DE19840094C2 - Anwendung von Kupferlegierungen für Kühlpreßplatten in Einrichtungen für die Wärmebehandlung von Stahlteilen - Google Patents
Anwendung von Kupferlegierungen für Kühlpreßplatten in Einrichtungen für die Wärmebehandlung von StahlteilenInfo
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/673—Quenching devices for die quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf den Einsatz bestimmter
Legierungen für Kühlpreßplatten in Einrichtungen für die
Wärmebehandlung von Stahlteilen, insbesondere für die
Härtung.
Die Erfindung bezieht sich dabei auch auf Vorrichtungen zur
Wärmebehandlung, insbesondere zum Härten von Stahlteilen
mittels eines Rollenofens, dessen Rollenbahn bis in die
Kühlzone führt, in der die Stahlteile zwischen den
Kühlpreßplatten mit der gewünschten Abkühlungscharakteristik
abgekühlt werden, wobei auch Stahlteile mit geringer Dicke
und großen Längsabmessungen rasch abgekühlt werden können.
In der Vergangenheit ist bereits vorgeschlagen worden ("HTM
Härterei - Technische Mitteilungen", Bd. 45, Nr. 6, Dezember
1990, München, S. 325-329), beim Wärmebehandeln von Stählen
Rollenöfen einzusetzen, an deren Ausgangsseite Preß- und
Spanneinrichtungen vorgesehen sind, die den Stahlteil
während des Abkühlvorganges fest einspannen können. Es geht
hier insbesondere um das Härten von besonders kritischen
Werkstücken, beispielsweise Kreissägeblättern im Durchmesser
von mehr als 30 cm oder aber Sägeblättern in
Längserstreckungen über 1, 2 oder gar 3 m. Hier ist es
zunächst von besonderer Bedeutung, den Erwärmungsvorgang so
gleichmäßig wie möglich durchzuführen und direkt
anschließend die gezielte Abkühlung durchzuführen, wobei
durch die Kühlpreßplatten auch noch erreicht werden soll,
daß sich diese besonders kritischen Werkstücke nicht
verziehen können.
Bislang sind die Kühlpreßplatten aus Stahl hergestellt
worden, allein aus der Überlegung heraus, daß die Werkstücke
vor der Wärmebehandlung Temperaturen im Bereich von 1000°C
haben und daß für diesen Bereich nur Stahlwerkstoffe zur
Verfügung stehen, die die mechanischen und die thermischen
Anforderungen bewältigen können. Die Stahlplatten selbst
sind dabei so ausgestaltet, daß sie über ein Kühlsystem
gekühlt werden können, damit die von den heißen Werkstücken
übernommene Wärme rasch abgeführt werden kann. Hierbei
stellt die relativ geringe thermische Leitfähigkeit von
Stahl ein Problem dar.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat zunächst einmal
erkannt, daß Stahl nicht der geeignete Werkstoff ist, um von
den heißen Werkstücken relativ schnell eine große Wärmemenge
abzunehmen und diese Wärmemenge dann auch noch über die
Kühleinrichtungen abzuführen, damit die Kühlpreßplatte so
schnell wie möglich für den nächsten Arbeitsvorgang auf
niedriger Temperatur wieder zur Verfügung steht.
Diejenigen Werkstoffe, die über deutlich bessere, thermische
Leitfähigkeiten als Stahl verfügen, haben jedoch den
Nachteil, daß sie wegen ihrer geringen Wärmestandfestigkeit
und Verschleißfestigkeit nicht eingesetzt werden können.
Wegen der relativ geringen, thermischen Belastbarkeit
scheidet beispielsweise Aluminium aus. Kupfer oder
Kupferlegierungen wären schon besser einsetzbar; fast alle
haben jedoch den Nachteil, daß sie im Laufe ständiger,
thermischer Wechselbeanspruchung ihre Festigkeit verlieren,
also nur eine geringe Anlaßbeständigkeit haben, so daß nur
geringe Standzeiten von derartigen Kühlpreßplatten erreicht
werden können.
Schließlich kommt noch hinzu, daß bei der Wahl des
geeigneten Werkstoffes auch berücksichtigt werden muß, daß
die Kühlpreßplatten mit einer Kühleinrichtung ausgestattet
werden müssen. Dies bedeutet, daß deren Material mit
vertretbarem Aufwand bearbeitbar sein muß, um die
erforderlichen Kühlkanäle ausbilden zu können.
Gemäß der Erfindung sind nun Kupfer- und
Kupferknetlegierungen gefunden worden, die für den hier
vorgesehenen Einsatzzweck in allen ihren Eigenschaften
brauchbar sind. Sie haben ein hinreichend großes, thermisches
Speichervermögen, so daß im ersten Moment bei der Berührung
der Kühlpreßplatte mit dem heißen Werkstück eine relativ
große Energiemenge pro Fläche aufgenommen werden kann, die
dann über die Kühleinrichtung abgeführt wird. Die
Legierungen nach der Erfindung haben weiterhin den Vorteil,
daß sie eine wesentlich höhere, thermische Leitfähigkeit als
die bislang verwendeten Stahlwerkstoffe haben. Sie lassen
sich auch mit vertretbarem Aufwand bearbeiten, so daß die
Herstellung der Kühlkanäle problemlos bewältigt werden kann.
Schließlich haben sie eine solche Härte bzw. Festigkeit, daß
selbst höhere Drücke beim Kühlpreßvorgang und im
Kühlkreislauf bewältigt werden können.
In der Tabelle sind einige typische Zusammensetzungen für
derartige Legierungen zusammengestellt worden.
Eine besonders bevorzugte Kühlpreßplatte gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß sie im Vergleich zu den
bisherigen Kühlpreßplatten eine wesentlich größere Dicke
aufweist, insbesondere eine Dicke im Bereich von 20 mm. Die
bislang eingesetzten Stahlplatten konnten nur bis zu einer
Dicke von 8 mm ausgeführt werden. Bei einer Kühlpreßplatte
mit 20 mm Dicke kann aufgrund der Wärmespeicherfähigkeit und
der thermischen Leitfähigkeit erreicht werden, daß an der
Oberfläche der Kühlpreßplatte lediglich eine Temperatur von
ca. 200°C auftritt, wenngleich die Kühlpreßplatte mit einem
Werkstück in Berührung kommt, das beispielsweise eine
Temperatur von 1000°C hat.
Gemäß der Erfindung sind solche Kupfer-Legierungen
ausgewählt worden, die nach DIN im Bereich mit dem Werkstoff
Nr. 2.1200 bis 2.1300 klassifiziert sind, also etwa 2.1285
und 2.1247, und zwar solche, die eine Brinellhärte von etwa
250 in N/mm2 bis zu Temperaturen von 500°C und
Wärmeleitfähigkeiten von 150 bis 250 W/mK bei 20°C haben.
Dies ist der optimale Bereich für die Kupferlegierungen
gemäß der Erfindung. Zum Vergleich eine Tabelle mit den
entsprechenden Werten für Ferritischen Stahl und
Elektrolytkupfer.
Claims (4)
1. Anwendung von Kupferlegierungen für Kühlpreßplatten in
Einrichtungen für die Wärmebehandlung von Stahlteilen mittels
eines Rollenofens, dessen Rollenbahn zu einer Kühlzone führt, in
der die Stahlteile mit der gewünschten Abkühlungscharakteristik
abgekühlt werden, mit Brinellhärten (HB10 in N/mm2 bei 20°C) im
Bereich von 150 bis 350 und Wärmeleitfähigkeiten (in W/mK bei
20°C) von 100 bis 250.
2. Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Brinellhärten im Bereich von 230 bis 280 liegen.
3. Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Brinellhärte bei 250 liegt.
4. Anwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit bei 220 liegt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998140094 DE19840094C2 (de) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Anwendung von Kupferlegierungen für Kühlpreßplatten in Einrichtungen für die Wärmebehandlung von Stahlteilen |
EP99115307A EP0984071A1 (de) | 1998-09-03 | 1999-08-03 | Verwendung von Kupferlegierungen für Kühlpressplatten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998140094 DE19840094C2 (de) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Anwendung von Kupferlegierungen für Kühlpreßplatten in Einrichtungen für die Wärmebehandlung von Stahlteilen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19840094A1 DE19840094A1 (de) | 2000-03-16 |
DE19840094C2 true DE19840094C2 (de) | 2002-09-19 |
Family
ID=7879634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998140094 Expired - Lifetime DE19840094C2 (de) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Anwendung von Kupferlegierungen für Kühlpreßplatten in Einrichtungen für die Wärmebehandlung von Stahlteilen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0984071A1 (de) |
DE (1) | DE19840094C2 (de) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
EP2360288A1 (de) | 2010-02-23 | 2011-08-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Einstellung des Kühlmittelsverbrauch innerhalb aktiv gekühlter Bauteile und Bauteil |
Citations (1)
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DE19525342C1 (de) * | 1995-07-12 | 1997-03-20 | Heimsoth Verwaltungen | Vorrichtung zum Anlassen von metallischem Gut |
-
1998
- 1998-09-03 DE DE1998140094 patent/DE19840094C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-08-03 EP EP99115307A patent/EP0984071A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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Wünning,J.: Die Wärmebehandlung in der Fertigungs-linie mit einem neuartigen Rollenherdofen. In: HTM, 1990, H.6, S.325-329 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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