DE2139115A1

DE2139115A1 - Rundglieder-hochleistungskette

Info

Publication number: DE2139115A1
Application number: DE19712139115
Authority: DE
Inventors: Carl Clarus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-08-04
Filing date: 1971-08-04
Publication date: 1973-02-15

Description

Rundglieder-Hochleistungskette Die Erfindung betrifft eine Rundglieder-IIochleistungskette, insbesondere für den Einsatz als Hobel-oder Fördererkette in untertägigen Bergbaubetrieben, deren Kettenglieder aus kaltgeformten, bügelförmigen Hälften im Abbrenn-Stumpfschweißverfahren bzw. im Widerstandsschweißverfahren zusammengeschweißt sind und bezweckt eine Verbesserung der Dauerstandfestigkeit und Betriebssicherheit von ETobel-oder Fördererketten in untertägigen Bergbaubetrieben.
Für den Antrieb von Gewinnungs-und Fördereinrichtungen werden in Bergbaubetrieben Hochleistungs-Rundgliederketten eingesetzt, deren Kettenglieder aus zwei bügelförmigen, kaltgeformten Hälften zusamiiiengeschweißt sind, wobei die Betriebsbedingungen der Gewinnungs-und/oder Förderanlagen insbesondere bei hobelnder Hereingewinnung enorm hohe Dauer- und insbesondere Wechselbelastungen der Hobelkette und der Fördererkette verursachen und wobei diese Ketten ferner ständig dem Angriff durch die in untertägigen Eergbaubetrieben auftretenden korrosiven Atmosphären sowie e die in Wässern enthaltenen Säuren bzw. Basen ausgesetzt sind.
Auch der Einsatz aufwendiger Stahlqualitäten in der Herstellung ron }iundglieder-Hochleistungsketten gewährleistet unter diesen Umständen und Bedingungen nur eine beachränkte Sicherheit gegen einen Bruch der Kette, da hauptsächlich im Gefole der hohen Wechselbelastungen beim Betrieb der Ketten in untertägigen Bergbaubetrieben an den Kettengliedern mikroskopisch feine Spannungsrisse auftreten, die sich aufgrund ihrer Beschaffenheit einerseits und den Bedingungen ihres Auftretens anflererseits einer objektiven Kontrolle entziehen, jedoch de in Bergbaubetrieben ständig vorhandenen korrosiven Atmosphären bzw. aggressiven Wässern laufend neue Angriffsflächen eröffnen. Ein Kettenbruch, sei es eine Hobelkette oder eine Fördererkette verursacht neben beträchtlichen Ausfailzeiten,meisQ wenigstens eines Strebes, insbesondere eine Gefährdung der ledienungsmannechaft.
In der Vergangenheit hat man daher bereits versucht die KorroF sionebeständigkeit unlegierter Baustähle durch Zulegierung von Aluminium und Kupfer soweit zu verbessern, daß sie als Kettenstähle verwendbar sind, jedoch kann im Interesse einer auereichenden Schweißbarkeit nur eine geringe Menge dieser Elemente zulegiert werden, sodaß die Verbesserung der Korrosionsbeständig keit unzureichend ist. Ferner wurden Hochleistungsketten aus Stählen gefertigt, die neben den ohnehin vorhandenen Anteilen an Kohlenstoff und Mangan mit Chrom-Nickel, Vanadin oder Chrom bzw. Nickel-Molybdän legiert waren, wobei im Rahmen dieser Zusammensetzungen abwechseln(1 Stähle erschmolzen wurden, die entsprechend ihren Legierungsanteil@verhältnis mal diese und mal jene mechanischen Voziige aufweisen, ohne daM dadurch eine entscheidende Verbesserung ihrer Korrosionsbeständigkeit erzielt worden wäre.
Durch einen eigenen, älteren Vorschlag (DAS 1 608 5) ist die Verwendung eines 0,15 bis 0,35* Kohlenstoff o, bis 1,8 % Mangan 0,01 bis 0,06% Tantal 0,01 bis 0,06 Niob sowie in geringen Mengen einen der Legierungsbetandteile Silizium, Chrom, Nickel, Molybdän oder Vanadin aufweisenden Stahles für die Herstellung von in Bergbaubetrieben einzusetzenden Rundglieder-Hochleiutungsketten bekanntgeworden. Durch die Anwendung dieses Stahles wurden bisher zwar a1igezeichnete Ergebnisse erzielt und konnte insbesondere eine unvorhersehbar starke Verringerung der Spannungsriß-Korrosion erreicht werden, jedoch ist die Einhaltung garantierter Kerbschlagzähigkeiten Niob-oderTantalhaltiger Stähle bei Profilstärken von etwa 10 mm bereits schon schwierig und kann nur bei Einsatz eines erheblichen Aufwandes als einigermaßen sichergestellt angesehen werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Rundglieder-Hochleistungskette zu schaffen, deren Glieder aus einem verhältnismäßig billig herstellbaren Material hoher Zähigkeit und ausgezeichneter Schweißbarkeit bestehen, wobei die Einhaltung garantierter Kerbzähigkeit unabhängig von Profil stärken ohne besonderen Aufwand möglich ist und wobei ferner das Auftreten von Spannungsriß-Korrosion vermieden ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kettenglieder aus einem niedriggekohlten, geringlegierten Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,1 bis 0,5% und einem Borgehalt im Bereich zwischen o,ooo4 und 0,007 % kalt geformt und durch elektrisches Schweißen geschlossen sind und die Kette insgesamt durch Abschrecken in Wasser aus einer Temperatur von 9000 gehärtet sowie anschließend durch Anlassen auf 300 bis 4000 vergütet ist. In dem zur Herstellung der Kettenglieder verwendeten Stahl ist das Legierungselement Bor vorzugsweise bis zu 0,0020% enthalten und zwar in unterschiedlichen Formen, nämlich bis zu etwa 0,0006k in gelöster Form, als Substitutionelösung und der-Rest als gebundenes Bor,insbesondere als Bornitrid. Bevorzugt wird ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,15%, einem Borgehalt von 0,0020% sowie einem oder mehreren der Legierungsbestandteile Mangan (),8 biB 1,8%, Chrom 0,2 bits~0,8%, Nickel 0,1 bis 0,9%, Molybdan 0,3 bis 1,1% oder Vanadin 0,3 bis 1,1%, der keine nennenswerten Einschlüsse an Aluminium oder Kupfer und nur unwesentliche Verunreinigungen durch Phosphor und Schwefel aufweist.
An sich ist Bor als Legierungselement für Stahl bereite seit langem bekannt und ist dem Fachmann gel&ufig, dae Bor in Vergütungsatählen eine Verbesserung der Härtbarkeit bewirkt, die gegebenenfalle eine Verminderung der Gehalte an den Legierungselementen Mangan, Nickel, Crom oder Molybdän gestattet, jedoch war es durchaus nicht vorhersehbar, daß bei aus einem borhaltigen Stahl hergestellten Kettengliedern eine Spannungsrissbildung nahezu völlig vermeidbar ist und daß aus einem derartigen Material hergestellte Kettenglieder der durch aggressive Atmoephären und Wässer in untertägigen Bergbaubetrieben bedingten Korrosion auch dann zu widerstehen vermögen, wenn der Anteil an teueren Legierungsbestandteilen wie Molybdän, Vanadin oder Nickel verringert wird, da die Korrosionsbeständigkeit im allgemeinen proportional zur Höhe des Legierungsanteils der genannten Elemente zunimmt.
Der überraschende Erfolg des Einsatzes eines borhaltigen Stahl lee für die Herstellung von zum Einsatz in Bergbaubetrieben bestimmten Hochleistungs-Rundgliederketten kann eine teilweise Erklärung darin finden, daß borhaltige Stähle sehr zäh sind und damit leichter zu verformen, ohne daß die Gefahr des Defortnationshärtens in Kauf genommen werden muß und daß derartige Stähle ferner kaum einer Rißgefahr beim Härten unterliegen, wodurch unter Beibehaltung der bisherigen 3earbeitungs-und Herstellungsweise für Kettenglieder bzw. Rundgliederketten eine Vermeidung bereits bei der Fertigung entstandener Oberflächenfehler gewährleistet scheint. Ferner dürfte die feinkörnige Struktur des erfindungsgemäß zusammengesetzten und behandelten Materials, die eine Verbesserung der Kerbzähigkeit ergibt in Verbindung mit der Erhöhung der Härtbarkeit eine Vergrößerung der Spannungsriß-Xorrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Kette bewirken. In diesem Zusammenhang sei noch darauf hingewiesen, daß erfindungsgezaäß gelöstes und gebundenes Bor nebeneinander in dem für die Herstellung der Kettenglieder verwendeten Stahl vorliegen, wobei das gelöste Bor eine Erhöhung der Härttiefe und das gebundene Bor eine Erhöhung der Zähigkeit zu bewirken scheint, wobei Jedoch stets die Einhaltung der angegebenen Kohlenstoffgehalte von ausschlaggebender Wichtigkeit ist.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E:

1. Rundglieder-Hochleistungskette, insbesondere für den Einsatz als Hobel-oder Fördererkette in untertägigen Bergbaubetrieben, deren Kettenglieder aus kaltgeformten, bügelförmigen Hälften im Abbrenn-Stumpfschweißverfahren bzw. im Widerstandsschweißverfahren zusammengeschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettengliedhälften aus einem niedriggekohlten, geringlegierten Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,1 und 0,5% und einem Borgehalt im Bereich von 0,0004 bis 0,007% kaltgeformt und durch elektrisches Schweißen miteinander Verbunden sind und die Kette insgesamt durch Abschrecken in Wasser aus einer Temperatur von 9000 gehärtet sowie anschließend durch Anlassen auf 300 bis 4O00vergütet ist.

2. Rundglieder-Hochlistungskett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zur Herstellung der Kettenglied hälften verwendeten Stahl bis zu 0,0020 Bor enthalten sind, wobei vorzugsweise bis zu 0,0006% Bor in gelöster Form und der Rest in gebundener Form, insbesondere als Bornitrid vorliegen.

3. Rundglieder-Hochleistungskette nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung der Kettengliedhälften ein Stahl verwendet wird, der bei einem Kohlenstoffgehalt von 0,15% und einem Borgehalt von 0,0020% einen oder mehrere der Legierungsbestandteile Mangan 0,88 bis 1,8%, Chrom 0,2 bis 0,8%, Nickel 0,1 bis 0,9% Molybdän 0,3 bis 1,1 oder Vanadin 0,3 bis 1,1% aufweist und bei dem keine nenenswerten Einschlüsse an Aluminium oder Kupfer und nur unwesentliche Verunreinigungen durch Phosphor und Schwefel vorhanden sind.