DE19709957A1

DE19709957A1 - Verfahren zur Gasabschreckung metallischer Werkstücke nach Wärmebehandlungen

Info

Publication number: DE19709957A1
Application number: DE1997109957
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Ing Wandke
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-09-17
Also published as: EP0869189A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gasabschreckung metallischer Werkstücke nach einer Wärmebehandlung in einem Wärmebehandlungsofen, wobei die Gasab schreckung entweder im Ofen selbst oder einer gasdichten Kammer durchgeführt wird und wobei als Kühlgas Helium, Wasserstoff, Gemische aus Helium und Wasserstoff oder Gemische aus diesen mit zusätlich bis zu 30% Inertgas zur Anwendung kommen und dabei die Kühlgasgeschwindigkeit v so eingestellt wird, daß das Produkt aus Kühlgasdruck p und Kühlgasgeschwindigkeit v einen Wert zwischen 10 und 240 MPa m/sec annimmt.

Gasabschreckverfahren, wie sie oben beschrieben sind und die mit Drücken bis zu 40 bar arbeiten, sind aus der EP 0 313 888 B1 bekannt. Diese Verfahren liefern bereits weitgehend befriedigende Abkühlgeschwindigkeiten des metallischen Behandlungsgu tes, es gibt jedoch Anwendungsfälle - z. B. bei niedrig legierten Stählen - in denen eine noch weitergehende Abkühlleistung wünschenswert wäre. Andererseits jedoch, er scheint die Möglichkeit die Abkühlleistung über Druck- und/oder Gasgeschwindigkeits einstellungen weiter zu steigern als kaum mehr möglich, da mit den vorgenannten Verfahren bereits Druckbereiche in Anwendung sind, die ohnehin schon sehr hoch liegen, und die zudem, hinsichtlich der Anlagentechnik und der Motorleistung der notwendigen Gasumwälzventilatoren, anspruchsvolle Ausführungen erfordern. Dies stellt die Ausgangslage und die Aufgabenstellung vorliegender Erfindung dar.

Der Wunsch nach weiter erhöhten Abkühlgeschwindigkeiten wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Kühlgasdruck p im Ofen oder der Abschreckkammer von mehr als 4 MPa (40 bar) vorgesehen wird. Vorzugsweise wird ein Kühlgasdruck p im Ofen oder der Abschreckkammer von mehr als 4 MPa und bis zu 6 MPa eingestellt.

Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß mit der Erfindung eine weitere Steigerung der Abkühlgeschwindigkeit im Bereich von 5 bis 20% erzielt werden kann. Der Erfindung steht entgegen, daß mit den vorgeschlagenen Druckbereichen in Größenordnungen vorgedrungen wird, die bei der anlagentechnischen Realisierung in der Regel ein aufwendigeres Vorgehen verlangen. Hierbei können jedoch Vorschläge, wie sie die EP 0 495 151 B1 anbietet, zur Anwendung kommen, d. h. daß mindesten Teilbereiche der Abschreckkammer oder des Ofens mit geschlossenen Zwischen volumina versehen werden, und diese mit einem Inertgas gespült werden. Undichtig keiten werden so durch Gasanalyse leicht detektierbar und Abschreckgas gelangt nicht unmittelbar in die Umgebung. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn als Abschreckgas Wasserstoff verwendet wird.

Eine vorteilhafte Variante der Erfindung besteht darin, daß alternativ oder zu sätzlich neben üblichen Inertgasen im Bereich der Wärmebehandlung wie Stickstoff und Argon Inertgase mit höherer Energieaufnahmefähigkeit wie Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff oder Wasserdampf zum Abschreckgas geringer Dichte hinzugemischt werden, wobei der 30%-Anteil der Inertgase im Abschreckgas nicht überschritten wird.

Durch die Zumischung von Inertgasen mit höherer Energieaufnahmefähigkeit wird die Abkühlgeschwindigkeit von Werkstückchargen unter Umständen weiter erhöht. Dies beruht darauf, daß die angesprochenen Gase eine höhere Wärmekapazität als z. B. Helium, Wasserstoff und auch Stickstoff besitzen, und diese somit in einem "Transportvorgang" größere Mengen an Wärme abführen können. Dem entgegen steht jedoch die Erhöhung der Dichte des Abschreckgases und damit die Erhöhung der erforderlichen Ventilatorleistung. Daher ergibt sich bei relativ niedrigen Zumi schungen ein optimales Ergebnis.

Claims

1. Verfahren zur Gasabschreckung metallischer Werkstücke nach einer Wärmebehandlung in einem Wärmebehandlungsofen, wobei die Gasabschreckung entweder im Ofen selbst oder einer gasdichten Kammer durchgeführt wird und wobei als Kühlgas Helium, Wasserstoff, Gemische aus Helium und Wasserstoff oder Gemische aus diesen mit zusätlich bis zu 30% Inertgas zur Anwendung kommen und dabei die Kühlgasgeschwindigkeit v so eingestellt wird, daß das Produkt aus Kühlgasdruck p und Kühlgasgeschwindigkeit v einen Wert zwischen 10 und 240 MPa m/sec annimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlgasdruck p im Ofen oder der Abschreckkammer von mehr als 4 MPa (40 bar) eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlgasdruck p im Ofen oder der Abschreckkammer von 4,2 MPa bis 6 MPa eingestellt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindesten Teilbereiche der Abschreckkammer oder des Ofens mit geschlossenen Zwischenvolumina versehen werden, und diese mit einem Inertgas gespült werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alternativ oder zusätzlich neben üblichen Inertgasen im Bereich der Wärmebehandlung wie Stickstoff und Argon Inertgase mit höherer Energieaufnahmefähigkeit wie Kohlen dioxid, Schwefelwasserstoff oder Wasserdampf zum Abschreckgas geringer Dichte hinzugemischt werden, wobei der 30%-Anteil der Inertgase im Abschreckgas nicht überschritten wird.