DE1758091C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Vergüten eines rohrförmigen dickwandigen Werkstückes größeren Durchmessers - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Vergüten eines rohrförmigen dickwandigen Werkstückes größeren DurchmessersInfo
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- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
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Description
l 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine sondere soll auch eine Vergütung guter Qualität in
Vorrichtung zum Vergüten eines rohrförmigen, dick- demjenigen Abschnitt des rohrförmigen Werkstuckes
wandigen Werkstückes größeren Durchmessers, wel- in dem sich eine Schweißnaht aus anderem Material
ches durch Biegen und Verschweißen einer Stahl- befindet, erreicht werden, ohne daß besondere Maßplatte hergestellt wurde, und das um seine Längs- 5 nahmen für diesen Abschnitt getroffen werden urasachse
rotierend in der oberen Hälfte beim Durch- sen. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe
gang durch eine Heizvorrichtung erwärmt, in seiner zugrunde, eine Vorrichtung zu schalten, mit der
unteren Hälfte beim Durchgang durch einen Kühl- Werkstücke der bezeichneten Art richtig und genau
mittelbehälter fortwährend abgeschreckt wird. steuerbar abgeschreckt werden können.
Zur Herstellung eines großen Druckbehälters oder io Die Aufgabe ist erfindungsgemaß dadurch gelost,
-gefäßes mit einer dicken Wandung und einem daß das Werkstück mehrfach auf Austemtisierunpgroßeu
Durchmeser aus abgeschreckten und ver- temperatur erhitzt und abgeschreckt wird wobei bei
güteten hochfesten Stahlplatten ist es bekannt, jede jeder Umdrehung die Umlaufgeschwindigkeit bei
Stahlplatte zuerst bogenförmig zu biegen, dann ab- konstanter Heizleistung vermindert wird. Hierdurch
zuschrecken und zu vergüten und danach ihre Ränder 15 wird die beabsichtigte Wirkung erreicht, die dann
bei geringer, die Abschreck- und Vergütungswirkung besteht, daß von der Oberflache aus zum Kern des
nicht umgekehrt beeinflussender Erwärmung zu Werkstückes hin aufeinanderfolgende und sich gegeneinem
rohrförmigen Körper zusammenzuschweißen. seitig überlagernde Vergütungszonen erzeugt werden.
Es ist auch bekannt, jede Stahlplatte zu einem rohr- Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
förmigen Körper zu biegen und zusammenzuschwei- ao ist erfindungsgemaß dadurch gekennzeichnet, daß >n
ßcn. Danach wird das ganze Werkstück in einem einem Kühlmittelbehälter zum Eintauchen der unHeizofen
envärmt und dann zum Abschrecken und teren Hälfte des seitlich innerhalb des Behälters an-Vergüten
in einen Wasserbehälter getaucht. Bei dem geordneten Werkstückes Kühlwasserauslässe und
zuerst geschilderten Verfahren kann jedoch nur das Stützrollen als drehbare Auflagen für das rohrförmigc
negative Schweißverfahren verwendet werden, damit 25 Werkstück und über dem Kühlmittelbehälter oberdie
dem Abschrecken und Vergüten entgegengerich- halb der Kühlmitteloberfläche gegenüber der oberen
teten Wirkungen vermieden werden. Dabei ist jedoch Hälfte des rohrförmigen Werkstückes elektromagneder
schweißtechnische Wirkungsgrad schlecht, und tische Induktionsheizvorrichtungen angeordnet sind,
das Schweißzusatzmetall muß zur Erlangung der- Gegenüber bekannten Vorrichtungen, bei denen der
selben Festigkeit wie das Grundmetall aus einem 30 Ofen und der Kühlwasserbehälter getrennt angehöher
legierten Stahl bestehen, weil das Schweiß- ordnet sind und ein Hebezeug vorgesehen ist, kann
zusatzmetall weder abgeschreckt noch vergütet wer- die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit geringen
den kann und eine geringere Festigkeit hat. Bei dem Abmessungen hergestellt und in einfacher Weise bezuletzt
geschilderten Verfahren kann irgendein ge- tätigt werden, wodurch die Betriebs- und Anlageeignetes
Schweißverfahren angewendet werden, und 35 kosten stark verringert werden können. Wenn die
das Schweißzusatzmetall kann abgeschreckt und ver- Erfindung bei der Herstellung eines rohrförmigen
gütet werden, wozu ein großer Wärmeofen, ein Werkstückes mittels Schweißen angewandt wird, erHebezeug,
ein Wasserbehälter usw. vorgesehen sein folgt das Abschrecken nach dem Schweißen auf
müssen. Aus diesem Grunde ist das richtige Ab- einfache und genaue Weise, so daß die besondere
schrecken eines großen dickwandigen Werkstückes 40 Anwendung und Benutzung des negativen Schweißschwierig. Verfahrens, die teuren, hoch legierten Schweißelek-
Es ist weiter bekannt, ein rohrförmiges Werkstück troden, eine große Abschreckvorrichtung usw. vorabschnittweise
auf die erforderliche Abschrecktem- teilhafterweise vermieden werden können,
peratur zu bringen und anschließend abzuschrecken Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des (USA.-Patentschrift 2 445 150). Nach dem Abschrek- 45 Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der ken folgt ein zweiter Erhitzungsvorgang, mit dem nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichdas Werkstück auf eine Anlaßtemperalur gebracht nung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der wird, die wesentlich niedriger liegt als die Abschreck- Erfindung veranschaulicht ist. F.s zeigt
temperatur. Mit diesem letzten Verfahrensschritt ist F i g. 1 eine Ausführungsform der Erfindung in die Behandlung abgeschlossen. Nachteilig ist bei die- 50 schematischer Darstellung und
sem vorbekannten Verfahren zum Abschrecken und Fig. 2 und 3 je ein Versuchsdiagramm.
Vergüten, daß sich damit bei dickwandigen, rohr- Ein Kühlmittelbehälter 1 wird durch eine Leitung 3 förmigen Werkstücken der Abschreckvorgang wegen aus einem Hilfskühlmittelbehälter 2 mit Kühlmittel 4 der Materialdicke nicht mehr gleichmäßig über den versorgt. Die Leitung 3 endet unter der Kühlmittelgesamten Materialquerschnitt steuern läßt. Die rohr- 55 oberfläche in Kühlmittelauslaßrohren 5. Auf dem förmigen Werkstücke haben meist eine Schweißnaht, Boden des Kühlmittelbehälters 1 sind Stützrollen 6 die aus einem anderen Material besteht als das Werk- angeordnet. Als Heizung sind über dem Kühlmittelstück selbst und deren Material deshalb bei einem behälter 1 eine elektromagnetische Niederfrequenz-Abschreckvorgang von bestimmter Dauer und Tem- Induktionsheizspule 7 und eine elektromagnetische peratur ganz anders reagiert als das Material des 60 Hochfrequenz-Induktionsheizspule 8 angeordnet. Mit Werkstückes. diesen Heizspulen 7 und 8 kann ein dickwandiges
peratur zu bringen und anschließend abzuschrecken Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des (USA.-Patentschrift 2 445 150). Nach dem Abschrek- 45 Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der ken folgt ein zweiter Erhitzungsvorgang, mit dem nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichdas Werkstück auf eine Anlaßtemperalur gebracht nung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der wird, die wesentlich niedriger liegt als die Abschreck- Erfindung veranschaulicht ist. F.s zeigt
temperatur. Mit diesem letzten Verfahrensschritt ist F i g. 1 eine Ausführungsform der Erfindung in die Behandlung abgeschlossen. Nachteilig ist bei die- 50 schematischer Darstellung und
sem vorbekannten Verfahren zum Abschrecken und Fig. 2 und 3 je ein Versuchsdiagramm.
Vergüten, daß sich damit bei dickwandigen, rohr- Ein Kühlmittelbehälter 1 wird durch eine Leitung 3 förmigen Werkstücken der Abschreckvorgang wegen aus einem Hilfskühlmittelbehälter 2 mit Kühlmittel 4 der Materialdicke nicht mehr gleichmäßig über den versorgt. Die Leitung 3 endet unter der Kühlmittelgesamten Materialquerschnitt steuern läßt. Die rohr- 55 oberfläche in Kühlmittelauslaßrohren 5. Auf dem förmigen Werkstücke haben meist eine Schweißnaht, Boden des Kühlmittelbehälters 1 sind Stützrollen 6 die aus einem anderen Material besteht als das Werk- angeordnet. Als Heizung sind über dem Kühlmittelstück selbst und deren Material deshalb bei einem behälter 1 eine elektromagnetische Niederfrequenz-Abschreckvorgang von bestimmter Dauer und Tem- Induktionsheizspule 7 und eine elektromagnetische peratur ganz anders reagiert als das Material des 60 Hochfrequenz-Induktionsheizspule 8 angeordnet. Mit Werkstückes. diesen Heizspulen 7 und 8 kann ein dickwandiges
Der Erfindung liegt gegenüber diesem Stand der rohrförmiges Werkstück 9 mittels eines Heizvorgan-Technik
die Augabe zugrunde, ein Verfahren zum ges durch und durch erwärmt werden. Ferner ruht
Abschrecken und Vergüten eines rohrförmigen, dick- das abzuschreckende rohrförmige Werkstück 9 mit
wandigen Werkstückes so zu gestalten, daß sich der 65 im wesentlichen horizontaler Achse in der Weise auf
Abschreckvorgang über die ganze Stärke des Werk- den Stützrollen 6, daß die untere Rohrhälfte in das
Stückquerschnittes hin gleichmäßig vollzieht und daß Kühlmittel 4 eintaucht und die obere Hälfte sich
die Qualität der Vergütung verbessert wird. Insbe- über die Kühlmitteloberfläche erhebt. Die elektro-
magnetischen Induküonsheizspulen 7 und 8 umgeben das Werkstück 9 in der Weise, daß es sich frei drehen
kann.
Wenn das Werkstück 9 durch die Stützrollen 6 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben wird, wie durch den
Pfeil in Fig. 1 angedeutet ist, werden gleichzeitig die elektromagnetischen Induktionsheizspulen 7 und 8
erregt Wenn dann der anfangs in Drei-Uhr-Stellung befindliche Teil des Werkstückes 9 innerhalb der
elektromagnetischen Niederfrequenz-Induktionsheizspule 7 bis in Zehn-Uhr-Stellung gelangt, wird dieser
Teil duich die Induktionsheizspule 7 auf etwa 700° C erwärmt Während dieser Teil von der Zehn-Unr-Stellung
bis in Neun-Uhr-Stellung durch die Hochfrequenz-lnduktionsheizspule
8 läuft, wird er weiter bis auf die Abschrecktemperatur von etwa 9000C
gebracht Danach gelangt der Teil in das Kühlmittel 4 und wird schnell abgekühlt. Zur Erleichterung des
Abschreckvorganges gelangt das Kühlmittel in Sieben-Uhr-Stellung aus den Kühlmittelauslaßrohren S.
Der abgeschreckte Teil durchläuft dann das Kühlmittel 4 und kehrt schließlich in seine der Drei-Uhr-Stellung
entsprechende Ausgangsstellung zurück, womit der erste Abschreckumlauf abgeschlossen ist.
Dadurch wird die Oberflächenschicht des Werkstückes 9 erwärmt und abgeschreckt. Die Umlaufgeschwindigkeit
des Werkstückes 9 kann den Eingangsgrößen der elektromagnetische:: Induktionsheizspulen 7 und 8 entsprechend eingestellt werden,
so daß die Temperatur in der Neun-Uhr-Stellung auf eine vorbestimmte Temperatur genau eingestellt werden
kann. Gleichzeitig kann die Abkühlgeschwindigkcit in der Acht-Uhr-Stellung mittels der Kühlmittelauslaßrohre
5 eingestellt werden. Dadurch kann genau und richtig abgeschreckt werden.
Nachdem der erste Abschreckumlauf beendet ist, folgt der zweite Umlauf. In diesem Umlauf ist die
Erwärmung stärker, weil die Umlaufgeschwindigkeit geringer ist. Ferner wird die Auslaßmenge der Kühlmittelauslaßrohre
5 verstellt. Demzufolge wird nicht nur die Oberflächenschicht, sondern auch eine Schicht
unter der Oberflächenschicht erwärmt und abgeschreckt. Da die Schicht unter der Oberflächenschicht
infolge der Erwärmung der Abschreckung der Oberflächenschicht unter Druckspannung abgeschreckt
wird, ist die Abschreckwirkung gut. In gleicher Weise folgt der dritte Umlauf. Durch wiederholtes
Umlaufen wird nach und nach mit gutem Erfolg bis zum Kern des Werkstückes abgeschreckt
Durch dieses überlagerte Abschrecken werden die mechanischen Eigenschaften des dickwandigen
rohrförmigen Werkstückes, insbesondere dessen Schlagfestigkeit verbessert. Die Versuchsergebnisse
sind in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht.
Die Umlaufgeschwindigkeit des Werkstückes 9, die Eingangswerte der elektromagnetischen Induktionsheizspulen
7 und 8 und die Auslaßmenge der Kühlmittelauslaßrohre 5 werden gemäß der Erfindune
entsprechend einem bestimmten Abschreckumlauf eingestellt. Dadurch wird die überlagerte Abschrekkung
sehr genau und wirksam.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung kann mit geringen Abmessungen hergestellt und in einfacher Weise betätigt werden,
wenn man sie mit dem Stand der Technik vergleicht Der Grand hierfür ist, daß bei der Erfindung
die elektromagnetischen Induktionsheizspulen 7 und 8 über dem Kühlmittelbehälter 1 angeordnet
ίο sind, in den die untere Hälfte des abzuschreckenden
rohrförmigen Werkstückes 9 in der Weise eingetaucht wird, daß die erwärmte obere Hälfte des Werkstückes
9 zum aufeinanderfolgenden schnellen Abkühlen und Abschrecken wiederholt gedreht wird.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Abschrecken eines rohrförmigen, dickwandigen und großen Werkstückes wird das Werkstück ständig örtlich erwärmt und abgekühlt, wobei die Betriebswerte bei jedem Abschrecken leicht verstellt werden können. Deshalb gewährleistet das wiederholte über-
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Abschrecken eines rohrförmigen, dickwandigen und großen Werkstückes wird das Werkstück ständig örtlich erwärmt und abgekühlt, wobei die Betriebswerte bei jedem Abschrecken leicht verstellt werden können. Deshalb gewährleistet das wiederholte über-
ao lagerte Abschrecken Genauigkeit und gute mechanische Eigenschaften.
Claims (4)
1. Verfahren zum Vergüten eines rohrförmigen,
dickwandigen Werkstückes größeren Durchmessers, welches durch Biegen und Verschweißen
einer Stahlplatte hergestellt wurde und das um
seine Längsachse rotierend in der oberen Hälfte beim Durchgang durch eine Heizvorrichtung erwärmt,
in seiner unteren Hälfte beim Durchgang durch einen Kühlmittelbehälter fortwährend abgeschreckt
wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkstück mehrfach auf Austenitisierungstemperatur
erhitzt und abgeschreckt wird, wobei bei jeder Umdrehung die Umlaufgeschwindigkeit
bei konstanter Heizleistung vermindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der hierbei entstehenden
Abschreckzonen durch die Höhe der Abschrecktemperatur und die Dauer ihrer Einwirkung
gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück elektromagnetisch
induktiv erwärmt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Kühlmittelbehälter(l)
zum Eintauchen der unteren Hälfte des seitlich innerhalb des Behälters angeordneten Werkstükkes
(9) Kühlwasserauslässe (S) und Stützrollen (6) als drehbare Auflagen für das rohrförmige
Werkstück (9) und über dem Kühlmittelbehälter
(1) oberhalb der Kühlmitteloberfläche gegenüber der oberen Hälfte des rohrförmigen Werkstückes
(9) elektromagnetische Induktionsheizvorrichtungen angeordnet sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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---|---|---|---|
JP2113167 | 1967-04-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=12046320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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DK (1) | DK130691B (de) |
FR (1) | FR1559462A (de) |
GB (1) | GB1181947A (de) |
NL (1) | NL139563B (de) |
SE (1) | SE343330B (de) |
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US4135704A (en) * | 1972-11-21 | 1979-01-23 | Prolizenz Ag. | Method and apparatus for heat treatment of material to be worked on, especially of aluminum alloys or magnesium alloys |
US4189333A (en) * | 1978-01-09 | 1980-02-19 | Republic Steel Corporation | Welded alloy casing |
US4690716A (en) * | 1985-02-13 | 1987-09-01 | Westinghouse Electric Corp. | Process for forming seamless tubing of zirconium or titanium alloys from welded precursors |
US5326409A (en) * | 1987-03-24 | 1994-07-05 | Wyman-Gordon Company | System for peripheral differential heat treatemnt to form dual-property workpiece |
DE3721665C1 (de) * | 1987-06-26 | 1988-04-14 | Mannesmann Ag | Verfahren zum Haerten eines Hohlkoerpers |
WO2004098804A1 (de) * | 2003-05-07 | 2004-11-18 | Sms Demag Aktiegesellschaft | Verfahren und vorrichtung zum kühlen bzw. abschrecken von brammen und blechen mit wasser in einem kühlbecken |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE638444C (de) * | 1933-11-01 | 1937-05-31 | Hoesch Koeln Neuessen Akt Ges | Verfahren zur Behandlung von Eisen-Silicium-Legierungen |
US2445150A (en) * | 1942-11-02 | 1948-07-13 | Cleveland Welding Co | Method of heat-treating a metallic annulus |
US2495474A (en) * | 1945-04-05 | 1950-01-24 | Hastings Mfg Co | Apparatus for induction heating rotatably mounted piston rings |
-
1968
- 1968-03-27 GB GB04815/68A patent/GB1181947A/en not_active Expired
- 1968-03-27 US US716646A patent/US3556877A/en not_active Expired - Lifetime
- 1968-03-29 FR FR1559462D patent/FR1559462A/fr not_active Expired
- 1968-04-02 SE SE4353/68A patent/SE343330B/xx unknown
- 1968-04-02 DE DE1758091A patent/DE1758091C2/de not_active Expired
- 1968-04-02 DK DK143968AA patent/DK130691B/da unknown
- 1968-04-03 NL NL686804710A patent/NL139563B/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1758091B1 (de) | 1974-03-21 |
GB1181947A (en) | 1970-02-18 |
DK130691C (de) | 1975-08-25 |
SE343330B (de) | 1972-03-06 |
NL6804710A (de) | 1968-10-04 |
NL139563B (nl) | 1973-08-15 |
DK130691B (da) | 1975-03-24 |
US3556877A (en) | 1971-01-19 |
FR1559462A (de) | 1969-03-07 |
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