DE1533970C

DE1533970C - Process for cooling bath nitrided, very dimensionally stable workpieces made of alloyed and high-alloy steels

Info

Publication number: DE1533970C
Application number: DE19671533970
Authority: DE
Inventors: Hans 5892 Meinerehagen Heinen
Original assignee: Fa. Otto Fuchs, 5882 Meinerzhagen
Priority date: 1967-05-17
Filing date: 1967-05-17
Publication date: 1973-04-12

Description

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fahr von Spannungsrissen natürlich von der Art der mal eine Verwendung inerter Gase als Kühlmediumdrive from stress cracks, of course, from the type of times an inert gas is used as a cooling medium

jeweiligen Abkühlung abhängig, wobei die Wärmeab- aus den schon genannten Kostengründen keine wirt-depending on the respective cooling, whereby the heat dissipation is not economical due to the cost reasons already mentioned.

gabe durch Wärmeleitung und Konvektion im allge- schaftlich brauchbare Lösung darstellt,supply through heat conduction and convection represents a generally usable solution,

meinen überwiegt. Auch kann die Wärmeabgabe durch Um dennoch den theoretischen Idealfall anzunä-mine outweighs. In order to nevertheless approximate the theoretical ideal case, the heat dissipation can also

Strahlung im vorliegenden Falle insoweit vernachläs- 5 hern und die technischen Vorteile einer Werkstück-In the present case, neglect radiation and the technical advantages of workpiece

sigt werden, als die Strahlung nach dem Gesetz von abkühlung durch Strahlungswärme im Vakuum undbe sigt, as the radiation according to the law of cooling by radiant heat in a vacuum and

Bolzmann mit der vierten Potenz der betreffenden eine Vermeidung von chemischen Oberflächenreak-Bolzmann with the fourth power of the relevant an avoidance of chemical surface reactions

TemperaturdifTerenz vor sich geht, infolgedessen also tionen durch Fernhaltung von Sauerstoff und Feuch-Temperature difference takes place, as a result, functions by keeping away oxygen and moisture

nur im Anfangsbereich der Werkstückabkühlung eine tigkeit in einfacher Weise für die praktische Ferti-an activity in a simple manner for practical manufacturing only in the initial area of workpiece cooling

Rolle spielt und in diesem Temperaturbereich be- ίο gung zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorge-Plays a role and to achieve movement in this temperature range, is provided according to the invention

kanntlich die Wärmerisse in der Regel noch nicht auf- schlagen, daß die nach der Behandlung dem SalzbadIt is well known that the heat cracks usually do not yet appear that those after the treatment in the salt bath

treten. entnommenen Werkstücke in einem druckfesten Be-to step. removed workpieces in a pressure-resistant

Dennoch wäre eine Wärmeabgabe durch Strahlung halter unter rascher Evakuierung bis zu 20, vorzugsbesonders wünschenswert, und zwar gerade mit zu- weise 2 Torr abgekühlt werden, nehmender Abkühlung, weil sich eine Wärmestrah- 15 Bei Durchführung des vorgeschlagenen Verfahlung im wesentlichen in radialer Richtung, also ex- rens hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die zentrisch nach außen hin ausbreitet und somit bei nur während verhältnismäßig kurzer Zeit in der nordiesem Vorgang die innere Formgebung des betref- malen Luftatmosphäre wirksame Abkühlung durch fenden Werkstückes in erster Näherung nur eine ' Konvektion die gleiche Sicherheit gegen das Aufuntergeordnete Rolle spielt. Hinterstochene Formen, 20 treten von Spannungsrissen bietet wie eine Iaborwelche beispielsweise bei der Abkühlung einer Strang- mäßige Durchführung des gesamten Härteverfahrens preßmatrize durch ein Medium, Gas oder Flüssigkeit unter Vakuumbedingungen. Ein Ausschuß durch am meisten rißgefährdet sind, würden an einer Wärmerisse konnte nicht mehr festgestellt werden, Wärmeabgabe durch Strahlung praktisch nicht teil- und die Behandlung wesentlich kritischerer Werknehmen, weil sich in diesem Falle zwischen einander 35 zeugformen als bisher ist in zuverlässiger Weise mögnahe gegenüberliegenden Werkstückflächen sogar in Hch geworden.Nevertheless, a heat emission by radiation holder with rapid evacuation would be up to 20, preferably especially desirable to be cooled down to 2 Torr, increasing cooling because there is a heat beam essentially in the radial direction, that is to say ex- rens, it has surprisingly been shown that the spreads outward in the center and thus only for a relatively short time in the north of this region Process the internal shaping of the air atmosphere in question by effective cooling fenden workpiece in a first approximation only a 'convection plays the same security against the subordinate role. Stitched forms, 20 emerge from tension cracks like a laboratory which for example when cooling down a strand-wise implementation of the entire hardening process compression die through a medium, gas or liquid under vacuum conditions. A committee through are most at risk of cracking, heat cracks could no longer be detected, Heat emission by radiation practically does not participate and the treatment of much more critical works, because in this case between each other 35 forms than before is possible in a reliable way opposite workpiece surfaces even become in Hch.

sehr erwünschter Weise Ausgleichsvorgänge abspie- Ebenso überraschend sind die bei Anwendung des len können und sich infolgedessen Absorption und vorgeschlagenen Verfahrens erhältlichen Werkstück-Reflexion der Strahlen weitgehend gegenseitig auf- oberflächen. Zwar wurde angesichts der nach weniheben. Ein Werkstück mit einer komplizierten aber 30 gen Minuten einsetzenden Verminderung des Atnach außen hin versteckt verlaufenden Formgebung · mosphärendruckes durch die Evakuierung des Druckwürde also annähernd die gleiche Wärmemenge in behälters schon mit einer erheblichen Verbesserung den Raum strahlen wie ein Metallstück gleicher der Oberflächenverhältnisse gerechnet. Völlig uner-Außenform und Oberfläche, das aus Vollmaterial be- . wartet war jedoch bei der immerhin wesentlich versteht. Bei gleichen. Werkstückmassen wäre also die 35 zögerten Abkühlung das Ergebnis, daß die dem Abkühlungsdauer, die auch nur eine untergeordnete Druckbehälter nach etwa 5 Stunden entnommenen Rolle spielt, vergleichsweise kaum wesentlich ver- Werkstücke eine einwändfreie Oberfläche zeigten, schieden. · die nach dem Abspülen der Salzreste in vielen Fällenvery desirable way to play off equalization processes. Also surprising are those when using the len and as a result absorption and the proposed method available workpiece reflection of the rays largely surface on each other. Admittedly, it was given the after little lift. A workpiece with a complicated but 30 minute reduction in Atnach shape hidden on the outside · atmospheric pressure due to the evacuation of the pressure dignity so almost the same amount of heat in the container with a significant improvement the room shine like a piece of metal with the same surface area. Completely un-external shape and surface, which is made of solid material. Waiting was, however, with the at least essentially understands. With the same. Workpiece masses would be the 35 hesitated cooling the result that the dem Cooling time, which also only a subordinate pressure vessel removed after about 5 hours Plays a role, comparatively hardly any significant workpieces showed a flawless surface, divorced. · After rinsing off the salt residue in many cases

Der zweite Gedanke zur Lösung der gestellten überhaupt keiner Nachbearbeitung mehr bedurfte.The second thought for solving the posed one no longer required any post-processing.

Aufgäbe ist der, daß auch die Bildung von Ober- 40 Damit war der Beweis dafür geliefert, daß jedenfallsThe task is to ensure that even the education of upper 40 This was the proof that in any case

flächenschichten weniger im Anfangszeitpunkt ein- die anfangs vorhandene Salzschicht praktisch hochsurface layers less at the beginning - the salt layer present at the beginning is practically high

setzt, wenn man die Werkstücke aus der flüssigen keine nennenswerte Oberflächenkorrosion zugelassenif the workpieces are removed from the liquid, no significant surface corrosion is permitted

Salzschmelze in die Raumatmosphäre hineinbringt, hatte.,Brings molten salt into the room atmosphere, had.,

als vielmehr erst später, wenn der Luftsauerstoff Mit gleichem Erfolg wurden Werkstücke verschiedurch die den Werkstücken anhaftende Salzschicht 45 dener Größe und verschiedener Gestaltung nach dem hindurchdiffundiert ist, infolgedessen dann die betref- vorgeschlagenen Verfahren behandelt. Die theorefenden Metallflächen angegriffen werden. So wurde . tisch erreichbaren Vorzüge einer kostspieligen Vabeobachtet, daß sich störende Oberflächenschichten kuumbehandlung sind also in sehr einfacher Weise unter Einwirkung von Atmosphäre erst nach einer auch für alle praktischen Änwendungsfälle erreichgewissen Zeitdauer ausbilden. . ■■'·.., '50 bar und damit Maßnahmen zur nachträglichen Be-rather than later, when the oxygen in the air, workpieces were differentiated with the same success the adhering to the workpieces salt layer 45 dener size and different design according to the is diffused through, as a result, then treated the proposed method in question. The theorefenden Metal surfaces are attacked. So became. table achievable benefits of an expensive veneer, So that interfering surface layers are cum treatment in a very simple way under the influence of the atmosphere, it is only possible to achieve this for all practical applications Train duration. . ■■ '· .., '50 bar and thus measures for subsequent loading

Der Erfindung liegt deshalb der Gedanke zugrunde, handlung der Werkstücke in aller Regel entbehrlich daß man normale Räurnverhältnisse vorübergehend geworden. '"' i und jedenfalls zu Beginn der Abkühlung ohne nen- - Als weiterer Vorteil des gemäß der Erfindung yornenswerte Schädigung der Metalloberflächen zulassen ' geschlagenen Verfahrens ist zu erwähnen, daß na- und die Bildung von Korrosionsschichten weitgehend 55 türlich auch eine im Bedarfsfalle verlangte Hochvermeiden und damit eine Gefahr für die harte glanzpolierung weit einfacher als bisher durchzufüh-Legierungszone bzw. für die Lebensdauer der gehär- ren ist, wobei die abgekühlten Werkstückoberflächen teten Werkstücke ausschließen kann, wenn man jetzt nach beendetem Nitriervorgang keine Maßänrechtzeitig dafür sorgt, daß chemische Einwirkungen derungen gegenüber dem Ausgangszustand aufweisen allenfalls kurzzeitig möglich und danach wirksam 60 und die Legierungszohe nicht mehr beschädigt wird, unterbunden sind. . ; weil fast ohne Materialabtragung poliert werden . Beide Lösungsgedanken der gestellten Aufgabe kann. ...... .The invention is therefore based on the idea that the workpieces are generally unnecessary that normal vacancies become temporarily. '"' i and in any case at the beginning of the cooling process without any noticeable - as a further advantage of what is worth yorn according to the invention Allow damage to the metal surfaces' proposed method, it should be mentioned that na- and the formation of corrosion layers largely 55 naturally also a high avoidance required in case of need and thus a risk for the hard gloss polishing far easier than previously carried out alloy zone or for the lifetime of the hardening, whereby the cooled workpiece surfaces can exclude dead workpieces if you do not get any measurements in time after the nitriding process ensures that chemical effects show changes compared to the initial state at best possible for a short time and then effective and the alloy wall is no longer damaged, are prevented. . ; because they are polished with almost no material removal . Both ideas about the solution to the task at hand can. .......

sind offenbar nicht miteinander zu vereinen, weil die Hinzu kommt die Möglichkeit, daß man die bisherare apparently not to be united with one another, because there is also the possibility that one has so far

zur Verhütung von Spannungsrissen wünschenswerte notwendige Überwachung der Abkühlung durch ge-for the prevention of stress cracks desirable necessary monitoring of the cooling by means of

Abkühlungsverzögerung zwangläufig dazu führt, daß 65 schulte Fachkräfte bei Anwendung des vorgeschla-Cooling delay inevitably means that 65 trained specialists apply the proposed

der Zustand höherer Werkstücktemperaturen und genen Verfahrens dem evakuierten Druckbehälterthe state of higher workpiece temperatures and the process associated with the evacuated pressure vessel

damit die Reaktionsfreudigkeit der beteiligten Stoffe überlassen und infolgedessen die Fertigung weitge-thus leaving the reactivity of the substances involved and consequently manufacturing largely

dementsprechend langer aufrechterhalten bleibt, zu- hend automatisieren kann. Die im Salzbad gehärte-is accordingly maintained for a longer period of time, as it can automate. The hardened in the salt bath

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ten Werkstücke kühlen selbstverstädnlich in Abhän- Zugseile 7 danach ausgeklinkt und entfernt werden, gigkeit von ihrer Masse auch in unterschiedlichen Kurze Zeit später wird der an einer Schwenkachse 9 Zeiträumen ab, jedoch spielt die Formgebung nur aufgehängte Deckel 10 des Druckbehälters 3 über eine untergeordnete Rolle. Es bedarf jedenfalls kei- die Öffnung 11 bewegt und dann abgesenkt. Anschlienes Kunstgriffes mehr, um die zur Vermeidung von 5 ßend wird die Pumpe 4 eingeschaltet, die den Innen-Rißbildung besonders günstigen Abkühlungsverhält- raum des Druckbehälters 3 rasch evakuiert,
nisse im Einzelfalle herauszufinden. Zwischen dem Druckbehälter 3 und dem aufge-th workpieces cool naturally in suspension ropes 7 after which they are notched and removed, their mass also in different Short time later the on a pivot axis 9 periods of time, but the shape only plays the suspended lid 10 of the pressure vessel 3 over a subordinate role. In any case, the opening 11 does not need to be moved and then lowered. Then there is more trick to avoid the 5 ßend the pump 4 is switched on, which quickly evacuates the particularly favorable cooling conditions of the pressure vessel 3,
to find out in each individual case. Between the pressure vessel 3 and the

Außer der vollständigen Vermeidung von Aus- setzten Deckel 10 liegt eine Dichtung 12 aus dem schuß infolge von Spannungsrissen und der weitge- unter dem Warenzeichen »Teflon« bekannten Kunsthenden Verminderung von Korrosion werden vor io stoff, zu deren Schonung eine nicht dargestellte Wasallem die Arbeitskosten aus den genannten Gründen serkühlung in den Druckbehälter 3 eingebaut ist. erheblich herabgesetzt, wenn nicht nur die Nitrie- Außerdem ist ein Temperaturfühler 13 gasdicht in rung im Salzbad, sondern jetz auch die Abkühlung der Behälterwand eingesetzt, der die darin herrder gehärteten Werkstücke zuverlässig und mühelos sehende Wärmestrahlung anzeigt und in Abhängigmit dem Einschwenken der dem Salzbad entnomme- 15 keit vom Wert des erreichten Druckes eine Meßnen Werkstücke in den Druckbehälter eingeleitet größe liefert, die mit entsprechenden Tabellen oder und dazu die Funktionen des Druckbehälters in ein- automatisch mit elektronischen Steuerwalzen zur Anfacher Weise automatisch gesteuert werden: zeige der Temperatur auswertbar ist. Das GewichtIn addition to the complete avoidance of exposure to the cover 10, a seal 12 lies out of the Shot as a result of stress cracks and the artistry well known under the trademark »Teflon« Reduction of corrosion are from io fabric, to protect them a Wasallem, not shown the labor costs for the reasons mentioned serkühlung is built into the pressure vessel 3. considerably reduced, if not only the nitriding. In addition, a temperature sensor 13 is gas-tight in tion in the salt bath, but now also the cooling of the container wall, which ruled the inside shows hardened workpieces reliably and effortlessly seeing thermal radiation and in dependence on it the swiveling in of the value of the pressure reached, taken from the salt bath, is a measurement Workpieces introduced into the pressure vessel size supplies with the corresponding tables or and in addition the functions of the pressure vessel in one automatic with electronic control rollers for fanning Way to be controlled automatically: show the temperature can be evaluated. The weight

Hinzu kommt, daß auch die Einhaltung bestimm- des Deckels 10 bewirkt eine einwandfreie Abdichter Arbeitspausen kein Problem mehr darstellt. Viel- 20 tung und somit nach dem Einschalten der Pumpe 4 mehr kann die Salzbadnitrierung bis zum Beginn der eine rasche Evakuierung des Druckbehälters 3.
Mittagspause bzw. des Wochenendes ungestört fort- Die Anschlußleitung 14 der Pumpe 4 ist in belaufen, weil die anschließend im Druckbehälter auf- kannter Weise über nicht dargestellte Mehrwegegehängten Werkstücke wartungsfrei abkühlen und hähne nacheinander mit mehreren Druckbehältern 3 infolgedessen nach beendeter Pause bzw. zum Wo- 25 zu verbinden, wobei jeder Behälter zur Evakuierung chenanfang dem Druckbehälter entnommen werden auf einen Druck von höchstens noch 15 Torr etwa können. . 2 Minuten benötigt. Im Anschluß daran vollziehtIn addition, compliance with the specific cover 10 results in a perfect sealing and work breaks are no longer a problem. The salt bath nitriding can continue until the beginning of the rapid evacuation of the pressure vessel 3, and thus more after the pump 4 has been switched on.
Lunch break or the weekend continues undisturbed- The connection line 14 of the pump 4 is running because the workpieces that are subsequently hung in the pressure vessel in a manner known from the multi-way, not shown, cool down maintenance-free and taps one after the other with several pressure vessels 3 as a result after the break or for work 25 to connect, whereby each container for evacuation can be removed from the pressure vessel to a pressure of at most 15 Torr. . Takes 2 minutes. Following this takes place

Der erforderliche Geräteaufwand ist sehr gering, sich der Abkühlvorgang dann wartungsfrei und zumal eine Pumpe zur Evakuierung des Druckbe- nimmt je nach Form der betreffenden Werkstücke hälters beim Erreichen eines vorgegebenen Druckes 30 Zeiträume von mehreren Stunden in Anspruch. Vorvon beispielsweise 10 Torr elektronisch ausschaltbar sorglich ist der Druckbehälter 3 zusätzlich mit einem und zum Betrieb mehrerer Druckbehälter verwend- Absperrventil 15 gesichert, das in bekannter Weise bar ist. Der erreichte Unterdruck kann durch Ver- magnetelektrisch betätigt wird.
Wendung von Kunststoffdichtungen, ohne die Pumpe Die für die Anlage nach Fig. 1 benötigten undThe equipment required is very low, the cooling process is then maintenance-free and especially since a pump for evacuating the pressure takes up periods of several hours depending on the shape of the workpiece holder concerned when a given pressure is reached. Before, for example, 10 Torr can be electronically switched off, the pressure vessel 3 is additionally secured with one shut-off valve 15 which is used for operating several pressure vessels and which is bar in a known manner. The negative pressure achieved can be actuated electrically by means of a magnet.
Turning of plastic seals, without the pump. The ones required for the system according to FIG. 1 and

erneut anzuschließen, über Zeiträume aufrechterhal- 35 im einzelnen nicht dargestellten elektronischen ten bleiben die zur Abkühlung der gehärteten Werk- Schaltvorrichtungcn benutzen bekannte Bauelemente stücke völlig ausreichen, zumal Temperaturen um und arbeiten mit geringen Kosten sehr zuverlässig. 15O⁰C unschädlich sind und Raumatmosphäre wie- Der Druckbehälter 3 des Ausführungsbeispieles hat der zulassen. .','■■... ,/. ■.;.. ■ _: ein Fassungsvermögen von 280 Liter und dieto be reconnected, maintained for periods of time, the electronic components not shown in detail, the known components used to cool the hardened factory switching devices are completely sufficient, especially since temperatures around and work very reliably at low cost. 150 ⁰ C are harmless and room atmosphere is restored. The pressure vessel 3 of the exemplary embodiment has to allow. . ',' ■■ ..., /. ■.; .. ■ _: a capacity of 280 liters and the

Ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des 40 Pumpe 4 eine Leistung von 60 m³/h. Wird sichervorgeschlagenen ,Verfahrens ist schematisch in der heitshalber bis auf einen Unterdruck von etwa 2 Torr Zeichnung dargestellt. Es zeigt jeweils in perspekti- evakuiert, dann steht die Pumpe 4 ohne Schwierigvischer Sicht keiten zur Bedienung von sechs-verschiedenen Druck-An exemplary embodiment for carrying out the pump 4 has an output of 60 m ³ / h. If the proposed method is certainly suggested, the drawing is shown schematically except for a negative pressure of about 2 Torr for the sake of security. It always shows in perspective - evacuated, then the pump 4 is available without any difficulty in sight to operate six different pressure

Fig. 1 eine vollständige Nitrieranlage zur Durch- behältern 3 zur Verfügung. Zur Vereinfachung kann führung, des. erfindungsgemäßen Verfahrens, 45 der Temperaturfühler 13 unmittelbar mit den einge-1 shows a complete nitriding system for through-containers 3. To simplify, can guide, the. method according to the invention, 45 the temperature sensor 13 directly with the

F i g. 2 und 3 in vergrößerter Darstellung Beispiele hängten Werkstücken in Berührung gebracht werhärtbarer Werkstücke kritischer Formgebung. -::... den, da keine raschen Bewegungsvorgänge auftreten,F i g. 2 and 3 in an enlarged representation Examples of suspended workpieces brought into contact with hardenable workpieces of critical shape. - :: ... because, since no rapid movement processes occur,

Die Anlage nach Fig. 1 umfaßt einen Salzbad- und somit ein federnd aufgehängtes Thermoelement ofen 1 bekannter Ausführung mit den erforderlichen verwendbar ist. ...',·'.'...... .The system according to FIG. 1 comprises a salt bath and thus a resiliently suspended thermocouple Oven 1 of known design can be used with the required. ... ', ·' .'.......

Zusatzgeräten, eine Transporteinrichtung 2 und ei- 50 Als Abkühlzeiten wurden in Abhängigkeit von den nen Druckbehälter 3, der mit einer elektrisch betrie- Werkstückgewichten und ohne wesentliche Unterbenen Vakuumpumpe 4 in Verbindung steht. schiede bei verschiedenen Werkstückformen folgendeAdditional devices, a transport device 2 and a 50 As cooling times were depending on the NEN pressure vessel 3, which is operated with an electrically operated workpiece weights and without essential sub-levels Vacuum pump 4 is in communication. distinguish the following for different workpiece shapes

Der Salzbadofen 1 enthält im schmelzflüssigen Zu- Mittelwerte als zweckmäßig ermittelt:
stand ein Salzgemisch aus Alkalicyanat und Alkali-The salt bath furnace 1 contains mean values determined as expedient in the molten additive:
was a salt mixture of alkali cyanate and alkali

cyanid zur Durchführung des sogenannten »Tenifer«- 55 ' v. Werkstückmasse Abkühlzeitcyanide to carry out the so-called "Tenifer" - 55 'BC. Workpiece mass cooling time

Verfahrens. An der Transportvorrichtung 2 sind För- 5 ke 2 5 StundenProcedure. At the transport device 2 are för- 5 ke 2 5 hours

dergeräte 5 ' gleitend angeordnet, die in an. sich ., ",' 'dergeräte 5 'slidably arranged in on. himself ., ",' '

bekannter Weise in vorgegebenen Zeitabständen und_; ^{8 kg} · \; · ·;; " r⁵'^{5 Munden} known manner at predetermined time intervals and _; ^{8 kg} · \; · · ;; "r ⁵ ' ^{5 mouths}

nach einem elektronisch steuerbaren Programm wie 18 kg....... . 6,5 Stundenaccording to an electronically controllable program such as 18 kg ........ 6.5 hours

folgt arbeiten. Im vorgegebenen Zeitpunkt werden 60 25 kg 9 Stundenfollows work. At the given time, 60 25 kg will be 9 hours

die im Salzbadofen eingetauchten Werkstücke 6 mitthe workpieces 6 immersed in the salt bath furnace with

Hilfe von Servomotoren durch Verkürzung der Trag- Nach diesen Zeiten war die WerkstückoberflächeThe help of servomotors by shortening the load after these times was the workpiece surface

seile 7 angehoben und samt den gleitenden Förder- - durch Wärmeabstrahlung bis auf 150° C gekühlt und geraten 5 über dem geöffneten Druckbehälter 3 wie- eine Entnahme der Werkstücke ohne Gefahr von der gesenkt. 65 Oberflächenbeschädigungen oder Spannungsrissenropes 7 raised and including the sliding conveyor - cooled by heat radiation up to 150 ° C and get 5 above the open pressure vessel 3 as a removal of the workpieces without the risk of the lowered. 65 Surface damage or stress cracks

Im Innenraum des .Druckbehälters 3 sind nicht möglich. Als Werkstücke 6 wurden einmal Sinterdargcstellte Abstützungen vorgesehen, auf denen die körper aus Chromnickelstahl und zum anderen hochmit 8 bezeichneten Traggestelle abgesetzt und die legierte Werkzeuge aus Chromstahl und SS/StahlIn the interior of the pressure vessel 3 are not possible. Sinter casings were once set as workpieces 6 Provided supports on which the body made of chrome-nickel steel and on the other hand hochmit 8 and the alloyed tools made of chrome steel and SS / steel

verschiedener Sorten behandelt und auch nach einer Fertigungszeit von mehreren Monaten in keinem Falle Spannungsrisse beobachtet. Insbesondere haben sich Warmarbeitswerkzeuge, beispielsweise Druckgußformefi zum Vergießen von Leicht- oder Schwermetall mit besonderem Erfolg nach dem erfindungsgemäßen Verfahien behandeln lassen, wobei auf Grund der einwandfreien Oberflächen kein Kleben zwischen Werkzeug und Gußform aufgetreten ist. Auffällig dabei war, daß die sich an der Oberfläche der Werkzeuge niedergesetzte Korrosionsschicht sogar wesentlich einfacher beseitigen ließ als eine solche von im Ölbad in der bisher üblichen Weise abgeschreckten Werkstücken. Da im Wasser abgeschreckte Werkstücke bekanntlich eine noch größere Oberflächenrauhigkeit aufwiesen, ergibt sich also beim vorgeschlagenen Verfahren trotz langer Abkühlzeit sogar beste Obcrfiächenbeschaffenheit.of different types and even after a production time of several months in none Case stress cracks observed. In particular, hot work tools have, for example Die casting molds for casting light or Let heavy metal treat with particular success according to the method according to the invention, wherein Due to the flawless surfaces, there was no sticking between the tool and the casting mold. It was noticeable that the layer of corrosion even deposited on the surface of the tools Much easier to remove than those quenched in an oil bath in the usual way Work pieces. Since workpieces quenched in water are known to be even larger Exhibited surface roughness, so results in the proposed method despite a long cooling time even the best surface quality.

Oberflächen nitrierter Werkstücke lassen sich bekanntlich durch kurzes Mattläppen mit Siliziumkarbid einer Körnung von 800 Mesh bis auf eine restliche Rauhigkeit von etwa 1 bis 2 μ verbessern. Wird zusätzlich noch ein Blankläppen mit Glasperlen angewendet, dann erhält die Oberfläche ein seidigblankes Aussehen, wozu nur Bruchteile von 1 μ der Oberflächenschicht abgetragen werden.. Nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergab sich bei den aus dem Druckbehälter 3 entnommenen Werkstücken 6 in allen Fällen ein dünner grauer Belag, der auffallend wenig stabil war. Es hat sich also herausgestellt, daß man jedenfalls ohne ein vorheriges Mattläppen mit harten Siliziumkarbiden auskommt und ein Blankläppen genügt. Die härtewesentliche Verbindungszone bleibt dabei vollständig erhalten.· Praktische Betriebsversuche haben gezeigt, daß insbesondere hoch beanspruchte Ziehwerkzeuge nach der Behandlung gemäß der Erfindung eine bedeutend längere Lebensdauer hatten als bisher. Werkzeuge zur Warmformung von Leichtmetallen konnten ohne jede Obcrflächennachbehandlung eingesetzt werden, nachdem die Salzschicht abgewaschen und Reste von Unreinigkeitcn mit einer weichen Messingbürste von den Oberflächen entfernt waren. Ein Vorzug gegenüber der bisherigen Abschreckung im Ölbad ist auch die Tatsache, daß man zum Abwaschen der nitrierten Werkstücke jetzt einfach kaltes Wasser verwenden kann.As is well known, surfaces of nitrided workpieces can be removed by briefly matt lapping with silicon carbide a grain size of 800 mesh down to a remaining roughness of about 1 to 2 μ. Will In addition, a blank lapping with glass beads is applied, then the surface is given a silky smooth finish Appearance, for which only fractions of 1 μ of the surface layer are removed .. After application of the method according to the invention resulted from the workpieces removed from the pressure vessel 3 6 in all cases a thin gray coating that was noticeably unstable. So it turned out that you can get by without a previous matt lapping with hard silicon carbides and a blank lapping is enough. The connection zone, which is essential for hardness, remains completely intact. Practical operational tests have shown that especially highly stressed drawing tools after the treatment according to the invention had a significantly longer life than before. Tools for the hot forming of light metals could be used without any surface treatment, after washing off the salt layer and removing residues of impurities with a soft brass brush the surfaces were removed. There is also an advantage over the previous oil bath quenching the fact that one now simply uses cold water to wash off the nitrided workpieces can.

Fig. 2 zeigt als Beispiel eine Strangpreßmatrize 20 in Form eines kreisförmigen Slangenabschnittes. Das in die Matrize 20 eingeschnittene Profil 21 dientFig. 2 shows an extrusion die as an example 20 in the form of a circular slang section. The profile 21 cut into the die 20 is used

ίο zum Strangpressen von Aluminiumbauteilen für Fenster bzw. Türen. Die Profilform hatte bisher häufig zu Spannungsrissen geführt, und auch die Oberfläche der mit gehärteten Matrizen dieser Art stranggepreßten Profile zeigte feine Längsriel'en, weil eine einwandfreie Nachbearbeitung der hinterstochenen Oberflächenzonen am gehärteten Werkzeug nicht durchführbar ist. Bei Anwendung des erlindungsgemäßen Verfahrens traten in keinem Falle Spannungsrisse auf, und die unzugänglichen Werkzeugzonen waren in einfacher Weise zu reinigen und danach praktisch ebenso glatt wie im vorgefertigten Zustand vor der Wärmebehandlung.ίο for extrusion of aluminum components for windows or doors. In the past, the shape of the profile had often led to stress cracks, and so had the surface the profiles extruded with hardened dies of this type showed fine longitudinal grooves because they were flawless No post-processing of the undercut surface zones on the hardened tool is feasible. When using the in accordance with the invention In the process, stress cracks and inaccessible tool zones did not occur in any case were easy to clean and then practically as smooth as in the prefabricated state before heat treatment.

In F i g. 3 ist als weiteres Anwendungsbeispiel ein Preßwerkzeug 30 dargestellt, das zusammen mit einem gleichartigen Preßwerkzeug zur Erzeugung von Ventilkörpern dient und mit der in Fig. 1 dargestellten Anlage erfindungsgemäß gehärtet wurde. Bei glatten Oberflächen war eine genaue Maßhaltigkeit in den kritischen Zonen 31 erzielbar, und auch in den Zonen 32 traten nach längeren Standzeiten un-■ ter hoher Beanspruchung keinerlei Spannungsrisse auf.In Fig. 3 is shown as a further application example, a pressing tool 30, which together with a similar pressing tool is used to produce valve bodies and with that shown in FIG Plant was cured according to the invention. In the case of smooth surfaces, there was an exact dimensional accuracy achievable in the critical zones 31, and also in the zones 32 occurred after longer idle times No stress cracks appear under high stress.

Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich in gleicher Weise zur Abkühlung solcher Stahlwerkzeuge, die in heißer Stickstoffatmosphäre nitriert und dann ohne Anwendung thermischer oder chemischer Hilfsmittel, jedoch auch ohne wesentliche Verzögerung durch die normale Raumatmosphäre hindurch in den Druckbehälter 3 hineingebracht sowie in dessen anschließend auf einen Druck von 5 Torr evakuiertem Luftraum durch Wärmestrahlung abgekühlt werden.The proposed method is equally suitable for cooling such steel tools, which is nitrated in a hot nitrogen atmosphere and then without the use of thermal or chemical aids, but also without any significant delay brought into the pressure vessel 3 through the normal room atmosphere and subsequently into it be cooled to a pressure of 5 Torr evacuated air space by thermal radiation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

1 2 Treatment of nitrided workpieces is desirable, claims: but so far not feasible in a useful manner. In particular, the tension ratio

1. Process for cooling down very small dimensions by no means by blowing air or fermenting workpieces made from alloyed and high-alloy 5 hot air under.,. correspondingly delayed cooling th steels that degrade in a salt bath, in particular, because .sich, the. Responsiveness of the using the so-called "Tenifer" process, salt-containing white piece surfaces are air-nitrated are characterized by oxygen very disadvantageous in the formation of firmly adhering net that the workpieces has an effect to avoid surface layers. A subsequent one Thermal stress cracks and corrosion damage io surface treatment of the workpieces is therefore as well as to save an additional mechani- not possible because of the effective thickness of the see post-processing in a pressure-resistant connection zone reduced and therefore at least Containers under rapid evacuation up to 20, the service life of the workpieces concerned considerably preferably 2 Torr to be cooled. , loaned is reduced.

2. Device for carrying out the method 15 A surface treatment of the workpieces by ' Rens according to claim 1, characterized in that lapping is as gentle as possible that above the salt bath furnace (1) a preferential rule for those with the risk of cracking in a liquid '' electronically controlled transport device medium quenched workpieces required, device (2) for transferring the nitrided work- Frequently, several work pieces are even required for this purpose (6) arranged in the pressure vessel (3) 20 gears are necessary, but this is followed by and through appropriate servomotors both slow work and only those from the outside which detects workpiece surfaces that are optionally accessible to several pressure vessels (3).

switchable vacuum pump (4) as well as the cover

(10) is electronically controllable via a surface plastic seal hidden from the outer surfaces (12) the zones in a known manner 25, for example within an extrusion water-cooled Completes the pressure vessel (3). matrix, practically impossible to realize. The distance

It is now necessary to apply such layers if that

relevant tool flawlessly smooth surface

To deliver products. Such measures are not only very labor-intensive, but always also

The invention relates to a method for cooling ■ associated with the risk that the relevant hochlung of very dimensionally stable workpieces from alloyed high-quality workpieces during further processing and high-alloy steels, which preferably suffer surface damage after and then again after so-called "Tenifer" processes have to be processed by nitriding. They are often hardened be treated in a salt bath. 35 workpieces that can no longer be reworked

With the previously known methods of this type, leave worthless waste.

Alloyed metals, especially steels, are given. It is conceivable that the formation of corrosion

also excellently hardened in sintered form. layers by preventing the nitrie-es In contrast to the use of the workpieces, they arise until they have cooled down curing particularly high hardness values, but the 40 room temperature is under an inert atmosphere Penetration depth of the nitride layer produced at special, including in the present case also a These high-alloy metals could also be used after long exposure to nitrogen. the Action times are only very limited. True, the expense associated with such a measure is achievable nitriding depth easily a few 100 μ, and the control of the individual work processes in the for the hardness of the workpiece, however, there are decisive 45 n within an artificial atmosphere Binding zone is, however, by more than one size - a practical use of such a protective measure thinner. accepted. This is even more true of a work-consequent is the particularly hard connection under vacuum that does not become an economic layer would be suitable for manufacturing borrowed from molten salt, but at best Workpieces taken correspondingly high heat 50 in the laboratory for the production of individual test pieces tensile stresses in relation to the core material could be realized if the costs incurred exposed. It thus does not play a role in cooling down.

Workpieces the risk of stress cracks. This _{v <} "■ To avoid these difficulties and Nachkönnen already during cooling and immediate parts has become the present invention may occur to the task bar after the end of heat treatment loading, provided 55 that largely piece form of the respective Werkdingt by the cooling conditions in the water Depending on the cooling conditions in or oil bath. Moderate cooling by air in a way that is useful for production is known to be eliminated because of the factors that occur and the prerequisites for surface corrosion of hardened 60 tools due to stress cracks in all practical cases. For example, dies for this can be avoided such disruptive surface layers and the necessary profiles, especially in the corners, show considerable chip tension for subsequent machining of the workpieces, become unusable even under low loads by lapping or other cleaning methods on or after a short downtime due to cracks that occur . To solve the task at hand, the invention

A gentle cooling of the by warming is based on two basic ideas. First, the