DE19844554B4 - Method for increasing the wear resistance of metal products - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Erhöhung
der Verschleißfestigkeit
von Erzeugnissen aus Metall, insbesondere aus Stahl, dadurch gekennzeichnet,
daß das
jeweilige Erzeugnis (1) folgenden Behandlungsschritten zeitlich nacheinander
unterworfen wird:
a) Behandlung in einer vorzugsweise wäßrigen Natriumhydrogencarbonat-Lösung,
b) Erhitzen des
Erzeugnisses in dem zu behandelnden Bereich auf eine Temperatur
zwischen 90° und
140°C,
c)
Einbringen des Erzeugnisses mit dieser Temperatur in eine sauerstofffreie
Argon-Stickstoff-Atmosphäre,
d)
Behandeln mit einer Ammoniumdichromat-Lösung
und
e) Entfernen
der Behandlungsrückstände vom
Erzeugnis.Method for increasing the wear resistance of products made of metal, in particular of steel, characterized in that the respective product (1) is subjected to the following treatment steps in succession:
a) treatment in a preferably aqueous sodium bicarbonate solution,
b) heating the product in the area to be treated to a temperature between 90 ° and 140 ° C,
c) introducing the product at this temperature into an oxygen-free argon-nitrogen atmosphere,
d) treatment with an ammonium dichromate solution
and
e) removing the treatment residues from the product.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit von Erzeugnissen aus Metall, insbesondere aus Kohlenstoff-Stahl und/oder Legierungsstahl.The This invention relates to a method of increasing wear resistance of articles of metal, in particular of carbon steel and / or Alloy steel.
Bekannt sind verschiedene Verfahren zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit von Erzeugnissen aus Kohlenstoff-Stahl oder legiertem Stahl, so beispielsweise auch galvanische Verfahren zum Beschichten mit verschleißfesten Metallen, die Aufbringung von verschleißfesten Oberflächen unter Verwendung von Molybdänpaste usw., und zwar jeweils an Bereichen oder Oberflächen der Erzeugnisse, die (Bereiche oder Oberflächen) einer besonderen, einen Verschleiß oder eine Abnutzung verursachenden Belastung unterliegt, beispielsweise an sich berührenden, gegeneinander oder miteinander bewegenden Flächen von Erzeugnissen usw.Known are different methods of increasing the wear resistance of products of carbon steel or alloy steel, see above For example, galvanic process for coating with wear-resistant Metals, the application of wear-resistant surfaces below Use of molybdenum paste etc., in each case on areas or surfaces of products which (areas or surfaces) a special, a wear or a wear causing load subject, for example, touching each other, against each other or moving surfaces of products etc.
Ferner ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 821 614 ein Verfahren zur Vorbereitung eines Metalles für das Aufbringen eines synthetischen Harzes bekannt, bei dem ein dünner unsichtbarer Überzug aus Ferrichromat auf der Metalloberfläche hergestellt wird, um die Oberfläche des Metalles für die Aufbringung eines synthetischen Harzes vorzubereiten.Further For example, German Patent 821,614 teaches a method for preparing a metal for applying a synthetic one Resin known in which a thinner invisible coating made of ferrichromate on the metal surface is added to the surface of the metal for to prepare the application of a synthetic resin.
Der deutschen Offenlegungsschrift 2 423 877 ist ein Verfahren zum Färben der Oberfläche von rostfreien und korrosionsbeständigen Stählen zu entnehmen, bei dem der Stahl hierzu in eine wässrige Lösung eingetaucht wird, die Schwefelsäure und mindestens ein Alkali- oder Erdalkalimetallchromat oder ein Gemisch solcher Chromate oder Ammoniumchromat enthält.Of the German Offenlegungsschrift 2 423 877 is a process for dyeing the surface of stainless and corrosion resistant steels, in which the steel immersed in an aqueous solution becomes, the sulfuric acid and at least one alkali or alkaline earth metal chromate or a Mixture of such chromates or ammonium chromate contains.
Darüber hinaus
offenbart die
Der Patent Abstract of Japan 08081783 A beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung einer Oxidschicht auf einer Aluminium- bzw. Aluminiumlegierungs-Oberfläche.Of the Patent Abstract of Japan 08081783 A describes a method for Production of an oxide layer on an aluminum or aluminum alloy surface.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein wesentlich verbessertes Verfahren zur Erhöhung der Verschleißfestigkeiten von Erzeugnissen aus Metall, insbesondere aus Stahl, beispielsweise Kohlenstoffstahl und/oder legiertem Stahl aufzuzeigen.task The invention is a substantially improved process for increase the wear resistance of articles of metal, in particular of steel, for example Carbon steel and / or alloy steel show.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.to solution This object is a method according to the claim 1 formed.
Im Gegensatz zu bekannten Verfahren erfolgt bei der Erfindung die Erhöhung der Verschleißfestigkeit nicht oberflächig, sondern in der gesamten Tiefe des jeweiligen Erzeugnisses. Das erfindungsgemäße Verfahren ist erfolgreich u.a. für alle Produkte und Erzeugnisse aus Metall, insbesondere Kohlenstoffstahl oder legiertem Stahl anwendbar, die (Erzeugnisse) bei ihrer späteren Verwendung einer einen Verschleiß oder einer Abnutzung verursachenden Belastung ausgesetzt sind.in the Contrary to known methods in the invention, the increase in the wear resistance not superficial, but in the entire depth of the respective product. The inventive method is successful u.a. For all products and products of metal, in particular carbon steel or alloyed steel, the (products) in their subsequent use a wear or a are exposed to a load causing wear.
Erzeugnisse im Sinne der Erfindung sind also ganz allgemein aus Metall und dabei vorzugsweise aus Stahl gefertigte Produkte, die im Einsatz bzw. bei der Verwendung einer eine Abnutzung oder einen Verschleiß verursachenden Einwirkung unterworfen sind.produce in the context of the invention are therefore very generally made of metal and it preferably made of steel products that are in use or when using a wear or a wear causing Are subjected to action.
Erzeugnisse im Sinne der Erfindung sind daher u.a. aus Stahl gefertigte Werkzeuge unterschiedlichster Art, beispielsweise Meißel, Bohrer, Schneideisen, Messer usw., insbesondere auch Werkzeuge für Werkzeugmaschinen, z.B. Drehwerkzeuge oder Drehstähle, aber auch andere, einem Verschließ unterliegende Konstruktions- oder Maschinenelemente, wie z.B. Lager, Greiferzähne usw.produce For the purposes of the invention, therefore, u.a. made of steel tools various types, such as chisels, drills, dies, Knives, etc., especially tools for machine tools, e.g. Turning tools or turning steels, but also other structural parts subject to closure or machine elements, such as e.g. Bearings, gripper teeth etc.
Nach einer Erkenntnis der Erfindung beruht die Erhöhung der Verschließfestigkeit, die durch die erfindungsgemäße Behandlung erreicht wird, darauf, daß die zwischenatomaren Wechselwirkungen im Kristallgitter des Metalls des Erzeugnisses im Sinne einer Steigerung der Verschleißfestigkeit verändert werden.To A finding of the invention is based on the increase in the sealing strength, by the treatment according to the invention is achieved, that the Interatomic interactions in the crystal lattice of the metal of the product in terms of an increase in wear resistance to be changed.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur erläutert, die in vereinfachter Darstellung die verschiedenen Behandlungsschritte nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens für ein Erzeugnis, beispielsweise Werkstück oder Bauteil aus Metall, beispielsweise einem legierten Stahl oder Kohlenstoffstahl wiedergibt.further developments The invention are the subject of the dependent claims. The invention is in Explained below with reference to the figure, in a simplified representation of the different treatment steps according to one embodiment the method according to the invention for a Product, such as workpiece or metal component, for example an alloyed steel or Carbon steel reflects.
In
der Figur ist mit
Die
Behandlung des jeweiligen Erzeugnisses
Im Einzelnen umfaßt dieses Verfahren dann entsprechend dem in der Figur wiedergegebenen Ausführungsbeispiel folgende Verfahrensschritte:in the Includes individuals this method then according to the reproduced in the figure embodiment the following process steps:
1. Behandlung mit einer fettlösenden Flüssigkeit:1st treatment with a degreasing Liquid:
Hierfür wird entsprechend
der Figur das Erzeugnis
Anstelle von Alkohol eignen sich als fettlösende Flüssigkeit auch andere, dem Fachmann bekannte Flüssigkeiten.Instead of Of alcohol are suitable as fat-dissolving liquid and others, the expert known liquids.
2. Behandlung in einer Natriumhydrogencarbonat-Lösung2. Treatment in one Sodium bicarbonate solution
Das
entfettete Erzeugnis
3. Erhitzen des Erzeugnisses auf eine vorgegeben Kerntemperatur3. heating the product to a given core temperature
Nach
der Behandlung in der Wanne
4. Behandlung in einer Argon-Stickstoff-Atmosphäre4. Treatment in one Argon-nitrogen atmosphere
Das
auf die vorgegebene Kerntemperatur erhitzte Erzeugnis wird dem Ofen
Die
Verweildauer des Erzeugnisses
5. Behandlung mit Ammoniumdichromat-Lösung5. Treatment with ammonium dichromate solution
Das
Erzeugnis
Wesentlich ist wiederum, daß das Erzeugnis zumindest an den Bereichen, an denen es bei der späteren Verwendung einer eine Abnutzung oder einen Verschleiß verursachenden Belastung unterworfen ist vollständig und möglichst intensiv von der Ammoniumdichromat-Lösung umspült ist.Essential is again that that At least in those areas where it will be used later a stress causing wear or wear is completely subject and as possible is surrounded by the ammonium dichromate solution intensively.
6. Reinigen6. Clean
In
einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt dann in der Wanne
7. Trocknen des Erzeugnisses7. Drying of the product
In
einem Trockenraum
Weiterhin
ist es möglich,
das Erzeugnis
Bei
den vorstehenden Behandlungsschritten wird das Argon-Stickstoff-Gemisch
in der Wanne
Vorstehend
wurde davon ausgegangen, daß die
Behandlung in den Verfahrensschritten
Beigefügt sind die Ergebnisse von Vergleichstests zusammengefaßt, die mit verschiedenen Erzeugnissen durchgeführt wurden, und zwar jeweils an drei Mustern eines unbehandelten Erzeugnisses und an drei Mustern eines behandelten Erzeugnisses, wobei die behandelten und unbehandelten Muster jeder Testreihe jeweils aus dem gleichen Material gefertigt waren.Be attached the results of comparative tests summarized with different products carried out in each case on three samples of an untreated product and on three samples of a treated product, the treated ones and untreated samples from each test series, each from the same Material were made.
Die erste Testreihe betraf Bohrer mit einem Durchmesser von 10mm nach GOST2034-80 staatlicher Standard der Russichen Föderation, (entspricht ISO 235/1-1975, ISO 494-75). Die Bohrer wiesen die Markenbezeichnung R18 auf und bestanden aus einer Stahllegierung mit 0,8% C, 0,5%Mn,0,5%Si,4,4%Cr,18,0%Wundmit3,0%V.The The first test series involved drills with a diameter of 10mm GOST2034-80 State Standard of the Russian Federation, (corresponds to ISO 235 / 1-1975, ISO 494-75). The drills were branded R18 and consisted of a steel alloy with 0.8% C, 0.5% Mn, 0.5% Si, 4.4% Cr, 18.0% wound with 3.0% V.
Die Bohrer wurden auf Stahl der Marke CT45 nach GOST1050-74 mit einer Härte 187-207 Hb mittels Stumpfbohrungen bis auf eine Tiefe erprobt, die jeweils dem dreifachen Durchmesser des Bohrers entsprach. Als Kühlmittel wurde eine 5 %-ige Lösungsemulsion mit mindestens 5l/Min verwendet. Die Andruckkraft der Bohrer beim Bohren betrug jeweils 300 Newton.The Drills were made on steel of the brand CT45 according to GOST1050-74 with a Hardness 187-207 Hb tested by blunt drilling to a depth, respectively three times the diameter of the drill. As a coolant became a 5% solution emulsion used at least 5l / min. The pressure force of the drills during Drilling was 300 Newton each.
Bei der Testreihe Nr. 1 waren die unbehandelten Bohrer nach etwa 60 Bohrungen unbrauchbar, während mit den mit dem obigen Verfahren behandelten Bohrern ca. 600 Bohrungen möglich waren. Auch der Verschleiß an der hinteren Oberfläche der Bohrer war bei den unbehandelten Bohrern wesentlich größer als bei den behandelten Bohrern.at Test Series # 1 were the untreated drills after about 60 Drilling useless while about 600 drill holes with the drills treated with the above procedure possible were. Also the wear on the back surface the drill was much larger than the untreated drills at the treated drills.
Die
zweite Testreihe betraf Bohrer der Bezeichnung R9 mit einem Durchmesser
von 7 mm und mit einer Stahl-Legierung mit 0,9% C, 0,5% Mn, 0,5 %
Si, 4,4 % Cr, 9,5 W und mit 2,7 % V.. Auch diese Bohrer entsprachen
wiederum der GOST2034-80 und wurden in gleicher Weise, wie dies
für die
Bohrer der Testreihe
Die dritte Testreihe betraf einreihige Radial-Kugellager mit der Erzeugnis-Bezeichnung Sch-Cr nach GOST8338-75 mit einem Durchmesser von 10mm. Die behandelten und nicht behandelten Kugellager wurden jeweils in gleicher Weise eingefettet, und zwar mit einem Kugellagerfett des Typs MC-14, GOST1013-49.The The third series of tests concerned single-row radial ball bearings with the product designation Sch-Cr according to GOST8338-75 with a diameter of 10mm. The treated ones and untreated ball bearings were each in the same way Greased, with a ball bearing grease type MC-14, GOST1013-49.
Sämtliche Muster bzw. Kugellager wurden der gleichen dynamischen Belastung von 8.060 Newton unterworfen. Die Versuche ergaben, daß die Standzeit der unbehandelten Kugellager im Durchschnitt 12.500 h und die Standzeit der behandelten Kugellager im Durchschnitt 110.000 h betrug.All Pattern or ball bearings were the same dynamic load subject to 8,060 Newton. The experiments showed that the service life the untreated ball bearing an average of 12,500 h and the service life the treated ball bearing averaged 110,000 hours.
Die Versuche haben also gezeigt, daß die Verschleißfestigkeit der getesteten Erzeugnisse durch die Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren jeweils etwa um den Faktor 100 gesteigert werden kann.The Experiments have thus shown that the wear resistance of the tested products by the treatment according to the method of the invention each can be increased by about a factor of 100.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998144554 DE19844554B4 (en) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | Method for increasing the wear resistance of metal products |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998144554 DE19844554B4 (en) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | Method for increasing the wear resistance of metal products |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19844554A1 DE19844554A1 (en) | 2000-03-30 |
DE19844554B4 true DE19844554B4 (en) | 2005-12-29 |
Family
ID=7882594
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998144554 Expired - Fee Related DE19844554B4 (en) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | Method for increasing the wear resistance of metal products |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19844554B4 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2210850A (en) * | 1938-05-05 | 1940-08-06 | Curtin Howe Corp | Method of finishing ferrous metal surfaces |
DE821614C (en) * | 1947-01-30 | 1951-11-19 | Heresite & Chemical Company | Process for preparing an iron or steel object for the application of a synthetic resin |
DE2423877A1 (en) * | 1973-05-30 | 1974-12-19 | Walter Franke Ag Aarburg | Coloured coating prodn on stainless steels - using aq. soln. contg. sulphuric acid and one or more chromates |
-
1998
- 1998-09-29 DE DE1998144554 patent/DE19844554B4/en not_active Expired - Fee Related
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Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Patent Abstracts of Japan & JP 08081783 A * |
Patent Abstracts of Japan: JP 08-81783 A |
Also Published As
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---|---|
DE19844554A1 (en) | 2000-03-30 |
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