie in F i g. 3 schematisch dargestellt, ein sägeartiges Profil 4. Der Krümmungsradius im Grunde der zwischen den Sägezähnen entstehenden Rillen ist so klein, daß die Oberfläche an diesen Stellen durch die Stahlkugeln 3 nicht verfestigt wird. Auch wenn, wie dies häufig geschieht, die Oberfläche durch eine Druckpolierung geglättet und dadurch das sägeartige Profil eingeebnet wird, bleiben Querriefen mit Überlappungen stehen, deren Krümmungsradius kleiner ist als der Radius der zur Bearbeitung verwendeten Kugeln, so daß hier keine durchgehende Oberflächenverfestigung erreichbar ist. Auch beim Schleifen, insbesondere beim spitzenlosen Schleifen, entstehen, wie eine genaue Untersuchung der Oberfläche erkennen läßt, häufig sowohl Längs- als auch Querriefen. Der Krümmungsradius dieser Riefen ist sehr klein und in jedem Fall kleiner als der Radius der üblicherweise für die Oberflächenverfestigung verwendeten Stahlkugeln. Dies ist in Fig.2 schematisch dargestellt. In der Oberfläche 1 befinden sich die unregelmäßig verteilten Riefen 2. Durch die für die Oberflächenverfestigung verwendeten Stahlkugeln 3 wird zwar die zwischen den Riefen liegende Oberfläche einwandfrei verfestigt, nicht aber die Oberfläche am Grunde der Riefen 2, sofern die Tiefe der Riefen nicht so gering gehalten werden kann, daß durch den Aufprall der Kugeln 3 die Riefen völlig beseitigt werden.The surprising success of the method according to the invention is presumably due to the following circumstances return: When peeling with a conventional peeling tool, the surface is preserved, as in FIG. 3 shown schematically, a saw-like profile 4. The radius of curvature is basically that between the The grooves created by the saw teeth are so small that the surface at these points is penetrated by the steel balls 3 is not solidified. Even if, as often happens, the surface is pressure polished smoothed and thereby the saw-like profile is leveled, transverse grooves remain with overlaps, whose radius of curvature is smaller than the radius of the balls used for machining, so that there are none continuous surface strengthening is achievable. Even when grinding, especially with the centerless Loops, as a close examination of the surface reveals, often arise longitudinally as well as Cross grooves. The radius of curvature of these grooves is very small and in any case smaller than the radius of the steel balls commonly used for surface strengthening. This is shown schematically in FIG shown. In the surface 1 are the irregularly distributed grooves 2. By for the Surface reinforcement used steel balls 3 is indeed the surface lying between the grooves solidified perfectly, but not the surface at the bottom of the grooves 2, provided the depth of the grooves is not so can be kept low that the grooves are completely eliminated by the impact of the balls 3.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren dagegen erhält, wie in F i g. 1 dargestellt, die Oberfläche ein Profil, das aus flachen Bogen 5 mit dazwischenstehenden Graten 6 besteht. Das verwendete Drehwerkzeug 7 besitzt eine Schneide 8, deren Krümmungsradius r wesentlich größer ist als der Durchmesser der zur Oberflächenbearbeitung verwendeten Kugeln 3. In diesem Fall entstehen keine Rillen oder sonstigen Vertiefungen, deren Krümmungsradius kleiner ist als die Kugeln. Es können daher alle Teile der Oberfläche verfestigt werden, so daß eine in sich zusammenhängende, verfestigte Oberflächenschicht erzeugt wird. Damit auch an den Graten 6 zwischen den Mulden eine gleichmäßige Verfestigung erzielt wird, sollen die Winkel dieser Grate möglichst stumpf sein.In the method according to the invention, however, as shown in FIG. 1, the surface has a profile that consists of flat arches 5 with ridges 6 in between. The turning tool 7 used has a Cutting edge 8, the radius of curvature r of which is significantly larger than the diameter of the surface machining balls used 3. In this case there are no grooves or other indentations, whose radius of curvature is smaller than the spheres. It can therefore solidify all parts of the surface so that a coherent, solidified surface layer is generated. In order to even solidification is achieved at the ridges 6 between the troughs, should the The angles of these ridges should be as obtuse as possible.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Process for the surface treatment of spring steel wire by peeling and subsequent surface strengthening by machining with steel balls, characterized in that the cutting edge of the peeling tool has a radius of curvature r which is at least eight times the diameter of the steel balls used in the subsequent machining.