DE2017632A1

DE2017632A1 - Verfahren zum Teilhärten von Werkstücken aus Stahl und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE2017632A1
Application number: DE19702017632
Authority: DE
Inventors: Renato Dr.-Ing. Genua; Foiadelli Francesco Lovere Bergamo; Leone (Italien)
Original assignee: Italsider S.p.A,, Genua, (Italien)
Priority date: 1969-04-15
Filing date: 1970-04-13
Publication date: 1970-11-12
Also published as: GB1277354A; FR2043224A5

Description

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Pas. V*er£aJftreft zur Teilbiärtung von Werkstücken aus Stahl,, itislaesordere wr Rotationskörpern;,, v/ie z.B. Wälzkörpern;

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oder Rader.n, msbesondere Eisenbahnradern, ist/cladurch gekennzeichtet,, daß in einer ersten Phase das ganse Werkstück vollständig aufgewärmt wird und daß in einer an-" schließenden zweitefti l%a:s.e nur die zu ^ärteriden Ob er f lac-hen gleichzeitig abgekühlt werden, if^dep man diese Oberflächen:

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mit einer Kühlflüssigkeit in Berührung bringt und sie dadurch abschreckt. Bei dieser zweiten Phase wird das Werkstück auf den Rand mindestens einer Riiu-a gelegt, die sich längs der zu härtenden Fläche des Werkstückes erstreckt, so daß die an dem Rinnenrand anliegenden Werkstückteile, eine Fortsetzung des Rinnenrandes bilden, was den Umlauf einer Kühlflüssigkeit mit vorbestimmter Temperatur und vorbestimmter Durchflußmenge, ermöglicht, und wobei die zu härtenden Flächen des jeweiligen'Werkstückes ein überlaufen der Kühlflüssigkeit verhindern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders für die Teilhärtung der Umfangs- und Seitenflächen von Rotationskörpern, z.B. der Laufflächen von Eisenbahnrädern u.a. geeignet und besteht aus einer ringförmigen Rinne, deren Außenrand höher ist als der Innenrand. Dabei ist der Innenrand für eine im wesentlichen dichte Auflage des zu behandelnden Werkstückes vorgesehen, so daß dessen Seitenfläche zur natürlichen Verlängerung des Rinneninnenrandes wird. Ferner sind Mittel zum Zuführen eines vorzugsweise flüssigen Mediums in diese Rinne sowie- zum Auslassen des Mediums mit vorbestimmter Temperatur und Durchflußgeschwindigkeit vorgesehen. Λ

Oberhalb des zu härtenden Stückes kann mindestens ein vorzugsweise ringförmiges Element vorgesehen werden, wodurch der Rineninnenrand erhöht wird, damit sowohl die ganze Umfangsfläche, wie auch die ringförmigen Seitenflächen des jeweiligen Werkstückes in die Kühlflüssigkeit eintauchen.

Gegenstand, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden an Hand der folgenden Beschreibung einiger Ausführungs-

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beispiele und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Meridianschnitt einer ersten Ausfüh-, rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem das Werkstück bildenden Eisenbahnrad;

Fig. 2 ist ein Schnitt durch ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist ein Eisenbahnrad 1 dargestellt, welches einer Teilhärtung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen werden soll. Die Härtung ist lediglich für den die Lauffläche 2 bildenden Teil vorgesehen. Zu diesem Zweck wird bei einer ersten Verfahrensphase das Rad in einem geeigneten Ofen erwärmt. Da das ganze Rad erwärm£ werden soll, kann dabei gegebenenfalls die von einer vorhergehenden Behandlung in dem Rad noch vorhandene Eigenwärme ausgenutzt werden. Anschließend wird das Rad 1 auf den Innenrand 4 einer ringförmigen Rinne 5 aufgelegt, wobei die Drehachse 3 des Rades 1 senkrecht ausgerichtet ist. Der Außenrand 6 der ringförmigen Rinne 5 ist höher als der oben erwähnte Rand 4. Ferner sind in der Rinne 5 Einlaßöffnungen 7 und Auslaßöffnungen für ein Kühlmedium vorgesehen, das vorteilhaft stän-r dig erneuert wird und die Rinne 5 füllt. In dem in der ■ Rg. 1 dargestellten Fall tritt die ununterbrochen durch die Öffnungen 7 zugeführte Flüssigkeit aus der Rinne 5 durch überlauf über den Rand 6 der Rinne 5 aus. Die Durchf lußgeschv/indigkeit und die Temperatur der durch die öffnungen 7 zugeführten Kühlflüssigkeit wird den jeweiligen Erfordernissen entsprechend angepaßt. Es können eine Vorrichtung zur Aufnahme des über den Rand 6 überlaufenden Wassers sowie geeignete Mittel zur Abkühlung des Über-

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laufwassers und mindestens eine Pumpe für die Rückspeisung des Wassers in die Rinne 5 durch die öffnungen 7 vorgesehen werden.

Es muß darauf hingewiesen werden, daß bei der Teilhärtung ί nur die Lauffläche 2 des Rades 1 die Behandlung erfährt, während der das Rand stationär festgehalten wird Und jede Möglichkeit, daß Kühlflüssigkeitsspritzer auf die nicht zu härtenden Radoberflachen gelangen, ausgeschlossen bleibt. Ferner kann der Härtungsvorgang, durch die Kontrolle der Temperatur und der Durchflußgeschwindigkeit des in die Rinne 5 eingeführten Wassers in der jeweils erforderlichen Weise geführt werden. Auch kann die Abkühlung der nicht in Berührung mit der Kühlflüssigkeit kommenden Teile des Rades 1 mittels eines Luftstrahles unter auch genau kontrollierbaren, vorbestimmten Verhältnissen durchgeführt werden. Es ergibt sich folglich die Möglichkeit, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren 'sowohl die Temperatur des Werkstükkes während der Teilhärtung wie die Konturen der zu härtenden Oberfläche genau unter Kontrolle zu halten. ..

Ein Vergleich mit den Ergebnissen, die beispielsweise mit einem der bereits bekannten Verfahren erzielt werden, bei welchem man z.B. mittels einer Lanze einen Strahl kaltes Wasser auf die zu härtenden Teile spritzt, zeigen deutlich,welchen Fortschritt das erfindungsgemäße Verfahren darstellt.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Teilhärtung nicht nur an der eigentlichen Lauffläche 102, sondern auch an dorn aus" der Oberfläche 102 hcrausragenden Spurkranz 120 durchgeführt wird. Zu diesem Zweck ist eine Rinne 105 vorgesehen, die nicht nur einen

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Innenrand 104 und einen Außenrand 106, sondern auch ein ringförmiges Element aufweist, das beim Ausführungsbeispiel als Fortsatz 104'- des Innenrandes 104 ausgebildet ist, v/elcher Fortsatz 104' dazu bestimmt ist, auf den
Außenkranz 107 des Rades 101 aufgelegt zu v/erden.

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Claims

Patentansprüche

1) Verfahren zum Teilhärten von Werkstücken aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Phase das ganze Werkstück vollständig aufgewärmt wird und daß in einer anschließenden zweiten Phase nur die zu härtenden Oberflächen gleichzeitig abgekühlt werden, indem man sie mit -einer Kühlflüssigkeit in Berührung bringt.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

in der zweiten Phase das Werkstück auf den Rand mindestens einer Rinne für eine Kühlflüssigkeit gelegt wird, die sich längs der zu härtenden Fläche des Werkstückes erstreckt, so daß die an dem Rinnenrand anliegenden Werkstückteile eine Fortsetzung des Rinnenrandes bilden, was den Umlauf einer Kühlflüssigkeit mit vorbestimmter Temperatur und vorbestimmter Durchflußmenge ermöglicht und die zu härtenden Flächen des jeweiligen Werkstückes ein Überlaufen der Kühlflüssigkeit verhindern.

3) Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zum Teilhärten der ümfangsteilevon Rotationskörpern, dadurch gekennzeichnet,, daß eine ringförmige Rinne vorgesehen ist, deren Außenrand höher ist als der Innenrand, wobei der Innenrand dieser/Rinne für die ' im wesentlichen dichte Auflage des zu behandelnden Werkstückes vorgesehen ist, so daß dessen Umfangsflache zur natürlichen Verlängerung des Rinnenrandes wird und wobei Mittel zum Zuführen eines vorzugsweise flüssigen Mediums in diese Rinne, sowie Mittel zum Auslassen des-Mediums mit vorbestimmter Temperatur und Durchflußge;scljwindigkeit vorgesehen sind.

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4) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, "daß oberhalb des zu härtenden Werkstückes mindestens ein vorzugsweise ringförmiges Element vorgesehen ist, durch das der Rinneninnenrand erhöht wird, damit sowohl die ganze Umfangsfläche wie auch die ringförmigen Seitenflächen des jeweiligen Werkstückes in die Kühlflüssigkeit eintauchen.

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