DE2217998A1

DE2217998A1 - METHOD OF MANUFACTURING CRANKSHAFT

Info

Publication number: DE2217998A1
Application number: DE19722217998
Authority: DE
Inventors: Guenther Walter Dr Roeth
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke GmbH
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke GmbH
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1972-04-14
Publication date: 1973-11-29

Description

Verfahren zur Herstellung von Kurbelwellen. Process for the manufacture of crankshafts.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kurbelwellen, insbesondere für Großmotoren, durch Schmieden, Wärmebehandeln, Richten, Entspannen und mechanische Bearbeitung.The invention relates to a method for manufacturing crankshafts, especially for large engines, by forging, heat treatment, straightening, stress relieving and mechanical processing.

Bei einer Kurbelwelle werden im Betrieb ihre Hohlkehlen am Übergang zwischen den Kurbel- bzw. Lagerzapfen undgden Wangen mechanisch am höchsten beansprucht. Bei großen Kurbelwellen, die aus unlegierten oder auch legierten Stählen hergestellt werden ist der Vergütungsquersehnitt im Bereich der Hohlkehlen gewöhnlich so groß, daß es bei der Wärmebehandlung der Kurbelwelle nach dem Schmieden durch Normalglühen dort zur Ausbildung des für die Dauerhaltbarkeit ungünstigen ferritis ch- perlitischen Gefüges in zeiliger oder netzförmiger Ausbildung kommt. Wegen der Größe des Vergütungsquerschnitts läßt sich diese Gefügeanordnung auch durch ein dem Normalglühen folgendes Vergüten bei unlegierten Stählen nicht vermeiden. Bei legierten Stählen wird ein ferritfreies Gefüge nur dann erzielt, wenn ein verhältnismäßig hochlegierter Werkstoff verwendet wird.In the case of a crankshaft, its fillets are at the transition during operation The highest mechanical stress between the crank or bearing journals and the cheeks. For large crankshafts made from unalloyed or alloyed steels the tempering cross-section in the area of the fillets is usually so large that that it is during the heat treatment of the crankshaft after forging by normalizing there for the formation of the ferritic pearlitic which is unfavorable for durability Structure comes in line or net-like formation. Because of the size of the cross-section of the remuneration this structure arrangement can also be achieved by tempering following normal annealing Do not avoid this with unalloyed steels. Alloyed steels are ferrite-free Structure only achieved if a relatively high-alloy material is used will.

Es ist auch ein anderer Weg bekannt, die Biegewechselfestigkeit von Kurbelwellen durch Oberflächenhärten der Hohlkehlen zu erhöhen.Another way is known, the fatigue strength of Increase crankshafts by surface hardening the fillets.

Dabei kann es sich sowohl um eine Nitrierhärtung, eine Einsatzhärtung, eine Flammen- oder eine Induktionshärtung oder Kombinationen von diesen handeln. Allen diesen Verfahren haftet der Mangel an, daß die so behandelten Kurbelwellen mehr oder weniger starken Verzug erleiden und wegen der hohen Härte in den Hohlkehlen nicht mehr oder nur unter großer Gefahr für das Werkstück gerichtet werden können.This can be nitriding, case hardening, be flame or induction hardening or combinations of these. All of these processes have the defect that the crankshafts treated in this way suffer more or less severe distortion and because of the high hardness in the fillets can no longer be straightened or can only be straightened at great risk to the workpiece.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung eines Verfahrens, welches die Umwandlung des bei der Wärmebehandlung der Kurbelwelle im Bereich ihrer Hohlkehlen entstandenen ferritischen Gefüges in hoch angelassenes martensitisches Gefüge und damit die Einstellung der für das ganze Werkstück vorgeschriebenen Grundfestigkeit ermöglicht.The object of the present invention is now to create a method which is the transformation of the heat treatment of the crankshaft in the area of its Ferritic structure formed by fillets in highly tempered martensitic Structure and thus the setting of the basic strength prescribed for the entire workpiece enables.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß nach der Wärmebehandlung durch Normalglühen und/oder Vergüten die geschmiedete und spangebend vorgearbeitete Kurbelwelle im Bereich ihrer Hohlkehlen zwischen Kurbel- bzw. Lagerzapfen und Kurbelwangen durch Oberflächenhärtung und anschließendes Anlassen vergütet werden, worauf in an sich bekannter Weise die spangebende Fertigbearbeitung und gegebenenfalls eine Oberflächenhärtung an beliebigen Stellen der Kurbelwelle erfolgt.To solve this problem it is proposed according to the invention that after the heat treatment by normalizing and / or quenching and tempering the forged and Pre-machined crankshaft in the area of its fillets between the crankshaft or bearing journals and crank webs through surface hardening and subsequent tempering be remunerated, whereupon the machining finish machining in a manner known per se and optionally surface hardening at any point on the crankshaft he follows.

Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme der Nachvergütung der Kurbelwelle im Bereich ihrer Hohlkehlen wird das dort bei der Wärmebehandlung der Kurbelwelle entstandene ferritische Gefüge in hoch angelassenes martensitisches umgewandelt und auch in diesen Bereichen die für die Kurbelwelle vorgeschriebene Grundfestigkeit der Kurbelwelle eingestellt. Eine so behandelte Kurbelwelle kann ohne Gefahr für das Werkstück bei Bedarf gerichtet werden. Wegen der im Vergleich zu der bei Oberflächenhärtungen angewandten Entspannungstemperatur hohen Anlaßtemperatur sollte vorzugsweise das Werkstück nach einem notwendig gewordenen Richtvorgang einer Entspannungsbehandlung bei so hoher Temperatur unterworfen werden, daß die inneren Spannungen weitestgehend abgebaut werden.This measure according to the invention of post-compensation of the crankshaft in the area of their fillets this is there during the heat treatment of the crankshaft resulting ferritic structure converted into highly tempered martensitic and also the basic strength prescribed for the crankshaft in these areas the crankshaft adjusted. A crankshaft treated in this way can without Danger to the workpiece can be directed if necessary. Because of compared to the stress relief temperature used for surface hardening, the high tempering temperature the workpiece should preferably be cleaned after a straightening process that has become necessary Relaxation treatment are subjected to such a high temperature that the internal Tensions are largely reduced.

Anschließend an die vorgenannte Nachvergütung der Hohikehlenbereiche der Kurbelwelle erfolgt die spangebende Fertigbearbeitung der Kurbelwelle und eine eventuelle Oberflächenhärtung der Kurbel-und Lagerzapfen, wobei sich die Oberflächenhärtung gegebenenfalls bis in die Hohlkehlenbereiche hinein erstrecken kann, falls das gefordert wird.Subsequent to the aforementioned post-payment of the hollow areas the crankshaft is the final machining of the crankshaft and a possible surface hardening of the crank and bearing journals, whereby the surface hardening may extend into the fillet areas if required will.

Claims

Process for the production of crankshafts, especially for large engines, by forging, heat treatment, straightening, stress relieving and mechanical processing, characterized in that after the heat treatment by normalizing and / or Temper the forged and machined crankshaft in the area of their Hollow fillets between crank or bearing journals and crank webs through surface hardening and subsequent starting are remunerated, whereupon in a known manner the Machining finishing and, if necessary, surface hardening on any Adjustment of the crankshaft takes place.

2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature for tempering when quenching and tempering the fillet areas between the bearing journals and the adjacent cheeks is chosen so high that the crankshafts treated in this way still straighten and let anneal sufficiently stress-free.