DE2232124A1

DE2232124A1 - Verfahren zum haerten von oberflaechen

Info

Publication number: DE2232124A1
Application number: DE19722232124
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing Feldmeth; Alfred Hartmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1972-06-30
Filing date: 1972-06-30
Publication date: 1974-01-10

Description

Vorfahren zum Härton von Oberflächen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum roten von dem Verschleiß ausgesetzten Oberflächen an Bauteilen, insbesondere von Rotationskolben-Brennkraftmaschinen.
Bei den bekannten Härteverfahren muß dem Bauteil eine verhältnismäßig große Wärmemenge zugeführt werden, um es auf die Härte temperatur zu bringen, bespielsweise bei dem bekannten induktiven Härten. Diese große Wärmemenge bringt die Gefahr mit sich, daß sich das Bauteil verzieht. Auctl mull, um eine Wärmeableitung in die übrigen Bereiche des Hanteiles zu vermeiden, die zu härtende Oberfläche sehr rasch abgekühlt oder abgeschreckt werden, wodurch sich unerwünscht hohe Spannungen ergeben. Die Bildung von Rissen im Bauteil und insbesondere in der Oberfläche wird dadurch begünstigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Härteverfahren anzugeben, das die angeführten Nachteile nicht aufweist.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberflache des Bauteiles mittels mindestens eines Ladungsträgerstrahles, insbesondere eines Elektronenstrahles, der relativ zu der Oberfläche über diese bewegt wird, auf Härtetemperatur erwärmt und anschließend rasch abkühlt oder abgekühlt wird.
Boim crfindungsgomäßen Verfahren wird durch den Laduagsträgerstrahl wesentlich weniger Wärme in das Bauteil gebracht als be:isplelsweise beim Induktionshärten. Damit ist ns möglich, auch dünnwandige Bauteile nahezu vorzugsfroi zu härton, so daß der Umfang von Nachbearbeitungen erheblich vermindert wird oder diese sogar ganz entfallen können. I)ie Gefahr der Rißbildung ist wesentlich verringert. flin weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Wärmemengen durch den Ladungsträgerstraiil ausschließlich und genau dosierbar in die zu härtenden Lereiche der Oberfläche eingebracht werden können, während die übrigen Bereiche völlig unbeeinflußt bleiben. Die zu hartenden Bereiche der Oberfläche können jede beliebige gewünschte Form erhalten. Auch Bereiche, die mit anderen Verfahren schwer zugänglich sind, können jetzt gehärtet werden, ohne daß die angrenzenden gereiche der Oberfläche, <leren Ilärtung unerwünscht ist, mi tgehärte t werden müssen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die der Oberflächeneinheit bei der Erwärmung zugeführte Wärmemenge über die Spannung, die Stromstärke, die Fokussierung des Ladungsträgerstrahles und/oder die Vorschubgeschwindlgheit des Ladungsträgerstrahles und/oder des Bauteiles steuerbar. Es bestehen somit vielfältige Möglichkeiten, die eingebrachte Wärmemenge zu verändern. Im Gefolge davon können die Ilärtetiefe, deren Größe genau eingehalten werden kann, sowie die Bearbeitungsgeschwindigkeit des Bauteiles in weiten Bereichen den Erfordernissen angepaßt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Erwärmung der Oberfläche im Iloch- oder Teilvakuum oder an Atmosphäre, gegebenenfalls mit Schutzgaszusatz, so daß das Bauteil während des Härtens unteranderem nicht chemisch angegriffen wird.
Die der zu härtenden Oberfläche durch den Ladungsträgerstrahl zugeführte Wärme kann aus dieser in andere Gereiche des Bauteiles abgeleitet werden, wobei die Geschwindigkeit dieser Wärmeableitung durch die Ausbildung des Bautejies und/oder die Wärmeableitung aus diesen anderen Bereichen steuerbar ist.
Bei dieser sogenannten Selbstabschreckung sind also durch werschiedene konstruktive Gestaltung einzelner Bereiche des Bauteiles die Abkühlgeschwindigkeiten und damit die Härte einzelner Oberflächenbereiche beeinflußbar.
Weiterhin kann die Abkühlgeschwindigkeit durch Wärmoableit ung über Metall, Kühimittelemuision oder Luft steuerbar sein.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum iiärten von dem Verschleiß ausgesetzten Oberflächen an Bauteilen, insbesondere an Rotationskolben-Bronnkraftmaschinen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Oberfläche mittels mindestens eines ladungsträgeratraHles, insbesoade eines Elertronenstrahles, der re tiv t v zu der Oberfläche iber diese bewegt wird, auf llärtetemperatur erwärmt und inschließend rasch abkiihlt oder abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßdie der Oberflächeneinheit bei der drwärmung zugerühg te Wärmemenge über die Spannung, die Stromstärke, die Fokiissierung des Ladungsträgerstrahles und/oder die vorechubgeschwindigkeit des Ladungsträgerstrahles und/oder des bauteiles steuerbar ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung im Hoch- oder Teilvakuum oder an Atmosphäre.

gegebenenfalls mit Schutzgaszusatz erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeicllllet, daß die Wärme aus der zu härtenden Oberfläche in andere Bereiche des Bauteiles abgeleitet wird und daß diese Ableitgeschwindigkeit durch die Ausbildung des Bauteiles und/oder die Wärmeableitung aus diesen anderen Bereichen steuerbar ist.

5. Verfabren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlgeschwindigkeit durch Wärmeableitung tilier Metall, Kühlmittelemuision oder Luft steuerbar ist.