DE2157823A1

DE2157823A1 - Verfahren zur Behandlung von Gegenständen aus Stahl zur Steigerung ihrer Beständigkeit gegen Abnutzung und Abrieb

Info

Publication number: DE2157823A1
Application number: DE19712157823
Authority: DE
Inventors: Georges Villars; Mazet Guy Saint-Chamond; Cros (Frankreich)
Original assignee: Centre Stephanois de Recherches Mecaniques Hydromecanique et Frottement SA
Current assignee: Centre Stephanois de Recherches Mecaniques Hydromecanique et Frottement SA
Priority date: 1970-11-23
Filing date: 1971-11-22
Publication date: 1972-05-31
Also published as: LU64311A1; NL7116084A; JPS5635731B1; IT942917B; US3770595A; BE775652A; GB1374116A; FR2161155A6; CA958202A

Description

DR. M0LLER-BOR£ DIPL-PHYS. DR. MAN ITZ Dl PL-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW J 1 ζ 7 8 0 ^ PATENTANWÄLTE

2 2. Nov. 197!

Ph/th - C 2450

CENTRE STEPHANOIS DES RECHERCHES MECANIQUES HZDROMECANIQUE

ET JROTTEMMT
rue Benoit Pourneyron 42 - Andrezieux-Boutheon, Prankreich

Verfahren zur Behandlung von Gegenständen aus Stahl zur Steigerung ihrer Beständigkeit gegen Abnutzung und Abrieb

Prioritäten: Prankreich vom 25. 11. 1970, Nr. 70 41921 Prankreich vom 16. 11. 1971, Nr. 71 40884

Pur die Herstellung von leicht kalthärtbaren Stahlteilen sind verschiedene Maßnahmen empfohlen worden. Zu den bekannten Verfahren zur Verbesserung gehören das Prägepolieren, Hämmern, Walzen und Rändeln usw.

Der im allgemeinen'ergriffene Bereich der Vergütung ist der folgende:

1. Durchführung einer Strukturumirandlung auf der Oberfläche der Teile.

2. Stickstoff, Schwefel usw. bei einer Temperatur oberhalb 400 ⁰C eindiffundieren zu lassen.

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Dr. MOIIw-Bori Dr. Manilz · Dr. DeuM · Dipl.-Ing. FintUrwold DIpl.-Ing. OrSrnkow Brauntdiwaig, Am BOrgarparfc 8 β MOndien 22, Robert-Kodi-StraS· 1 7 Stuttgart - Bad Cannitatt T.Won (0531) 73887 _{Trfifai| ((χηΐ)} ^^ _τ#|βχ ^^ ^^ Marktitrate3. T.l«fo_n («711» 5ί72<1 Bank! Zentralka·« Bayer. Vol(;ibank«n, ΜΟπΛ·ή, Kto.-Nr. 9823 ^»tsdiadc: MOndisn 95«

Diese verschiedenen Verfahren bieten drei Nachteile:

1. Das Risiko der Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften als Folge einer erhöhten Temperatur der e. Sulf-Innz-Behandlung.

2. Der Rande lungs vor gang führt zu einer nicht-reporduzierbaren Dimensionsabweichung von einem Stück zum anderen.

3- Das Kalthämmern läßt auf der Metalloberfläche Bruchstück-

zonen oder Plättchen zurück, die beim Polieren schäften P können, wenn sie durch Reibung freigesetzt werden.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von Stücken bzw. Gegenständen aus Stahl zur Erhöhung ihrer Abnutzungs- und Abriebbeständigkeit, welches sich durch wenigstens zwei mechanische Deformationsvorgänge in der ■ Kälte auszeichnet, von denen der eine ein Härten durch Kalthämmern in beispielsweise bis zu etwa 2 oder Jmm Tiefe ist, der andere zur Erhöhung des Kalthärtens an der Oberfläche, z. B. bis etwa 0,2 mm bis etwa 0,5 nim? dient. Diesen Vorgängen kann gegebenenfalls eine elektrochemische Behandlung in einem Salzbad bei niederer Temperatur folgen.

Die mechanischen Maßnahmen sind solcher Art, daß einerseits ein Gradient der Re st spannung geschaffen wird, so daß der

Wert dieser Spannungen an der Oberfläche über 80 daN/mm

(Deca-Newton/mm ) beträgt, und dann nach und nach abnimmt,

um unter etwa 0,4 mm Tiefe JO daN/mm zu erreichen, und andererseits ein Gradient des Härtens durch Kälthämmern verwirklicht wird, so daß unter wenigstens 0,2 mm Tiefe die Härte über 550 HV liegt.

Die elektrochemische Verfahrensweise ist solcher Art.. daß

das Verschweißen

sie an der Oberfläche zur Bildung einer Anhibierenden Oberflächen^^ schicht führt, gebildet aus einer Verbindung

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zwischen einem Metalloid und dem Eisen der Stahlgrundlage, und so, daß diese Schicht durch Eintauchen des Gegenstandes in ein Salzbad "bei einer Temperatur unter 400 ⁰C und vorzugsweise unter 250 ⁰G hergestellt wird.

Bei einer Ausführungsform "bestehen die mechanischen Vorgänge im Rändeln und Prägepolieren, gefolgt von einer Schwefelung bei niederer Temperatur.

Das Rändeln erfolgt mit dem Ziel, das Stück über eine Tiefe von wenigstens 1,5 ™& kaltzuhärten und ebenso durch Schmieden auf der Oberfläche des Stücks Muster in einer zur vorgesehenen Richtung der Reibungsbeanspruchung praktisch senkrechten Richtung einzuprägen.

Das Prägepolieren hat einerseits zum Ziel, eine Oberflache*?- härte über 700 HV" zu erzielen, andererseits das Stück, das nach dem Rändeln seinen Durchmesser vergrößert hatte, sehr genau auf die Abmessung zurückzuführen, die es vor dem ersten Rändelvorgang besaß, d. h., am Ende der Bearbeitung.

Die elektrochemische Sulfidiffiterung bezweckt einerseits die Bildung einer Eisensulfidschicht in der Größenordnung von 10 Mikron Dicke auf der Oberfläche der Stücke, die das Schweißen inhibierende Schicht genannt wird und zudem ermöglicht, daß das Struck nicht Gefahr läuft, sich während der Phase des Schleifens auf dem Gegenstück zu verschweißen, mit dem es in reibender Berührung steht, und andererseits die chemische Entfernun&.Aer vals-JLolgeL^der ersten Rändel-

^acKfcnen b ZWi⁰FIaVb cn en

b__ehandlung gebildeten ©i'uchsLüuk^. Diese Sulfurierung erfolgt bei sehr niederer Temperatur, d. h., unter 400 ⁰C, vorteilhaft unter 250 ⁰G und vorzugsweise unter 200 ⁰C,

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und verändert daher überhaupt nicht die KerbSchlagzähigkeitseigenschaftenjder Stücke. Eine solche Sulfurierung kann beispielsweise durch Elektrolyse in einem Bad mit einem Hauptanteil an Alkalithiocyanaten durchgeführt werden.

Jede der drei oben genannten Verfahrensweisen erlaubt es, wie festzustellen ist, jeweils für sich die Qualitäten des Stücks zu verbessern, die erste durch tiefgreifendes fe Kalthärten, die zweite durch Oberflächenhärtung, die dritte durch Bildung einer das Verschweißen inhibierenden Schicht, und zudem bestehen Bande des Zusammenwirkens untereinander, Taxe eine kombinierende Wirkung haben, injdem Sinne, daß die zweite Verfahrensweise die Abmessungen wieder herstellt, die die erste verändert hat, während die dritte die sich au£ der ersten Verfahrensweise ergebenden und bei der

Zäckchen bzw. Plätthhen zweiten erhaltenen t direkt entfernt.

Bei weiteren Ausführungsformen bestehen die mechanischen Kaltverformungen im Walzen und Aufrollen, im Walzen und Stauchen oder im Ziehen und Drücken.

^ Im folgenden werden nicht beschränkende Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezug auf die Figuren beschrieben, darin zeigt:

ITig. 1 ein Diagramm, das den Gradienten der Ee st spannung en veranschaulicht, worin auf der Abszisse OD der Abstand von der Oberfläche oder die Tiefe, in Mikron, und auf der Ordinate OR die Druckspannung in daN/mm angegeben ist;

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Fig. 2 ein Diagramm, das den Gradienten der Kalthärtung veranschaulicht, worin auf der Abszisse OD der Abstand von der Oberfläche oder die Tiefe, in Mikron, und auf der Ordinate OV die Vickers-Härte HV unter einer Last von 100 g aufgetragen ist.

Beispiel 1

Man behandelt eine Welle und einen Ring von 40 mm Durchmesser aus Hadfield-Stahl mit einem Gehalt von 1,2 % Kohlenstoff und 12 % Mangan in bei 1050 ⁰C übergehärteten Zustand durch Abschrecken.

1. Diese Stücke erfahren zuerst eine Rändelbehandlung unter den folgenden Bedingungen;

Die Rändelwerkzeuge tragen zwei Rändelrädchen von 20 mm Durchmesser, die auf den Stücken zwei Gruppen von Rillen hervorrufen, deren Tiefe zwischen 0,3 mm und 1,0 mm, vorzugsweise nahe 0,7 mm liegt. Die Rillen haben einen Abstand voneinander zwischen 1 mm und 2 mm und vorzugsweise nahe 1 mm. Die Rillen verlaufen quer im Hinblick auf die für die Reibung vorgesehene Richtung, vorteilhafterweise geneigt hierzu. Diese Neigung liegt bevor- zugt bei ί 60 °, so daß die Rillen zur Richtung der sie Erzeugenden um - 30 ° geneigt sind.

Jedes Rändelrädchen läuft 20-mal vor dem gleichen Punkt des zu härtenden Stückes vorbei.

Die Kraft bei der Anwendung der Rändelrädchen (Länge der Sfczeugenden der Rändelrädchen 10 mm) auf das Stück liegt zwischen 200 kg und 1000 kg und vorzugsweise bei 600 kg. So konditionierte Stücke haben einen Durchmesser, der 0,7 mm steigt.

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2. Diese Stücke erfahren sodann eine Prägepolierbehandlung unter den folgenden Bedingungen:

Das Werkzeug trägt zwei glatte, d. h., nicht zugespitzte, und gewölbte Rädchen, deren Wölbungsradius zwischen und 300 mm und vorzugsweise bei 200 mm liegt.

Die Eraft, mit der die Rädchen auf das Stück einwirken, liegt zwischen 100 kg und 500 kg und vorzugsweise bei 300 kg.

Jedes Rädchen führt 20-mal vor einem gleichen Punkt des Stücks vorbei.

Nach dieser zweiten Behandlung haben die Wellen bzw. Stangen und die Ringe ihre Abmessungen wieder erlangt, die sie vor der ersten Behandlung hatten, d. h., am Ende der Bearbeitung:

40 H7 für die Stange, bzw. Welle,

40,1 H8 für den Ring.

Welle Nach diesen beiden ersten Arbeitsgängen weisen b und Ring aus Hadfield-Stahl im Schnitt bei metallografischer Untersuchung extrem dichte und über 1 mm eindringende Netze von Bahnlinien des Umformvorganges auf. Die Mikrohärte zeigt einerseits Härten über 700 HY über die ersten drei Oberflächenzehntel an, andererseits einen fortschreitenden Abfall dieser Härte ab 0,3 mm, um erst zwischen 1 und 1,5 mm Tiefe die Härte des Basismetalls (250 HV) zu erreichen.

3. Die Stücke werden dann einer elektrochemischen Sulfurierung bei niederer Temperatur unter 250 ⁰C unterworfen.

Diese Sulfurierung wird in einem elektrolytischen Bad, das als Hauptanteil Alkalithiocyanate enthält und dessen Temperatur vorteilhafterweise zwischen 150 ⁰C und 200 ⁰C liegt, während einer Zeitspanne zwischen 2 und 30 min

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und vorzugsweise "bei 10 min durchgeführt. Jedes behandelte Stück "bildet die Anode, und der Anodenstrom hat eine

ρ ρ

Dichte zwischen 1 und 10 A/dm , vorzugsweise bei 3 A/dm

Insbesondere gelten für die Sulfurierungsbehandlung die folgenden Merkmale:

Kathode: Tiegel aus ferritischem rostfreiem Stahl Badzusammensetzung in Gew.%:

Kaliumthiocyanat 66 % Natriumthiocyanat 32 % Kaliumferricyanid 2 %

Badtemperatur: 190 ⁰C

Anodenstromdichte: 3»5 A/dm

Dauer: 10 min

Nach mikrografischer Untersuchung stellt man fest: Kein Härteverlust im Verlauf der Sulfurierungsbehandlung, Verschwinden der bei dem Kalthärtungsvorgang erzeugten Zäckchen bzw. Plättchen, Vorliegen an der Oberfläche einer Eisensulfidschicht zwischen 2 und 20 Mikron und vorzugsweise bei 10 Mikron, sehr genau von 8 Mikron Dicke, die das Verschweißen inhibierende Schicht genannt wird und die Gefahr zu vermeiden ermöglicht, daß das Stück in den ersten Betriebsstunden mit dem Gegenstück verschweißt, mit welchem es in reibende Berührung gebracht wird. Kein Abfall der KerbSchlagzähigkeit.

So vergütete Stücke führen zu außerordentlich gesteigerten Reibungsleistungen im Hinblick auf jene, die man mit Stücken der gleichen Klasse erzielen konnte, die aber nicht die drei vorgenannten Bearbeitungen erfahren hatten.

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In den zuvor beschriebenen Beispiel läßt man die Welle von 40 mm Durchmesser in einer Hülse von 40 mm Länge unter einem Druck von 200 bar schwingen»

Das Ganze ist sehr leicht geschmiert und mit einem Anfangsspiel von 0,1 mm montiert. Die Schwingungsamplitude ist - 90 ° und die Frequenz 1 Hz.

Die Stange bzw. Welle und der Hing bzw. die Hülse, gemäß dem Ausführungsbeispiel behandelt, waren 14-50 Stunden in Schwingung. Bei ihrem Abbau war die Abnutzung auf der Achse 0,2 mm und auf der Hülse 0,3 mm.

Wenn die Welle und die Hülse nur eine einfache HändeIbehandlung erfahren, wobei alles andere im übrigen gleich ist, zeigen sie nach nur 500 Stunden Betrieb eine wesentlich stärkere Abnutzung: Die Abnutzung auf der Welle ist 0,5 mm und die Abnutzung auf der Hülse 0,7

Man stellt fest, daß eine der mechanischen Maßnahmen durch Kaltverformung eine Härtung in eine Tiefe von beispielsweise in dem in Fig. 2 veranschaulichten Beispiel bis zu 2 mm bewirkt werden kann (dies kann mehr, beispielsweise 2,5 mm oder 3 nua oder auch weniger, beispielsweise 1,5 mm sein), während die andere mechanische Behandlung die Oberflächenhärtung nach einem nicht beschränkenden Beispiel bis zu ungefähr'.o,2mm oder 0,5 M bewirkt.

Diese Behandlungen sind solcher Art, daß der Gradient der Restspannungen einer Kurve entspricht, die zwischen den Kurven C^. und C„ der Fig. 1 liegt, und daß der Gradient der Kalthärtung einer Kurve entspricht, die zwischen den Kurven C., und G^ der Fig. 2 liegt.

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In Flg. 1 ist zu erkennen, daß der Gradient der Restspannungen so ist, daß der Wert dieser Spannungen in der Oberfläche über 80 daN/mm ist und dann nach und nach absinkt,

um unter etwa 0,4 mm Tiefe 30 daN/mm zu erreichen. Der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß der Gradient der Kalthärtung so ist, daß unter wenigstens 0,2 mm Tiefe die Härte über ■ 550 HV liegt.

Man erkennt, daß die elektrochemische Behandlung an der Oberfläche zur Bildung einer oberflächlichen, das Verschweißen inhibierenden Schicht aus einer Verbindung zwischen einem Metalloid und dem Eisen der Stahlgrundlage führt, und daß diese Schicht durch Eintauchen der Stücke in ein Salzbad bei einer Temperatur unter 400 C und vorzugsweise unter 250 ⁰C erzeugt wird.

Beispiel 2

Man geht wie bei Beispiel 1 vor, wobei aber die dritte Behandlung der Sülfurierung wie folgt abgewandelt wird: Kathode: Tiegel aus ferritischem, rostfreiem Stahl Badzusammensetzung in Gew.%:

Kaliumthiocyanat 80 %

Natriumthiocyanat 10 %

Natriumcyanid 4 %

Natriumsulfid 3 °/°

Alkalicarbonat 3 °/°

Badtemperatur: 200 ⁰C

Anodenstromdichte: 3 A/dm

Dauer: - 6 min

Die erhaltenen Leistungen sind analog denen des Beispiels"!.

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Beispiel 5

Es handelt sich um ein Verfahren zur Behandlung eines Bandes, zu dem folgende drei Behandlungen in der Reihenfolge gehören:

a) Walzen zum Zweck der Kalthärtung des Materials;

b) Aufrollen mit dem Ziel, einerseits die Kalthärtung durch Verformung (Verstrecken, Biegen) zu erhöhen, andererseits die gewünschte geometrische Form zu erlangen;

c) wahlweise, "bevorzugt, elektrochemische Behandlung in einer Salzschmelze zur Erzeugung einer das Verschweißen inhibierenden Schicht auf der Oberfläche der Stücke.

Die beiden ersten Behandlungen des Walzens und des Aufrollens können nach einem nicht beschränkenden Beispiel mit Hilfe einer Maschine zusammen erzielt werden, auf welcher das Band zwischen zwei Backen durchläuft, was die Kalthärtung des Materials durch Walzen hervorruft, und sich dann auf einem zylindrischen Spulenkörper aufwickelt, was es erlaubt, die Härtung zu erhöhen und das Material in die Form zu bringen.

Die beiden mechanischen Vorgänge des Walzens und Rollens sind so, daß man die in Beispiel 1 beschriebenen Eigenschaften erhält (Fig. 1 und 2), während die elektrochemische Behandlung genau so durchgeführt werden kann, wie sie in dem Beispiel 1 beschrieben ist.

Beispiel 4

Es handelt sich um ein Verfahren zur Behandlung eines Bandmaterials, wozu, in der Reihenfolge, drei Behandlungen gehören:

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a) Rollen eines Bandmaterials mit dem Sei, die gewünschte

geometrische Form zu erlangen;

_N Aushämmern - ,

b) i, dessen Ziel einerseits Oberflächen- und

Tiefenhärtung des Metalls durch Verformung ist, andererseits, eine gut definierte Geometrie unter Berücksichtigung der Preßtoleranzen zu erzielen;

c) wahlweise eine elektrochemische Behandlung in Salzschmelze, was an der Oberfläche der Stücke eine das Verschweißen inhibierende Schicht erzeugt.

Aushämmerns Die beiden mechanischen Vorgänge des Rollens und des (retreint) sind so, daß man die in Beispiel 1 beschriebenen Eigenschaften erhält (Fig. 1 und 2), während die elektrochemische Behandlung ebenso wie im Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt werden kann.

Beispiel 3

Es handelt sich um ein Verfahren zur Behandlung eines Blechs, wozu in der folgenden Reihenfolge die folgenden Behandlungen gehören:

a) Ziehen und Drücken des Blechs auf einer Verformungsmaschine; dieses Vorgehen erlaubt einerseits, durch Verformung des Materials eine Oberflächen- und Tiefenhärtung zu erzielen, andererseits, eine definierte Geometrie unter Berücksichtigung der Preßtoleranzen zu wahren. Dieses Verfahren kann beispielsweise mit Hilfe einer Verformungsmaschine erreicht werden, auf welcher ein· l#iete«iwedfzre angebracht ist, wobei

Dorn das zu_yerfprmende Material zwischen demWickelwalze und

Blechhalter
einemq eingepreßt ist. Ein mechanisches oder

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hydraulisches System erlaubt das Drücken des zu verformenden Rohlings:.,. und dim die gewünschte geometrische Form zu geben.

b) wahlweise eine elektrochemische Behandlung in der Salzschmelze.

Die beiden mechanischen Vorgänge des Ziehens und Drückens fe sind so, daß man die in Beispiel 1 beschriebenen Eigenschaften erhält (Fig. 1 und 2), während.die elektrochemische Behandlung ebenso, wie im Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt werden kann.

Wie festzustellen ist, erlauben die vorstehend beschriebenen Verfahren zusammen eine Reihe von mechanischen und chemischen Eigenschaften zu erzielen, die dem Stahl optimale Abnutzungsund Abriebbeständigkeit verleihen. Diese Eigenschaften sind folgende:

Schaffung eines Gradienten der Re st Spannungen (Fig. 1), so daß die Werte dieser Spannungen an der Oberfläche über 80 daN/mm* sind und dann nach und nach so abnehmen, daß sie unter ungefähr w 0,4 mm Tiefe 30 daF/mm erreichen. Ein solcher Restspannungsgradient kann entweder durch allotrope Oberflächenumwandlung des Metalls (Änderung derPhase von Ύ"—**- <X), oder kurz gesagt durch Kalthärten erzielt werden. Dieser Gradient der Werte der Restspannungen ermöglicht es, eine oberflächliche Zerstörung der Stücke durch Überspannungen zu vermeiden, die \an der Rückseite der Kontaktzone der zwei reibenden Stücke ""■.· . entstehen.

Schaffung eines Härtungs gradient en (Fig. 2), so daß unter wenigstens 0,2 mm Tiefe die Härte über 550 HV liegt. Insbesondere ist es wichtig, daß die Härte des Grundmetalls

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erst unter 1,5 "bis 2 mm Tiefe angetroffen wird.

Schaffung einer das Versenweißen inhibierenden Schicht auf der Oberfläche wenigstens eines der beiden reibenden Stücke. Diese das "Verschweißen inhibierende Schicht, die andererseits bei tiefer Temperatur (unter 400 ⁰C und vorzugsweise unter 250 °0) erhalten werden muß, kann ein Sulfid oder ein Tellurid oder ein Jodid des Eisens usw. sein, und seine Rolle ist insbesondere im Falle stark belasteter und unter zufälliger Schmierung in Betrieb befindlicher Stücke von Torteil.

Die Herstellung von Stücken, die verschiedenen, wie zuvor definierten Kriterien entsprechen, ermöglicht also die Verbesserung der Reibungseigenschaften, indem die Schwelle der Verschlechterungen zurückgedrängt wird, die bedingt sind durch:

Verschleiß durch Abrieb (Steigerung der Härte an der Oberfläche und in der Tiefe),

durch Fressen (durch Diffusion von das Verschweißen inhibierenden Elementen),
durch Aufreißen, bedingt durch Überspannungen«

Es versteht sich, daß, wie zuvor angegeben, noch weiter verbesserte Eigenschaften der sich reibenden Stücke erhalten werden können, wenn man auf der Oberfläche wenigstens des einen der beiden Stücke, die miteinander in reibender Berührung stehen, zur Bewegungsrichtung praktisch senkrechte Rillen vorsieht.

Im folgenden sind nicht beschränkende Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben j diese wurden auf einem

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Simulator durchgeführt, der eine Achse von 50 mm Durchmesser in einer Hülse von 50 mm Durchmesser und 50 mm Länge unter einem Druck von 100 bar oszillieren läßt, wobei das Ganze leicht gefettet und mit einem Anfangsspiel von 0,1 mm montiert istj die Schwingungsamplitude ist 90° und die Frequenz 1 Hz.

1· Erster Verpileichsversuch;

Achse und Hülse aus Stahl mit 1,2 % Kohlenstoff und 12 % Mangan, zuvor übergehärtet und weder mechanisch noch chemisch vorbehandelt (völliges Fehlen einer Härtung, von Spannungen und von das Verschweißen inhibierender Schicht): man erlebt ein fast augenblickliches Festfressen, was eine Blockierung der Beweglichkeit nach einigen Betriebsstunden (im allgemeinen zwischen 2 und 5 Stunden) nach sich zieht.

2. Zweiter VerKleichsversuch:

Achse und Hülse aus Stahl mit 1,2 % Kohlenstoff und 12 % Mangan, zuvor übergehärtet, dann thermisch behandelt, um die mechanischen Eigenschaften durch teilweise Zersetzung des Austenits zu verbessern. In diesem Fall tritt das Festfressen im allgemeinen nach 20 Stunden Betriebsdauer auf. Auch muß festgestellt werden, daß die so behandelten Stücke eine erhebliche Senkung der er :Zahigkeit erkennen lassen, die einen Wert nahe Null erreicht.

3. Dritter Vergleichsversuch:

Achse und Hülse aus Stahl mit 1,2 % Kohlenstoff und 12 % Mangan, zuvor übergehärtet, dann schwach durch eine Rändelbehandlung kaltgehärtet 5 unter diesen Bedingungen konnte kein Paar 300 Betriebs stunden überstehen. Man erlebt von den ersten Augenblicken des Betriebs an eine verhältnismäßig bedeutende Abnutzung sowohl der Achse als auch der Hülse.

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M-. Vierter Vergleichsversuch gemäß der Erfindung;; Die Achse "besteht aus Stahl mit 1,2 % Kohlenstoff und 12 % Mangan, zuvor/genartet, dann gerändelt, prägepoliert und durch Sulfurieren in einem elektrochemischen Salzbad "bei einer Temperatur unter 400 ⁰C und vorzugsweise nahe 200 ⁰C "behandelt. Dieses Verfahren ermöglicht Druekspan-

nungen an der Oberfläche von 110 daU/mm und eine Oberflächenhärte von 850 HV.

Die Hülse wird durch Walzen , dann Aufrollen eines Bandes aus Stahl mit 1,2 % Kohlenstoff und 12 % Mangan, zuvor übergehärtet, hergestellt. Man erhält so Restdruckspan-

nungen an der Oberfläche von 90 daN/mm und eine Oberflächenhärte von 750 HV. Diese Versuche wurden nach 14-50 Betriebsstunden abgebrochen. Man stellt keinerlei Festfressen fest. Der Verschleiß der Achse und der Hülse liegt in der Größenordnung von 2/10 mm.

-Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüche

· Verfahren zur Behandlung von Gegenständen aus Stahl zur Steigerung der Abnutzungs- und Abriebbeständigkeit, gekennzeichnet durch eine mechanische

-_,„ ,. . . m-.PT mechanische Kaltverformung,

Kaltverformung, die ϊ» exne: ■ Tief enkalthärtung und eine / die
/eine: erhöhte Oberflächenkalthärtung bewirkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefenkalthärtung bis etwa 1,5 mm bis 3 mm und die zusätzliche Oberflächenkalthärtung bis ungefähr 0,2 mm bis 0,5 mm erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eestspannungsgradient zwischen Spannungswerten an der Oberfläche über 80 daN/mm und, bei stetiger Abnahme, 30 daN/mm unter etwa 0,4- mm Tiefe geschaffen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennz eichnet, daß ein Kalthärtungsgradient, bei dem bei unter wenigstens 0,2 mm Tiefe die Härte über 550 HV beträgt, geschaffen wird.
5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-,'/dadurch gekennz eichnet, daß die mechanischen Kaltverformungen durch Rändeln und Prägepolieren erfolgen.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Kaltverformungen durch Walzen und Aufrollen erfolgen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekenn ζ eichnet, daß die,mechanischen - Aushammern

Kaltverformungen durch Rollen und S- erfolgen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, «äadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Kaltverformungen durch Ziehen und Drücken erfolgen.
9· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß auf die mechanischen Behandlungen eine elektrochemische Behandlung &a?folgt, die zur Bildung einer das Verschweißen inhibierenden Oberflächenschicht aus einer Verbindung zwischen einem Metalloid und dem Eisen der Stahlgrundlage gebildet wird, und daß diese Schicht durch Eintauchen der Stücke in ein Salzbad bei einer Temperatur unter 400 ⁰C erzeugt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrochemischen Behandlung bei niederer Temperatur in einem elektrolytischen Bad sulfuriert wird, worin die Anode von jedem behandelten Stück gebildet wird und die Temperatur unter 250 °C und vorzugsweise zwischen 150 und 200 ⁰G liegt, das Bad als Hauptanteil Alkalithiocyanate enthält, eine Anodenstromdichte von zwischen

ρ etwa ρ

und 10 A/dm und vorzugsweise/von 3 A/dm angewandt wird

etwa und die Elektrolyse zwischen/2 und JO min und vorzugsweise 10 min dauert.
11. Werkstücke, behandelt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.