DE202018103096U1

DE202018103096U1 - Verschleißfeste Auskleidungs- oder Stempelplatte für Pressvorrichtungen zum Verdichten von Reststoffen und Pressvorrichtung mit einer derartigen Platte

Info

Publication number: DE202018103096U1
Application number: DE202018103096.5U
Authority: DE
Original assignee: CARL AUG PICARD GmbH
Current assignee: Carl Aug Picard GmbH
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2018-07-17
Anticipated expiration: 2028-06-02

Abstract

Verschleißfeste Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) für Pressvorrichtungen (100) zum Verdichten von Reststoffen, insbesondere für Formkammern (200) oder Pressstempel (300) in Paketier- oder Brikettierpressen für Schrott, mit einem aus Stahl bestehenden Grundkörper (2), der mindestens eine ein Profil (4) oder eine eine Ebene (5) ausbildende Oberfläche (O) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl des Grundkörpers (2) ein legierter Stahl mit einem Grundkohlenstoffgehalt von nicht mehr als 0,38 Ma-% ist, wobei mindestens eine von der Oberfläche (O) des Grundkörpers (2) ausgehende Randschicht (3) durch eine thermochemische Behandlung mit festigkeitserhöhenden Elementen, wie Kohlenstoff und/oder Stickstoff, angereichert ist, und wobei insbesondere infolge eines thermischen Vergütungsprozesses, wie einem Härten mit gegebenenfalls nachfolgendem Anlassen, auf der Oberfläche eine Härte im Bereich von 60 bis 67 HRC vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine verschleißfeste Auskleidungs- oder Stempelplatte für Pressvorrichtungen zum Verdichten von Reststoffen, insbesondere für Formkammern oder Pressstempel in Paketier- oder Brikettierpressen für Schrott, mit einem aus Stahl bestehenden Grundkörper, der mindestens eine ein Profil oder eine eine Ebene ausbildende Oberfläche aufweist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Pressvorrichtung zum Verdichten von Reststoffen, insbesondere eine Paketier- oder Brikettierpresse für Schrott, mit einer Formkammer und mit mindestens einem in der Formkammer beweglich angeordneten Pressstempel.
Schrottpressen, wie z. B. Paketier- und Brikettierpressen, werden in den verschiedensten Industrieanwendungen für die Verdichtung von Reststoffen, wie von Aluminium, Stahl, Kunststoff, Holz, Papier und von zahlreichen weiteren Materialien, eingesetzt. Durch das Verdichten wird das lose Material zu kompakten Körpern verpresst, wodurch Platz für Lagerung und Transport gespart und somit Entsorgungskosten reduziert werden können.
Das Verdichten der Reststoffe kann mittels der unterschiedlichsten Anlagensysteme vorgenommen werden und mit weiteren Verfahrensschritten, wie beispielsweise einem Zerkleinern, gekoppelt sein. Das eigentliche Pressverdichten erfolgt üblicherweise in Hydraulikpressen oder hydraulischen Pressaggregaten und läuft dabei insbesondere sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung ab, wobei es zwei oder mehr Stufen umfassen kann. Hierfür verfügen die Pressvorrichtungen über eine Formkammer, die einen Pressraum bildet, in den die Reststoffe eingefüllt werden. Diese Formkammer - zuweilen auch Paketkammer genannt - wie auch darin laufende Pressstempel - zuweilen auch Verdichter genannt - sind bekanntermaßen mit verschleißbeständigen Stahlblechen bzw. -platten ausgekleidet, deren Oberflächen je nach Ausführungsart glatt oder profiliert sein können.
So bezieht sich beispielsweise das Patent DE 198 04 789 B4 auf ein mittels einer Scherpaketierpresse realisierbares Verfahren zur Herstellung von Presslingen, vorzugsweise von Paketen, aus Abfallmaterial, insbesondere aus Schrott und Blechabfällen. Dieses Verfahren umfasst

- einen ersten Verdichtungsschritt zur Vorverdichtung des aufgegebenen Materials auf die Breite des Paketes mittels eines in einem Füllkasten horizontal geführten Verdichters, wobei gegebenenfalls über den Verdichter hinausstehendes Material an einer Schneidkante mittels eines am Verdichter angeordneten Schermessers abgeschnitten wird,
- einen zweiten Verdichtungsschritt zur Zwischenverdichtung des auf die Paketbreite vorverdichteten Materials auf die Höhe des Paketes mittels eines in einem Presskasten senkrecht zum Füllkasten geführten Verdichters,
- einen dritten Verdichtungsschritt zur Endverdichtung des Materials auf die endgültige Dichte bzw. Länge des Paketes mittels eines horizontal quer zum Füllkasten in einer Paketkammer horizontal geführten Verdichters, wobei nach Erreichen der endgültigen Dichte bzw. Länge das fertige Paket durch eine Tür aus der Paketkammer ausgestoßen wird. Hierbei ist vorgesehen, dass die Verdichtungsschritte mittels eines einen hydraulischen Druck erzeugenden Antriebssystems in spezieller Weise gesteuert werden.

Die Scherpaketierpresse zur Durchführung des Verfahrens besteht im Wesentlichen aus

- einem Füllkasten mit Schneidkante und mit einem darin horizontal geführten Verdichter mit Schermesser,
- einem senkrecht dazu angeordneten Presskasten mit darin geführtem Verdichter und
- einer horizontal quer zum Füllkasten angeordneten Paketkammer mit horizontal geführtem Verdichter, wobei Füllkasten und Presskasten in der den paketartigen Pressling aufnehmenden Paketkammer münden und die Wände von Füllkasten, Presskasten und Paketkammer im Wesentlichen das Gehäuse der Scherpaketierpresse bilden,
- der Paketkammer, die eine Öffnung für die waagerecht zu verschiebende Tür aufweist, die der ausgestoßene Pressling passiert, und
- hydraulischen Kolben bzw. Zylindern, welche mit dem hydraulischen Antriebssystem verbunden sind und die Verdichter sowie die Tür bewegen. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Verdichter kippmomentsicher geführt sind und justiersichere Anschläge als Führung zur Erreichung von planparallelen Endpositionen aufweisen, und dass während des Rückhubs nachfallendes Material nicht in einen den Kolben des Verdichters umgebenden Raum gelangen kann.

In der Patentschrift wird auch erwähnt, dass während einer Wartung oder Reparatur mindestens einer der Verdichter derart in eine Position bewegbar ist, dass der für die Wartung oder Reparatur, insbesondere für einen Wechsel der Schleißauskleidung - gemeint ist damit insbesondere ein Wechsel der Auskleidungs- und/oder Stempelplatten der eingangs genannten Art - benötigte Raum zugänglich ist, ohne dass einer der Stempel ausgebaut zu werden braucht. Des Weiteren wird erwähnt, dass für die Schleißteilauskleidungen eine Profilierung, insbesondere eine waschbrettartige Profilierung, zum Auskämmen von störenden Materialteilen jeglicher Art und Form Verwendung finden kann.
Der genannte Wechsel der Auskleidungsplatten findet deshalb statt, weil die Formkammer und der Pressstempel einsatzbedingt einem kontinuierlichen Verschleiß unterliegen. Ein im Patent DE 198 04 789 B4 nicht erwähnter Stand der Technik bezüglich des Materials der Schleißauskleidung ist dabei der Einsatz von wasser- oder ölvergüteten, über den Querschnitt durchgehärteten Werkstoffen, wie z. B. von Sonderbaustählen der Marken Hardox, XAR®, Brinar® u. a. Mit diesen Werkstoffen soll eine hohe Verschleißbeständigkeit erzielt werden, welche eine lange Zykluszeit für den Wechsel der Schleißauskleidung gewährleistet. Die genannten - in der Regel hochpreisigen - Marken-Sonderbaustähle enthalten dabei Silizium, Chrom, Nickel und ggf. Vanadium. Aufgrund seiner Durchhärtung ist das bekannte Material sehr hart, weist jedoch nachteiligerweise im Vergleich mit ungehärtetem Stahl eine geringere Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit auf.
Alternativ werden die Verkleidungsplatten auch mittels Auftragsschweißung aufwändig gepanzert.
Die gehärteten oder gepanzerten Platten erreichen in der Regel eine nominelle Brinell-Oberflächenhärte von bis zu 600 HBW, gemessen entsprechend EN ISO 6506-1:2015-02. Da Verschleißmessungen eine starke Abhängigkeit vom eingesetzten Prüfungsverfahren zeigen und eine Vielzahl von verschiedenartigen Verschleißprüfständen existiert, wobei die gewonnenen Ergebnisse in der Regel nicht unmittelbar vergleichbar sind, werden oft nur die Härte (und die damit korrelierende Zugfestigkeit) als Maß für die Verschleißfestigkeit herangezogen, wobei - wenngleich keine eindeutig determinierte Umrechnung möglich ist - mit zunehmender Härte im Allgemeinen auch eine höhere Verschleißfestigkeit einhergeht.
In der Patentschrift DE 102 58 660 B4 , welche sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Betriebszustandsüberwachung von Pressen, insbesondere von Paketierpressen zur Herstellung von Presslingen, wie z. B. aus Schrott- und Blechabfällen, bezieht, werden einige Probleme angesprochen, die sich in Pressen mit bekannten Auskleidungs- oder Stempelplatten der eingangs genannten Art ergeben können. Z. B. kann darin infolge der Relativbewegung zwischen einem angetriebenen Verdichter und einem den Verdichtungsdruck für den Pressling aufnehmenden Presskasten oder -tisch eine Erscheinung beobachtetet werden, die in der Tribologie als Stick-Slip-Effekt bezeichnet wird. Bei Pressen äußert sich dieser infolge der Reibung zwischen den aufeinander gleitenden Flächen der beteiligten Maschinenteile auftretende Stick-Slip-Effekt durch Ratter- und/oder Quietschgeräusche. Als Ursache wird dafür genannt, dass bei der Relativbewegung der Pressenteile gegeneinander unter Einwirkung der relativ hohen Drücke und dem Auftreten von Kraftkomponenten, die von der eigentlichen Pressrichtung abweichen, der Reibungszustand von Haftreibung in Bewegungsreibung übergeht und umgekehrt. Auf diese Weise entstehende, akustisch wahrnehmbare Schwingungen entstehen dabei dadurch, dass die gesamte Maschine, insbesondere das jeweils beteiligte Maschinenteil, durch den permanenten Wechsel von Haftung und Bewegung in Vibration versetzt wird. Im Extremfall können durch eine hochfrequente Reibbewegung die jeweils beteiligten Reibflächen sogar lokal verschweißen, was allgemein als „Fressen“ bezeichnet wird. Für die Maschine bedeutet dies eine erhebliche Schädigung, die auch nur mit großem Aufwand beseitigt werden kann. Darüber hinaus kann ein Produktionsausfall für den Betreiber entstehen, der zu einem Folgeschaden führt. Um dem abzuhelfen, sieht die DE 102 58 660 B4 eine spezifische Betriebsüberwachung mit einer messtechnischen Anordnung zum Erkennen und Vermeiden des Stick-Slip-Effekts vor. Auch durch die o. g. Waschbrettprofilierung und durch eine Schmierung kann dem Auftreten des Stick-Slip-Effekts entgegengewirkt werden. Allerdings ist es bei einer Profilierung und Schmierung durchaus nicht ausgeschlossen, dass lokal hohe Flächenpressungen sowie auch Mangelschmierungszustände auftreten können, wodurch der erwähnte Wechsel von Haftreibung und Bewegungsreibung nicht vollständig unterbunden werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verschleißfeste Auskleidungs- oder Stempelplatte der eingangs genannten Art, insbesondere für Formkammern oder Pressstempel in Schrottpressen, zu schaffen, die bei Wahrung der Vorteile der bekannten verschleißfesten Stahlplatten, tribologisch optimiert und insbesondere bei Gewährleistung einer hohen Verschleißfestigkeit, mit geringerem Aufwand herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Stahl des Grundkörpers ein legierter Stahl mit einem Grundkohlenstoffgehalt von nicht mehr als 0,38 Ma-% ist, wobei mindestens eine von der Oberfläche ausgehende Randschicht durch eine thermochemische Behandlung mit festigkeitserhöhenden Elementen, wie Kohlenstoff und/oder Stickstoff, angereichert ist, und wobei insbesondere infolge eines thermischen Vergütungsprozesses, wie einem Härten mit gegebenenfalls nachfolgendem Anlassen, auf der Oberfläche eine Härte im Bereich von 60 HRC bis 67 HRC vorliegt.
Eine erfindungsgemäße Pressvorrichtung der eingangs genannten Art ist demnach dadurch gekennzeichnet, dass die Formkammer und/oder der Presstempel jeweils mit einer verschleißfesten Auskleidungs- oder Stempelplatte gemäß der Erfindung verkleidet ist.
Die thermochemische Behandlung mit festigkeitserhöhenden Elementen kann bei einem Karburieren (oder Aufkohlen) eine ausschließliche Anreicherung von Kohlenstoff, beim Nitrieren (oder Aufsticken, fachlich richtig: Nitridieren) eine ausschließliche Anreicherung von Stickstoff und beim Nitrokarburieren (oder Karbonitieren) eine Anreicherung von Stickstoff und Kohlenstoff beinhalten. Infolge des Karbonitierens können beispielsweise die nachfolgend noch für die Präsenz von Kohlenstoff und von Stickstoff separat beschriebenen Gefügeformen im Gemisch vorliegen, und zwar dabei insbesondere mit den sich nach der Wärmebehandlung aus dem ternären Zustandsdiagramm Fe-C-N ergebenden Gefügebestandteilen.
Da der hohe Härtewert des Grundkörpers der erfindungsgemäßen Platte vorteilhafterweise in einer Randschicht (und nicht im Kern) vorliegt, hat der von dieser Randschicht begrenzte Kern des Grundkörpers zwar eine deutlich niedrigere Festigkeit und Härte, aber auch eine vorteilhaft höhere Zähigkeit. Hierdurch behält die erfindungsgemäße Auskleidungsplatte vorteilhafterweise eine für ihren Einsatz prädestinierende Duktilität und einen hohen Schutz gegen Bruchgefahr, während die bei den bekannten durchgehärteten Auskleidungsplatten geringere Duktilität leicht zu einem verfrühten Ausfall des Bauteils führen kann.
Weitere mit der Erfindung verbundene Vorteile bestehen in einer - verglichen mit den herkömmlichen Platten - verlängerten Standzeit aufgrund der hohen Oberflächenhärte und einer sich daraus ergebenden Verlagerung des Verschleißes in eine Tieflage. Die freie Oberflächenenergie von Verbindungen, wie Nitriden und/oder Carbiden, die infolge der bei der thermochemischen Behandlung erfolgenden Anreicherung der festigkeitserhöhenden Elemente in Randschicht entstehen und an der Oberfläche liegen können, ist kleiner als die eines Stahls, der diese Verbindungen nicht enthält. Dadurch kommt es durch die Erfindung - selbst bei Mangelschmierung - zu einer verringerten Adhäsionsneigung bei Stillstand, z. B. im Punkt der Bewegungsumkehr des Pressstempels, also zu einer Minimierung der Haftreibung, wodurch das Auftreten des Stick-Slip-Effekts unterbunden werden kann. Außerdem kann durch die verringerte Adhäsionsneigung mit Vorteil in einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung auch eine Kaltverschweißung von gegebenenfalls zwischen Presstempel und Formkammerwand eingeklemmtem Pressgut vermieden werden
Der Recyclingindustrie werden somit durch die Erfindung vorteilhafterweise Auskleidungsplatten und Stempelplatten zur Verfügung gestellt, die durch das thermochemisch Diffusionsverfahren einen gradierten Härteverlauf über ihren Querschnitt aufweisen und somit bei verringerter Bruchgefahr eine höhere Lebensdauer garantieren als die bekannten Platten. Es hat sich im Test gezeigt, dass diese Standzeit durch die Erfindung bis auf das Dreifache erhöht werden kann.
Hierbei ist es auch von Vorteil, dass eine Zerspanung der Auskleidungs- und/oder Stempelplatten - beispielsweise zum Einbringen einer Profilierung - bereits nach einem der thermochemischen Behandlung vorausgehenden Weichglühen erfolgen kann und sich derart - über den gesamten technologischen Herstellungsprozess gesehen - vergleichsweise geringe Werkzeugkosten und kurze Bearbeitungszeiten ergeben, da die Platten(-rohlinge) im weichgeglühten Zustand leicht mechanisch zerspanbar sind. Es müssen also keine technologisch aufwändigen Verfahren, wie ein Hartfräsen oder Schleifen der gehärteten Oberfläche, angewendet werden.
Für die Anwendung in Schrottpressen haben sich - im Gegensatz zu den heute gemäß dem Stand der Technik verwendeten, durchgehärteten Sonderbaustählen - insbesondere niedriglegierte Manganstähle und Mangan-Chrom-Stähle, wie 16 MnCr 5, 16 MnCrS 5, 20 MnCr 5, 21 MnCr oder 20 MnCrS 5, als geeignete Werkstoffe für den Grundkörper erwiesen, wenn dieser aufgekohlt werden soll. Mit diesen Stählen kann vorteilhafterweise eine Kernfestigkeit (Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 6892-1:2017-02) im Bereich von 800 bis 1100 N/mm² erzielt werden.
Die Schmelzanalyse für diese Stähle kann dabei bevorzugt in folgendem Bereich liegen:

Kohlenstoff (C) - 0,14 bis 0,22 Ma.-%,
Silizium (Si) - maximal 0,4, Ma.-%,
Mangan (Mn) -1,0 bis 1,4 Ma.-%,
Phosphor (P) - maximal 0,025 Ma.-%,
Schwefel (S) - maximal 0,04 Ma.-%,
Chrom (Cr) - 0,8 bis 1,3 Ma.-%,
Rest Eisen (Fe).

Optional können allerdings auch geringe Anteile (< 1,0 Ma.-%) weiterer Legierungselemente präsent sein. Z. B. kann zur Vermeidung des Auftretens einer Versprödung ein Zulegieren von 0,05 bis 0,3 Ma.-% Molybdän (Mo) oder Wolfram (W) vorgesehen sein. Diese Elemente werden jedoch in dieser Funktion erst im Bereich einer Anlasstemperatur von 450 °C bis 530 °C - in der sogenannten dritten Anlassstufe - voll wirksam, die erfindungsgemäß aber nicht bevorzugt ist, da unter Umständen -je nach Materialbeschaffenheit des Stahls - bereits in der zweiten Anlassstufe (200 °C bis 320 °C) etwa bei 300 °C eine sogenannte Blausprödigkeit auftreten kann, als deren Ursache eine Ausscheidung von Kohlenstoff und Stickstoff an den Korngrenzen vermutet wird.
Im Allgemeinen vergrößert die Präsenz von Legierungselementen, insbesondere von Chrom, Molybdän und Mangan, auch die noch nachstehend genauer erläuterte Einhärtungstiefe.
Wie bereits erwähnt, wird der Werkstoff der erfindungsgemäßen Auskleidungs- oder Stempelplatten durch ein thermochemisches Verfahren, insbesondere durch ein auf der Diffusion der Elemente Kohlenstoff und/oder Stickstoff in die Randschicht hinein beruhendes Verfahren, mit nachfolgender thermischer Vergütung, vorzugsweise durch Härten und gegebenenfalls Anlassen, auf die erforderlichen, den Verschleiß minimierenden Eigenschaften eingestellt. Als Verfahren der thermochemischen Behandlung kann dabei vorzugsweise ein Aufkohlen eingesetzt werden, wobei an der Oberfläche (es können auch mehrere oder alle Flächen - wie beide Deckflächen und ein oder mehrere Kantenflächen der Platte - sein), welche später die Verschleißfläche bildet, insbesondere ein bevorzugt übereutektoider Kohlenstoffgehalt eingestellt wird. Dieser kann sogar im Bereich von 2,5 bis 3,5 Ma.-% liegen, wobei insbesondere ein Kohlenstoffgehalt im Bereich von 1,1 bis 2,5 Ma.-% als optimal angesehen wird.
Durch die nachfolgende Vergütung des thermochemisch behandelten Materials, im ersten Schritt durch den Härteprozess, kann eine große Maximalhärte in der aufgekohlten Randschicht erzeugt werden. Bekanntermaßen liegt eine durch Umwandlungshärtung erzeugte, nicht überschreitbare Höchsthärte des Härtegefüges Martensit bei 67 HRC bzw. 900 HV. Die martensitische Umwandlung besteht dabei darin, dass der in einer Hochtemperaturphase vorliegende kubisch flächenzentrierte Austenit (γ-Mischkristall) in die tetragonal raumzentrierte metastabile Martensitphase (α') übergeht.
Je nach Kohlenstoffgehalt ist die Martensitausbildung dabei unterschiedlich, wobei die nachfolgend angegebenen, kohlenstoffinduzierten Grenzen der Martensitgefügemodifikationen als fließend aufzufassen sind, insofern die Gefügeausbildung auch von der gewählten Abkühlungsgeschwindigkeit und von weiteren gegebenenfalls im Stahl enthaltenen Legierungselementen abhängt. So kann beispielsweise für jeden Stahl ein individuelles sogenanntes Zeit-Temperatur-Umwandlungsdiagramm erstellt werden, bzw. ist für sehr viele Stähle in der Fachliteratur oder in Werkstoff-Datenblättern verfügbar.
Bei geringeren Kohlenstoffgehalten bildet sich - ohne Restaustenit zurückzulassen - vorwiegend Lanzettmartensit, der auch Latten-, Block- oder kohlenstoffarmer Massivmartensit genannt wird. Er entsteht in untereutektoiden Stählen von etwa 0,4 bis 0,5 % C und besteht aus abgeflachten Lanzetten, die vorwiegend in Parallellage dicht nebeneinander zu Schichten und dann schichtweise zu massiven Blöcken gepackt sind. Er ist insbesondere in unlegierten und niedriglegierten Stählen mit weniger als 0,4 % C anzutreffen, aber auch in Legierungen aus Eisen mit weniger als 25 % Nickel. Isoliert kommt er in der Randschicht einer erfindungsgemäßen Platte also nicht vor, bestenfalls in einer Mischform mit Plattenmartensit oder im Kern, falls dieser optional einer eigenen Härtung unterzogen wird. Ein Gefüge aus 100 % Lanzettmartensit entsteht ohnehin nur, wenn der Kohlenstoffgehalt unter maximal 0,3 % liegt. Lanzettmartensit weist eine hohe Versetzungsdichte auf und ist deutlich besser verformbar als der nachstehend beschriebene Plattenmartensit.
Da im Rahmen einer erfindungsgemäß durchgeführten Aufkohlung ein bevorzugt übereutektoider Kohlenstoffgehalt (Ma.-% an C > 0,7 %), sogar bis in den Bereich von 2,5 bis 3,5 Ma.-% hinein, vorliegt, kann es jedoch in der Randschicht bei einem Härten typischerweise zur Ausbildung der nachfolgend beschriebenen Martensitformen, insbesondere aber dabei zur Ausbildung von nadelförmigem Plattenmartensit, kommen.
Bei einem Kohlenstoffgehalt von 0,5 bis 1,1 Ma.-%, bildet sich durch ein Härten Mischmartensit, der eine Zwischenform des vorstehend beschriebenen Lanzettmartensits und des nachstehend beschriebenen Plattenmartensits ist.
Bei einem Kohlenstoffgehalt von 1,1 bis 1,9 Ma.-%, bildet sich Plattenmartensit (auch nadelförmiger, nadeliger oder verzwillingter Martensit genannt). Es handelt sich dabei um ein Gefüge aus willkürlich angeordneten, linsenförmigen Martensitplatten, die nicht parallel aufgeschichtet sind, sondern unter verschiedenen Winkeln zueinander stehen. In den Zwickeln der Platten und in ihren Zwischenräumen verbleibt Restaustenit. Im Rahmen der Erfindung ist es bevorzugt, dass der Restaustenitgehalt kleiner ist als 35 Ma.-%, insbesondere kleiner als 25 Ma.-%, besonders bevorzugt kleiner als 15 Ma.-%. Bei der Abkühlung neu entstehende Martensitplatten werden einerseits durch die Korngrenzen des zerfallenden Austenits und andererseits durch vorher schon bei höheren Temperaturen entstandenen Platten am Wachstum gehindert, so dass die Platten mit fortschreitender Zeit immer kürzer werden und den Raum immer dichter ausfüllen. Die mittlere Länge der Platten kann sich dabei in einem Bereich zwischen 5 und 40 Prozent, vorzugsweise zwischen einem Viertel und einem Drittel, der ursprünglichen Austenitkorngröße bewegen.
In reinen Kohlenstoffstählen nimmt eine durch den Härtevorgang eingestellte Maximalhärte bei einem nachfolgenden Anlassen schnell wieder ab, wobei der metastabile Martensit zerfallen kann. Jedoch ist erfindungsgemäß infolge des Eintrags von Kohlenstoff und/oder Stickstoff in die Randschicht und aufgrund der vorzugsweise vorhandenen Legierungselemente bei einer Wiedererwärmung des im Rahmen der Erfindung eingesetzten legierten Stahls eine zusätzliche Ausscheidungshärtung möglich, bei der eine Bildung von Sonderkarbiden und -nitriden erfolgt. Die Härte in der Randschicht kann daher gegenüber dem genannten Maximalwert unter Umständen noch steigen, bzw. es ist möglich, den genannten Maximalhärtewert auch beim Anlassen noch aufrecht zu erhalten. So liegt z. B. die Härte von reinem Zementit bei 1100 HV, was mit der HRC-Skala nicht mehr - zumindest nicht ohne Reproduzierunsicherheiten - bestimmbar ist. Aufgrund des niedrigeren Kohlenstoffgehalts behält der Kern dabei - wie erwähnt - weiterhin eine deutlich höhere Zähigkeit als die Randschicht.
Je nach Zusammensetzung des Stahls kann durch das Härten und Anlassen eine Ausbildung von Karbiden, insbesondere von sekundären und gegebenenfalls tertiären Eisenkarbiden, wie Zementit (Fe₃C), und von Sonderkarbiden, wie Chrom-Eisen-Karbid (Cr,Fe)₇C₃, bewirkt werden. Dabei ist es erfindungsgemäß bevorzugt, die Karbide, insbesondere den Zementit (Fe₃C), in bandartiger oder länglicher, insbesondere knochenartiger, Form und besonders bevorzugt mit möglichst überwiegend vertikaler Ausrichtung ihrer Längserstreckung zur Plattenoberfläche zu generieren. Hierdurch wird eine besonders stabile Verankerung der Karbide in der Werkstoffmatrix erreicht, die zu einer signifikant hohen Abrasionsbeständigkeit führt.
Sonderkarbide weichen im Aufbau von Zementit ab. Sie werden von starken Karbidbildnern ohne Beteiligung von Eisenatomen gebildet - so z. B. Vanadiumkarbid (VC), Titankarbid (TiC) oder Molybdänkarbid (Mo₂C). Auch Wolfram (W) und Chrom (Cr) zählen zu den Sonderkarbidbildnern. Anders als Martensit sind Sonderkarbide thermisch hoch beständig bzw. werden erst beim Anlassen bei vergleichsweise hohen Temperaturen als Kristallite hoher Feinheit durch Ausscheidung aus Austenit gebildet. Sie bewirken dann das Auftreten der sogenannten Sekundärhärte.

Typischerweise bevorzugte Parameter für eine Warmformgebung und den thermischen Vergütungsprozess der oben exemplarisch genannten Stähle sind der nachstehenden Übersicht zu entnehmen:

Warmumformen:	1100 °C - 850 °C,
Normalglühen:	840 °C - 870 °C/Luft,
Weichglühen:	650 °C - 700 °C/Ofen,
spanende Bearbeitung, z. B. Profilfräsen,
Aufkohlen:	880 °C - 980 °C,
Kernhärten (optional):	860 °C - 900 °C/Öl,
Zwischenglühen (optional):	650 °C - 700 °C,
Randhärten:	780 °C - 820 °C/Wasser oder Öl,
Anlassen (optional):	100 °C - 200 °C.

Durch das Anlassen bei der bevorzugt vergleichsweise niedrigen Temperatur, insbesondere bei 140 °C bis 170 °C, was auch als ein Anlassen in der ersten Anlassstufe (80 °C bis 200 °C) bezeichnet wird, kann einerseits die Gefahr der Ausbildung von Rissen im Härtegefüge der Randschicht minimiert werden, wobei jedoch andererseits die metastabile tetragonale Martensitphase noch weitgehend erhalten bleibt und noch nicht vollständig in kubischen Martensit übergeht, und wobei gegebenenfalls vorzugsweise vorhandene, länglich ausgebildete Zementitbereiche nicht komplett koagulieren und sphärisch (in der Grundgestalt zu Kugeln bzw. Körnern) umgebildet werden.
Eine bevorzugte Einhärtungstiefe (Eht = 550 HV) in der Randschicht, welche nach der Norm DIN EN 10328:2005-04 „Eisen und Stahl - Bestimmung der Einhärtungstiefe nach dem Randschichthärten“ (Deutsche Fassung EN 10328:2005) bestimmt wird, kann danach im Bereich von 2,0 mm bis 3,5 mm liegen. Sie gewährleistet in der erfindungsgemäßen Auskleidungs- und/oder Stempelplatte ein optimales Verhältnis von Rand- zu Kerneigenschaften.
Wenn die thermochemische Behandlung in einem Nitrieren (oder auch Karbonitrieren) besteht, können insbesondere Vergütungsstähle, die mit Chrom (Cr), Molybdän (Mo) und/oder Aluminium (Al) legiert sind, wie z. B. 31 CrMo 12, 31 CrMoV 9 oder 34 CrAIMo 5, eingesetzt werden. Letzterer enthält beispielsweise als Legierungsbestandteile 1,0 bis 1,3 Ma.-% Chrom (Cr), 0,15 bis 0,25 Ma.-% Molybdän (Mo) und 0,8 bis 1,2 Ma.-% Aluminium (Al). Diese Stähle werden auch als Nitrierstähle bezeichnet. Mit diesen Stählen kann vorteilhafterweise eine Kernfestigkeit im Bereich von 900 bis 1300 N/mm² erzielt werden. Es ist aber problemlos grundsätzlich auch möglich, andere Stähle, wie die vorgenannten Einsatzstähle (Mangan-Chrom-Stähle), Kaltarbeitsstähle oder andere Vergütungstähle, wie z. B. 25 CrMo 4, zu nitrieren.
Das Nitrieren kann - ebenfalls nach einem Weichglühen - vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 500 °C bis 550 °C durchgeführt werden. Das Ausgangsgefüge des Stahls des Grundkörpers bleibt dabei, solange es thermisch stabil ist, unverändert. Der Stickstoffspender wird von außen an die Werkstückoberfläche antransportiert und dort absorbiert, wobei es zur Freisetzung von Stickstoffatomen an der Oberfläche der Platte kommt. Die Nitrierschicht entsteht dann, indem die Stickstoffatome nach ihrer Absorption weiter in das Innere des Grundkörpers hinein diffundieren. Dabei können verschiedene Eisennitride entstehen, wie Dieisennitrid Fe₂N (γ-Nitrid), Trieisennitrid Fe₃N (ε-Nitrid), Tetraeisennitrid Fe₄N und Stickstoffmartensit α"-Fe₁₆N₂.
Eine bevorzugte Nitrierhärtetiefe (Nht) kann dabei im Bereich von 0,3 mm bis 1,3 mm liegen. Die Bestimmung der Nitrierhärtetiefe (Nht) wird in der Norm DIN 50190-3:1979-03 „Härtetiefe wärmebehandelter Teile; Ermittlung der Nitrierhärtetiefe“ beschrieben. Sie erfolgt somit anders als die Bestimmung der Einhärtungstiefe (Eht). Zur Bestimmung der Nitrierhärtetiefe wird der Härteverlauf über den Grundkörperquerschnitt ermittelt und ergibt sich als der Tiefenwert, der bei einer Grenzhärte von 50 HV über der Kernhärte vorliegt. Eine Nitrierhärtetiefe im genannten Bereich gewährleistet ein optimales Verhältnis von Rand- zu Kerneigenschaften. Dies gilt für alle üblichen Plattendicken (Grundkörperdicke), welche im Bereich von 8 bis 40 mm, bevorzugt im Bereich von 10 bis 25 mm, liegen. Bei Vorliegen einer Profilierung ist dabei mit einer mittleren Dicke zu rechnen, die das Profil geometrisch berücksichtigt.
Der nicht durch thermochemische Behandlung mit Stickstoff angereicherte Kern des Grundkörpers eines Nitrierstahls kann eine Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 6892-1:2017-02 im etwa gleichen - oben genannten - Bereich wie die Stähle aufweisen, welche bevorzugt zum Aufkohlen einsetzbar sind.
Bei dem Stahl des Grundkörpers, der für die thermochemische Behandlung mit festigkeitserhöhenden Elementen eingesetzt wird, handelt es sich wegen seines Grundkohlenstoffgehalts von nicht mehr als 0,38 Ma-% Kohlenstoff um einen ferritisch-perlitischen Stahl. Im Sinne einer angestrebten hohen, die Verschleißeigenschaften der erfindungsgemäßen Auskleidungs- oder Stempelplatte positiv beeinflussenden Gefügefeinheit sollte eine bevorzugte jeweilige Korngrößenzahl des ursprünglich vorliegenden Ferrits und Perlits im Bereich von 4,5 bis 9,0 gemäß der Bildreihentafel nach ASTM E 112:2013 „Standard Test Methods for Determining Average Grain Size“ liegen. Dies entspricht etwa einer mittleren Korngröße im Bereich von 20 bis 90 µm, wobei die größere Nummer die kleinere Korngröße bezeichnet. Dies führt insbesondere beim Härten zunächst zu einer korrespondierenden Größenausbildung der Austenitkörner, wobei diese dann auch durch ein Zusammenwachsen von ferritischen und perlitischen Bereichen größer sein können und dann bei deren Zerfall zu einem erfindungsgemäß optimal feinen Gefüge.
Die genannte Gefügefeinheit ist auch als vorteilhaft für den nicht durch thermochemische Behandlung mit festigkeitserhöhenden Elementen angereicherten Kern des Grundkörpers anzusehen, insofern sie das Auftreten von Ermüdungsbrüchen in erfindungsgemäßen Auskleidungs- oder Stempelplatten im Vergleich mit einem grobkörnigeren Gefüge des Grundkörpers verzögert.
In den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung sind weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung enthalten.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 in perspektivischer dreidimensionaler Ansicht, die erfindungswesentlichen Teile einer exemplarischen Ausführung einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung zum Verdichten von Reststoffen,
2a bis 2c im Querschnitt, drei exemplarische Ausführungen einer erfindungsgemäßen Auskleidungs- und/oder Stempelplatte,
3 eine diagrammatische Darstellung eines exemplarischen Härteverlaufs über den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Auskleidungs- oder Stempelplatte,
4 eine exemplarische vergrößerte Schliffdarstellung eines Gefüges einer erfindungsgemäßen Auskleidungs- oder Stempelplatte in deren Randschicht.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden. Dabei wird zu der anschließenden Beschreibung ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf die Beispiele und dabei auch nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal der Ausführungsbeispiele auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich eine erfinderische Bedeutung haben.
Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Pressvorrichtung 100 dient zum Verdichten von Reststoffen, wobei es sich dabei insbesondere um eine Paketier- oder Brikettierpresse für Schrott handeln kann. Die erfindungsgemäße Pressvorrichtung 100 weist mindestens eine Formkammer 200 und mindestens einen in der Formkammer 200 beweglich angeordneten Pressstempel 300 auf.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Formkammer 200 und der Presstempel 300 mit verschleißfesten erfindungsgemäßen Auskleidungs- bzw. Stempelplatten 1 verkleidet sind. Insbesondere handelt es sich bei den Auskleidungs- und/oder Stempelplatten 1 der dargestellten Ausführung der Pressvorrichtung 100 um eine Bodenplatte 1a und um mindestens eine Seitenplatte 1b der Formkammer 200 sowie um mindestens eine Seitenplatte 1c und um mindestens eine insbesondere stirnseitig angeordnete Verschleißplatte 1d des Presstempels 300. Weitere, nicht dargestellte Platten können ebenfalls erfindungsgemäß ausgebildet sein. Die Platten 1 (1a, 1b, 1c, 1d) können - wie dargestellt - zur Montage in der Pressvorrichtung 100, wie zu einer Verschraubung, Befestigungsöffnungen 1e aufweisen.
Wie bereits erwähnt, sind in 2a bis 2c drei exemplarische Ausführungen einer erfindungsgemäßen Auskleidungs- oder Stempelplatte 100 im Querschnitt dargestellt. Allen Ausführungen ist dabei gemeinsam, dass sie einen aus Stahl bestehenden Grundkörper 2 aufweisen.
Bei dem Stahl des Grundkörpers 2 handelt es sich um einen legierten Stahl mit einem Grundkohlenstoffgehalt von nicht mehr als 0,38 Ma-% Kohlenstoff. Mindestens eine von der Oberfläche O des Grundkörpers 2 ausgehende Randschicht 3 ist dabei durch eine thermochemische Behandlung mit festigkeitserhöhenden Elementen, wie Kohlenstoff und/oder Stickstoff, angereichert, wobei durch einen thermischen Vergütungsprozess, wie durch ein Härten mit gegebenenfalls nachfolgendem Anlassen, auf der Oberfläche O eine Härte im Bereich von 60 bis 67 HRC vorliegt.
Die drei exemplarischen Ausführungen unterscheiden sich durch die Geometrien ihrer jeweiligen Oberflächen O. So weisen die Ausführungen in 2b und 2c jeweils ein Profil 5 auf, das bei der Ausführung in 2b von der Grundgestalt her wellenförmig, also rund, und bei der Ausführung in 2c von der Grundgestalt her trapezförmig ist, während die Oberfläche O der Ausführung in 2a eine Ebene 5 ausbildet. Das Profil 4 kann eine trapezförmige, runde, dreieckige oder viereckige Querschnittsform haben, wobei die jeweilige Randschicht 3 dem Profil 4 folgt.
Ein Kern 6 des Grundkörpers 2 weist keine Anreicherung mit festigkeitserhöhenden Elementen, wie Kohlenstoff und/oder Stickstoff auf, wohl aber kann die erfindungsgemäß vorgesehene Behandlung auf mehreren oder allen Flächen der Platte, also Deckflächen und Kantenflächen, vorgesehen sein.
Bezeichnend dafür ist die Darstellung in 3, welche exemplarisch einen möglichen Härteverlauf über den Querschnitt des Grundkörpers 2 einer erfindungsgemäßen Auskleidungs- oder Stempelplatte 1 zeigt. Die Platte 1 hat eine Dicke D von 15 mm und weist im Grundkörper 2 beidseitig eine aufgekohlte Randschicht 3 auf. Der Härteverlauf über den Querschnitt ist somit im Wesentlichen symmetrisch. Durch die thermochemische Behandlung zur Anreicherung mit dem festigkeitserhöhenden Element Kohlenstoff und infolge eines thermischen Vergütungsprozesses, wie einem Härten mit gegebenenfalls nachfolgendem Anlassen, weist die Oberfläche O des Grundkörpers beidseitig eine Härte von 900 HV 1 (67 HRC) auf. Diese fällt dann nichtlinear - mit zunehmender Tiefe zuerst wenig, dann mehr - ab, bis die Härte im Kern 6 des Grundkörpers 2 auf einem Minimalniveau von 300 HV 1 liegt, also etwa bei einem Drittel der Härte an der Oberfläche O. Die Einhärtungstiefe Eht liegt beidseitig bei etwa 2,5 mm.
Generell kann die Härte des Kerns 6 insbesondere im Bereich von 25 bis 60 Prozent der Härte der Oberfläche O liegen.
Bei der in 4 gezeigten exemplarischen vergrößerten Schliffdarstellung eines Gefüges der Randschicht 3 einer erfindungsgemäßen Auskleidungs- oder Stempelplatte1 handelt es sich um eine lichtmikroskopische Aufnahme eines Stahls mit übereutektoidem Kohlenstoffgehalt (Ma.-% C: 1,6) in der Randschicht 3, der ausgehend von einer Härtetemperatur von 800 °C mit Wasser abgeschreckt wurde.
Die hellen Bereiche des Zementits Z (Fe₃C), der insbesondere als Sekundärzementit vorliegt, also durch Korngrenzensegregation entstanden ist, markieren dabei eine ursprüngliche Austenitkorngröße, die in 4 schematisch als Größe DA eingezeichnet ist. Der Zementit Z liegt in gestreckter, bandartiger oder plättchenartiglänglicher, dabei insbesondere in knochenartiger, Form vor. Eine mittlere Austenitkorngröße DA von etwa 30 µm, die im exemplarischen Fall nur überschlagsmäßig - ohne Anwendung der fachüblichen Mittelwertbildungsverfahren für unregelmäßig geformte Körner und nur an einem Korn - abgeschätzt wurde, entspricht dabei einer Korngrößenzahl von etwa 6,5 gemäß der Bildreihentafel nach ASTM E 112:2013.
Im Gefüge enthaltener Martensit M, welcher als feinnadeliger Plattenmartensit ausgebildet ist, enthält weniger als 25 Ma.-% Restaustenit. Zur genauen Größenbestimmung der Martensitnadeln wäre eine spezielle Schliffätzung, z. B. mit alkoholischer Pikrinsäure, erforderlich, welche die Martensitstruktur für eine quantitative Gefügeanalyse besser sichtbar machen würde. Es lässt sich aber - insbesondere unter Bezugnahme auf eine im oberen Teil des Bildes markierte martensitische Zwillingsstruktur - ohne Weiteres feststellen, dass die Länge DM der Martensitplatten für die exemplarisch dargestellte Gefügestruktur in einem Bereich zwischen 5 und 40 Prozent der ursprünglichen Austenitkorngröße liegt.
Sondercarbide SK, wie (Cr,Fe)₇Cr₃, können als kleine, dunkle sphärolitische Strukturen (Kügelchen) im Gefügebild identifiziert werden.
Einer Rissgefährdung durch möglichenfalls im dargestellten Gefüge noch vorhandene Spannungsinhomogenitäten kann durch ein Anlassen, insbesondere - wie oben erwähnt - in der ersten Anlassstufe entgegengewirkt werden. Die Anlasszeit ist dabei von untergeordneter Bedeutung. Z. B. wurde in der Literatur am Beispiel eines gehärteten Stahls mit 1,0 Ma.-% C und einer Oberflächenhärte von 66,5 HRC gezeigt, dass diese Härte bei einer Anlasstemperatur von 125 °C nach einer Stunde auf 65,5 HRC und nach weiteren zwei Stunden nur noch auf 64,7 HRC absank. Die Anlasszeit sollte daher aus energieökonomischen Gründen kurz sein.
Wie bereits erwähnt, besteht ein wesentlicher Vorteil der Erfindung gegenüber den bisher bekanntermaßen eingesetzten Platten aus durchvergüteten Stählen darin, dass die erfindungsgemäße Auskleidungs- oder Stempelplatte 1 durch den graduierten Härteverlauf über den Querschnitt ihres Grundkörpers 2 in der Lage ist, alle in einem Pressprozess einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung 100 zum Verdichten von Reststoffen insbesondere zyklisch auftretenden Belastungen, wie Zug, Druck, Biegung und Torsion, sowie die Reibbeanspruchung ohne Risse oder Bruch langzeitlich besonders verschleißarm zu kompensieren.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. So ist diesbezüglich z. B. darauf zu verweisen, dass die geometrischen Abmessungen, Länge und Breite der Platten 1 unterschiedlich gewählt werden können. Auch versteht es sich, dass nicht zwangsläufig nur die namentlich explizit erwähnten Stähle eingesetzt werden können. Z. B. könnte mit Vorteil auch ein mikrolegierter ferritisch-perlitischer Stahl, wie 30 MnVS6, eingesetzt werden, dessen Grundkohlenstoffgehalt - wie gemäß Anspruch 1 vorgesehen - nicht mehr als 0,38 Ma-% beträgt. Die Mikrolegierung fördert dabei die Ausbildung von besonders feinstrukturierten Sonderkarbiden. Was weitere mögliche Details zur Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung betrifft, so wird diesbezüglich auf den bekannten Stand der Technik, z. B. auf die eingangs genannten Schutzrechte, verwiesen.
Im Sinne eines optimalen Verhältnisses der Adhäsionsverschleißkomponente zur Abrasionsverschleißkomponente, aus denen sich der Gesamtverschleiß additiv zusammensetzt, sollte die mittlere Oberflächenrauheit R_a (bestimmt nach deutscher Fassung der EN 10049, Ausgabe 2014-01) der Randschicht 3 im Bereich von 3,0 µm bis 3,4 µm, vorzugsweise bei 3,2 µm, liegen.
Ferner ist die Erfindung nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der Ansprüche 1 und 17 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
Bezugszeichenliste

1: Auskleidungs- oder Stempelplatte
1a: 1 als Bodenplatte von 200
1b: 1 als Seitenplatte von 200
1c: 1 als Seitenplatte von 300
1d: 1 als Verschleißplatte von 300
1e: Befestigungsöffnung in 1
2: Grundkörper von 1
3: Randschicht von 2
4: Profil von O (2b, 2c)
5: Ebene von O (2a)
6: Kern von 2
100: Pressvorrichtung mit 1
200: Formkammer von 100
300: Presstempel von 100
D: Dicke von 1
DA: ursprüngliche mittlere Austenitkorngröße
DM: Plattenlänge von M
Eht: Einhärtungstiefe in 3
M: Martensit in 3
O: Oberfläche von 2/3
SK: Sonderkarbid in 3
Z: Zementit in 3

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19804789 B4 [0005, 0008]
DE 10258660 B4 [0011]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

EN ISO 6506-1:2015-02 [0010]
Norm DIN EN 10328:2005-04 [0036]
Norm DIN 50190-3:1979-03 [0039]
DIN EN ISO 6892-1:2017-02 [0040]

Claims

Verschleißfeste Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) für Pressvorrichtungen (100) zum Verdichten von Reststoffen, insbesondere für Formkammern (200) oder Pressstempel (300) in Paketier- oder Brikettierpressen für Schrott, mit einem aus Stahl bestehenden Grundkörper (2), der mindestens eine ein Profil (4) oder eine eine Ebene (5) ausbildende Oberfläche (O) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl des Grundkörpers (2) ein legierter Stahl mit einem Grundkohlenstoffgehalt von nicht mehr als 0,38 Ma-% ist, wobei mindestens eine von der Oberfläche (O) des Grundkörpers (2) ausgehende Randschicht (3) durch eine thermochemische Behandlung mit festigkeitserhöhenden Elementen, wie Kohlenstoff und/oder Stickstoff, angereichert ist, und wobei insbesondere infolge eines thermischen Vergütungsprozesses, wie einem Härten mit gegebenenfalls nachfolgendem Anlassen, auf der Oberfläche eine Härte im Bereich von 60 bis 67 HRC vorliegt.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl des Grundkörpers (2) ein niedriglegierter, insbesondere Mangan und Chrom enthaltender Stahl, wie 16MnCr5, 16MnCrS5, 20MnCr5, 21MnCr oder 20MnCrS5, ist.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl des Grundkörpers (2) eine Schmelzanalyse mit folgendem Gehalt an Legierungselementen aufweist: C - 0,14 bis 0,22 Ma.-%, Si - maximal 0,4, Ma.-%, Mn - 1,0 bis 1,4 Ma.-%, P - maximal 0,025 Ma.-%, S - maximal 0,04 Ma.-%, Cr-0,8 bis 1,3 Ma.-%.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl des Grundkörpers (2) ein mit Chrom (Cr), Molybdän (Mo) und/oder Aluminium (Al) legierter Vergütungsstahl, wie 31 CrMo12, 31 CrMoV9 oder 34CrAIMo5, ist.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der durch thermochemische Behandlung erzeugten Randschicht (3) ein übereutektoider Kohlenstoffgehalt, bevorzugt ein Kohlenstoffgehalt von bis zu 3,5 Ma.-%, vorliegt, wobei der Kohlenstoffgehalt insbesondere im Bereich von 1,1 bis 2,3 Ma.-% liegt.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der durch thermochemische Behandlung erzeugten Randschicht (3) eine nach DIN EN 10328:2005-04 bestimmte Einhärtungstiefe (Eht = 550 HV 1) im Bereich von 2,0 mm bis 3,5 mm liegt.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der durch thermochemische Behandlung erzeugten Randschicht (3) eine nach DIN 50190-3:1979-03 bestimmte Nitrierhärtetiefe (Nht) im Bereich von 0,3 mm bis 1,3 mm liegt.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der durch thermochemische Behandlung erzeugten Randschicht (1) ein Gefüge vorliegt, das Martensit und Restaustenit enthält, wobei der Restaustenitgehalt kleiner als 25 Ma.-%, insbesondere kleiner als 15 Ma.-%, ist, und wobei der Martensit insbesondere überwiegend als Plattenmartensit vorliegt.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der durch thermochemische Behandlung erzeugten Randschicht (3) ein Gefüge vorliegt, das Karbide, insbesondere sekundäre und gegebenenfalls tertiäre Eisenkarbide, wie Zementit, Chrom-Eisen-Karbid und/oder Sonderkarbide, wie Vanadiumkarbid, Titankarbid oder Molybdänkarbid, enthält, wobei der Karbidgehalt insbesondere im Bereich von 5 bis 25 Ma.-%, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 20 Ma.-%, liegt.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Karbide, insbesondere der Zementit, im Gefüge in bandartiger oder länglicher, insbesondere knochenartiger, Form vorliegen und bevorzugt mit überwiegend vertikaler Lage ihrer Längserstreckung zur Oberfläche (O) ausgerichtet sind.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der durch thermochemische Behandlung erzeugten Randschicht (1) ein Gefüge vorliegt, das Eisennitride enthält, wie Dieisennitrid Fe₂N, Trieisennitrid Fe₃N, Tetraeisennitrid Fe₄N und/oder Stickstoffmartensit α"-Fe₁₆N₂.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein/das Profil (4) der Oberfläche (O) eine trapezförmige, runde, dreieckige oder viereckige Querschnittsform aufweist, wobei die Randschicht (3) dem Profil (4) folgt.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) eine Dicke im Bereich von 8 bis 40 mm, bevorzugt im Bereich von 10 bis 25 mm, aufweist.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein nicht durch thermochemische Behandlung mit festigkeitserhöhenden Elementen, wie Kohlenstoff und/oder Stickstoff, angereicherter Kern (6) des Grundkörpers (2) eine Härte aufweist, die im Bereich von 25 bis 60 Prozent der Härte an der Oberfläche (O) der Randschicht (3) liegt.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein/der nicht durch thermochemische Behandlung mit festigkeitserhöhenden Elementen, wie Kohlenstoff und/oder Stickstoff, angereicherte(r) Kern (6) des Grundkörpers (2) eine Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 6892-1:2017-02 im Bereich von 800 bis 1100 N/mm² aufweist.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der legierte Stahl des Grundkörpers (2) mit dem Grundkohlenstoffgehalt von nicht mehr als 0,38 Ma-% Kohlenstoff ein ferritisch-perlitischer Stahl ist, in dem die jeweilige Korngröße des Ferrits und Perlits im Bereich von 3,5 bis 6,0 gemäß der Bildreihentafel nach ASTM E 112:2013 „Standard Test Methods for Determining Average Grain Size“ liegt.
Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Oberflächenrauheit R_a - bestimmt nach deutscher Fassung der EN 10049, Ausgabe 2014-01 - der Randschicht (3) im Bereich von 3,0 µm bis 3,4 µm, vorzugsweise bei 3,2 µm, liegt.
Pressvorrichtung (100) zum Verdichten von Reststoffen, insbesondere Paketier- oder Brikettierpresse für Schrott, mit einer Formkammer (200) und mit mindestens einem in der Formkammer (300) beweglich angeordneten Pressstempel (300), dadurch gekennzeichnet, dass die Formkammer (200) und/oder der Presstempel (300) jeweils mit einer verschleißfesten Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 verkleidet ist.
Pressvorrichtung (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißfeste Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) mindestens als eine Bodenplatte (1a) und/oder mindestens als eine Seitenplatte (1b) der Formkammer (200) und/oder mindestens als eine Seitenplatte (1c) und/oder mindestens als eine insbesondere stirnseitig angeordnete Verschleißplatte (1d) des Presstempels (300) ausgebildet ist.
Pressvorrichtung (100) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißfeste Auskleidungs- oder Stempelplatte (1) zur Montage in der Pressvorrichtung (100), wie zu einer Verschraubung, Befestigungsöffnungen (1e) aufweist.