DE1758390A1

DE1758390A1 - Verfahren zur Waermebehandlung von Stahlerzeugnissen

Info

Publication number: DE1758390A1
Application number: DE19681758390
Authority: DE
Inventors: Shinnosuke Funakubo
Original assignee: Funakubo Seikyo KK
Current assignee: Funakubo Seikyo KK
Priority date: 1967-05-25
Filing date: 1968-05-22
Publication date: 1971-01-28
Also published as: US3578512A; FR1563575A; GB1208927A

Description

P a t ο r. I a η w a I t _ _Q

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22. Mai 1968

p.4903

Funakubo Seikyo Kabushiki Kaisha in Tokyo (Japan).

Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahlerzeugnissen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahlerzeugnissen, insbesondere der arbeitenden Teile von Maschinenelementen, wie Zahnrädern.

Die meisten Zahnräder und andere beanspruchte Teile von aus Stahl bestehenden Maschinenelementen sollen in den örtlichen Bereichen ihrer arbeitenden Partien kräftig gehärtet werden, wie etwa die Zähne von Zahnrädern, während die Zähigkeit des Werkstoffs am Boden oder im zentralen Bereiche erhalten bleiben soll. Um diesen Erfordernissen zu entsprechen, ist das übliche Härteverfahren in der Weise durchgeführt worden, daß beispielsweise ein erhitzter Meißel örtlich in einer vorbestimmten Härtungszone mit einem Abschreckungsmittel abgekühlt wird, und daß danach in diesem Bereiche mit der überschüssigen Wärme des anderen i'ciles, welcher nicht abgeschreckt worden ist, angelassen wurde.

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Dieses Verfahren ist anwendbar bei Meißeln und Werkzeugen, deren Härtungsbereiche gerade sind, aber nicht bei Zahnrädern, bei denen sich die Härtungsbereiche mit gewissen radialen Abstand von der Mittelachse über den Umfang erstrecken. Um die Verschleißfestigkeit auf den Oberflächen der Arbeitsbereiche von Stahlprodukten zu verbessern, ist für die Einsatζhärtung über die arbeitenden Flächen eine Flammenhärtung oder eine Hochfrequenzhärtung vorgesehen worden. Dieses Verfahren hat das schwierige Problem des lokalen und begrenzten Erhitzens.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahlerzeugnissen, insbesondere von Zahnrädern oder anderen Konstruktionselementen von Maschinen aufzuzeigen, mit welchem man in der Lage ist, einen vorbestimmten Härtungsbereich lokal und begrenzt zu erhitzen und zu härten, während andere Bereiche ungehärtet bleiben; zugleich soll die Wahrscheinlichkeit eines Verziehens, welches am erhitzten Erzeugnis auftritt, auf ein } Minimum reduziert werden.

Die Erfindung besteht daher im wesentlichen in einem Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahlerzeugnissen, insbesondere von Zahnrädern und anderen Konstruktionselementen, bei welchem eine oder mehrere Rillen zwischen dem zu härtenden Teil und dem nicht zu härtenden Teil dieses Stahlerzeugnisses vorgesehen sind, und der erstgenannte Teil einem erhitzenden Einfluss ausgesetzt wird; dabei wird die charakteristische Wirkung erreicht, daß die dem erstgenannten Teil zugeführte Wärme wegen des Vorhandenseins der Rillen am

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Übergang zu dem zweitgenannten Teil gehindert wird, so daß dieser zweite Teil der Wärmeeinwirkung nicht unterworfen wird.

In der beigefügten Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, worin darstellen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Zahnrades, welches nach dem erfindungsgemäßen Wärmeverfahren behandelt wird,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II - II in Fig. 1, Fip. 3 ein erläuterndes Diagramm, welches den Verlauf ™ der Temperatur erkennen läßt, wenn einem Zahnrad die erhitzende Wärme in der Höhe des Zahnkopfes beigebracht wird, und

Fig. 4 eine teilweise perspektivische Darstellung eines anderen Ausfuhrungsbeispieles eines Zahnrades, welches mit der erfindungsgemäßen Erhitzungsmethode behandelt wird.

Das Zahnrad 1 gemäß der Zeichnung hat eine Anzahl von Zähnen 2 und 1st mit einem Loch 4 für die Aufnahme einer i zentralen Achse versehen. Auf jeder Stirnseite des Zahnrades ist um den äußeren Umfang des Basisteiles und in gewissem Abstand vom Fußkreis der Zähne eine kreisförmige Hille 3 vorgesehen. Wenn eine Hitzequelle, beispielsweise ein elektromagnetisches Hochfrequenzfeld oder eine Flamme vom Zahnkopf aus auf einen Zahn des Zahnrades zur Einwirkung gebracht wird, dann wird dieser Zahnteil verhältnismäßig rasch erhitzt, jedoch ist der von der Rille 3 nach der Achse zu gelegene Teil von der Erhitzung im wesentlichen ausge-

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nommen. Eine Verteilung der Erhitzungetemperatur über den Radialschnitt des Zahnrades ist der Fig. 3 zu entnehmen, deren Diagramm auf einer Anlassfarbe basiert, die auf beiden Seiten des Zahnrades sichtbar wurde.

Es muß angenommen werden, daß die Rillen 3 bewirken, die dem Zennberelche des Zahnrades beigebrachte Wärme an der Weiterleitung in Richtung auf den mittleren feil des Achsenbereiches zu hindern, jedoch ist die Arbeitshypothese nicht völlig klar. Bei der Erhitzung durch ein elektromagnetisches Hochfrequenzfeld scheinen die Rillen 3 zu bewirken, daß der magnetische Kraftlinienfluß abgeschnitten bzw. gesperrt wird.

Wenn das so erhitzte Zahnrad abgeschreckt wird, dann wird das Zahnrad nur im Bereiche der Zahn· gehärtet, jedoch bleibt es in dem der Achse näher gelegenen Bereiche ungehärtet.

Bei einer anderen Auaführungsfora eines Zahnrades gemäß Fig. 4 sind zahlreiche Rillen 3 la radialen Bereiche des Fußkreises des Zahnrad·· vorgesehen, die sich in achsparalleler Richtung des Zahnrades erstrecken.

Vom Standpunkt der Verhinderung des Wäraeabflussea vom Zahnbereich des Zahnrades worden dl· Rillen umso wirksamer sein, je tiefer sie sind, jedoch verursacht ds· tiberaaBig· Vergrößerung der Rillentiefe eine Konzentration der mechanischen spannungsbeanepruchung la Rillenbereicn, was bei der praktischen Anwendung dee Zahnrades »st BeschÄdigUÄgen oder StI einem Abrißbruch nah· d*ü Bill en fOhren' kann.' Die wirk- ' •aaste Rille hat eine Weft^ 4if ausr«icht, d»fl von dir' ;"

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Rille begrenzten achsnahen Bereich des Zahnrades bei einer Temperatur zu halten, welche unterhalb des Umwandlungspunktes für den HartungsVorgang liegt, während der jenseits der Rille gelegene Zahnkranzbereich den Umwandlungspunkt erreicht.

Pat entansprüche;

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Claims

1758290 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wärmebehandlung eines Stahlerzeugnisses, insbesondere eines Zahnrades oder anderer Konstruktionselemente von Maschinen, dadurch gekennzeichnet₉ daß zwischen einem zu härtenden Teil (2) und einem nicht zu härtenden Teil des Stahlerzeugnisses auf dessen Oberfläche eine oder mehrere Rillen (3) eingearbeitet werden, und daß der zu härtende Teil (2) einer Erhitzung ausgesetzt wird, wobei die in den zu härtenden Teil (2) eingebrachte Wärme daran gehindert wird, in den nicht zu härtenden Teil abzufließen, welcher somit von der Wärmebehandlung im wesentlichen ausgeschlossen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem zu härtenden Teil (2) des Stahlerzeugnisses beigebrachte Hitzeeinwirkung auf der Erwärmung mittels eines Hochfrequenzfeldes oder einer Flammenbeheizung beruht.

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