DE2263174A1

DE2263174A1 - PROCESS FOR THE FORMATION OF A HARDENED LAYER ON A CARBON-CONTAINING IRON-BASED CASTING

Info

Publication number: DE2263174A1
Application number: DE19722263174
Authority: DE
Inventors: Yuukichi Arkawa; Yasuhiro Mita
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1971-12-29
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1973-07-19
Also published as: IT974327B; GB1404865A; FR2166147B1; FR2166147A1

Description

München, den 22. Dezember 1972Munich, December 22, 1972

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City, JapanNissan Motor Company , Limited Yokohama City, Japan

Verfahren zur Ausbildung einer gehärteten Schicht auf einem Kohlenstoff-enthaltendem Gußstück auf Eisen-BasisMethod of forming a hardened layer on a carbon-containing iron-based casting

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten einer Oberfläche eines Metallgegenstandes, und insbesondere ein Verfahren zur Ausbildung einer durch Hitze und Abschrecken behandelten Schicht auf einem Metallgegenstand aus einem Gußkörper auf Eisenbasis, einschließlich eines Gußkörpers aus unlegiertem Stahl. _The present invention relates to a method of hardening a surface of a metal article, and more particularly discloses a method of forming a heat and quench treated layer on a metal object an iron-based cast body including a cast body made of carbon steel. _

Die Verschleißteile von Grauguß-Gußkörpern für Hockenwellen, Ventilöffnungselementen, Ventilsitzflächen, etc. von Verbrennungskraftmaschinen, Seitenwänden von Umlaufmotoren undThe wearing parts of gray cast iron bodies for camshafts, Valve opening elements, valve seat surfaces, etc. of internal combustion engines, side walls of rotary engines and

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anderen Teilen und Gliedern verschiedener Maschinen und Fahrzeuge, die einem Betrieb unter erschwerten Bedingungen unterworfen sind, sind oftmals durch Hitze und Abschrecken zur Verbesserung der Härte und der Verschleißfestigkeit behandelt, wohingegen die Körper der Gußstücke zäh und standfest gehalten werden.other parts and links of various machines and vehicles, which are subjected to operation under severe conditions are often treated with heat and quenching to improve hardness and wear resistance, whereas the bodies of the castings are kept tough and stable.

Zu diesem Zweck wird Gußeisen mit spezifizierten Abschnitten in Kontakt mit Abschre.ckblocken gegossen, welche die Wärme rascher von den Kontaktflächen abführen, als die Wärme von den restlichen Bereichen, die in eine Sandform gegossen wurden, abgeführt wird. Der Kohlenstoff in den so abgeschreckten Flächen des Gußstückes wird in einer kombinierten Form zurückgehalten, derart, daß die betreffenden Flächen hell und härter gemacht werden, wohingegen der Kohlenstoff in den anderen Teilen in der Form zurückbleibt, wie er in Grauguß gefunden wird. Die Temperaturen und die Dickenabmessungen, der Abschreckblöcke, die Gießtemperaturen, und die Zeitdauer des Kontaktes zwischen den Abschreckblöcken und dem geschmolzenen Metall werden in geeigneter Weise ausgewählt, derart, daß die gewünschten Dickenabmessungen und Härtegrade der weißen, durch Abschrecken behandelten Schichten erzielt werden. Jedoch sind die Dickenabmessungen der durch Abschrecken behandelten Flächen gemäß den Verfahren nach dem Stande der Technik eng begrenzt, und zwar auch dann, wenn die Abschreckbedingungen sorgfältig geregelt werden.For this purpose, cast iron is cast with specified sections in contact with Abre.ckblocken, which the Dissipate heat from the contact surfaces faster than the heat from the remaining areas poured into a sand mold were discharged. The carbon in the thus quenched surfaces of the casting is retained in a combined form, in such a way that the areas concerned are made bright and harder, whereas the carbon in the others Part remains in the form found in gray cast iron. The temperatures and thickness dimensions of the chill blocks, the casting temperatures; and the length of contact between the chill blocks and the molten metal are appropriately selected so that the desired thickness dimensions and degrees of hardness of the white, by quenching treated layers can be achieved. However, the thickness dimensions of the quenched areas are appropriate the procedures according to the state of the art are strictly limited, even if the quenching conditions are carefully regulated will.

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Um eine"zufriedenstellende Dicke und Härte einer durch Hitze und Abschrecken behandelten Schicht in den Abschreckverfahren gemäß dem Stande der Technik zu erzielen, ist es erforderlich, daß das Gußstück bis zu einer Dicke Von mehr als annähernd H mm abgeschreckt wird und dementsprechend führt eine Verschlechterung der Qualität zu einer dünneren, abschrekkungsbehandelten Fläche.' DarUberhinaus treten Schwierigkeiten bei der Bildung einer absehreölcungsbehandelten Schicht mit einer Dicke von weniger als .2 mm auf _a und es ist praktisch unmöglich, eine abschreckungsbehandelte Schicht mit einer Dicke von weniger als 1 mm auszubilden. Wo demzufolge ein relativ dünnes Gußeisen-Gußstück durch Abschrecken behandelt wird, wird das Gußstück Über seine ganze-Dickenabmessung hinweg weiß und wird in seiner Gesamtheit zu spröde.In order to achieve "satisfactory thickness and hardness of a heat-quenched layer in the prior art quenching methods, it is necessary that the casting be quenched to a thickness of more than approximately H mm and, accordingly, deterioration of the Quality to a thinner, deterrent treated area. ' In addition, there arises difficulty in forming a repellant-treated layer less than .2 mm in thickness _, and it is practically impossible to form a quench-treated layer less than 1 mm in thickness, and consequently a relatively thin cast iron casting is quenched becomes, the casting becomes white over its entire thickness dimension and becomes too brittle in its entirety.

Die Härte der nach einem Verfahren gemäß dem Stande. . der Technik ausgebildeten, durch 'Abschreckung behandelten Schicht ist auf unterhalb annähernd Nr. 55 der Rockwell C-Skala-begrenzt und dementsprechend wird es gewünscht, härtere abschreckungsbehandelte Schichten verfügbar zu haben, wo' die Teile der Schichten auf den Gußstücken hohen Gleitanforderungen oder · Beanspruchungen durch Re,ibung ausgesetzt sind. Andere Nachteile sind ein Verwischen der Grenzflächen zwischen den abschreckungsbehandelten oder gehärteten Schichten und dem Basis-Metall und eine beschränkte Anpassungsfähigkeit des Verfahrens an Gußeisen. Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile. . ■The hardness of the according to a method according to the state. . the quenched layer formed by the technology is limited to below approximately # 55 on the Rockwell C scale and accordingly it is desired to have harder quench treated To have layers available where 'the parts of the layers on the castings have high sliding requirements or Are exposed to stresses due to friction. Other drawbacks are a blurring of the interfaces between the deterrent treated or hardened layers and the base metal and a limited adaptability of the process to cast iron. The present invention aims to overcome these drawbacks. . ■

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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Ausbildung einer gehärteten Schicht auf einem Kohlenstoffenthaltendem Gußstück auf Eisen-Basis geschaffen, das die Stufen des Beschießens eines Oberflächenbereichs des Gußstückes mit Elektronen durch einen Elektronenstrahl zur Ausbildung eines lokal geschmolzenen Bereiches darauf, der in Berührung mit einem innenbefindlichen, ungeschmolzenen Bereich des Gußstückes steht, derart, daß der geschmolzene Bereich durch den ungeschmolzenen Bereich nach Beendigung des Beschießens mit Elektronen abgeschreckt wird, umfaßt.According to the present invention, there is provided a method of forming a hardened layer on a carbon-containing Iron-based casting is created which includes the steps of bombarding a surface area of the casting with electrons by an electron beam to form a locally melted area thereon which is in contact with an interior, unmelted area of the casting is such that the melted area through the unmelted Area is quenched after completion of bombardment with electrons, includes.

In den anliegenden Zeichnungen ist:In the attached drawings:

Fig. 1 ein Teilquerschnitt einer vertikalen Schnittansieht, die ein bevorzugtes Beispiel eines Apparates für die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;Fig. 1 is a partial cross-section of a vertical section, which shows a preferred example of an apparatus for practicing the method of the present invention;

Fig. 2a ist eine Mikrophotographie, die eine Mikrostruktur einer gehärteten Schicht', hergestellt nach dem Stande der Technik, zeigt;Figure 2a is a photomicrograph showing a microstructure a hardened layer 'made according to the state of technology, shows;

Fig. 2b zeigt eine ähnliche Mikrophotographie wie Fig. 2a, wobei jedoch diese MikroStruktur eine gehärtete Schicht darstellt, die nach der vorliegenden Erfindung erhalten wurde;FIG. 2b shows a microphotograph similar to FIG. 2a, but this microstructure is a hardened layer FIG. 3 obtained in accordance with the present invention;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Metallgußstückes , das mittels eines Elektronenstrahls mit Elektronen nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung beschossen wird;Fig. 3 is a perspective view of a metal casting which is made with electrons by means of an electron beam is bombarded according to the method of the present invention;

Fig. *J stellt eine Schnittansicht dar, welche das durch einen Elektronenbeschuß, wie er in Fig. 3 Gezeigt wird, mit abrFig. * J is a sectional view showing the through an electron bombardment, as shown in Fig. 3, with abr

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sehreckungsgehärteten Schichten hergestellte Metallgußstück zeigt; · .metal castings made from stretch hardened layers shows; ·.

Pig, 5a, Pig, 5b und Fig. 5c sind fragmentarische Schnittansichten von Metallgußstücken, die auf verschiedene Arten mit Elektronen eines Elektronenstrahls beschössen werden;Pig, 5a, Pig, 5b, and 5c are fragmentary Sectional views of metal castings which are bombarded in various ways with electrons of an electron beam;

Fig. 6a ist eine Mikrophotographie, welche eine Mikröstruktur einer Oberfläche eines zu hortenden Me'tallgußstücks zeigt jFigure 6a is a photomicrograph showing a microstructure a surface of a metal casting to be hoarded shows j

Fig. 6b ist eine ähnliche Mikrophotographie wie die in Fig. 6a gezeigte, tnit einer Mikrostruktur der gehärteten Schicht des Metallgußstückes, die gemäß dem Verfahren der Vorliegenden Erfindung ausgebildet wurde;Figure 6b is a photomicrograph similar to that of FIG shown in Fig. 6a, tn with a microstructure of the hardened Layer of metal casting made according to the method of the present Invention was formed;

Fig. 6c ist ebenfalls eine ähnliche Ansicht wie dieder Fig. 6a, die jedoch nun eine, an einer Grenzfläche zwischen der gehärteten Schicht und dem darunterliegenden Gußkörperabschnitt des Metallgußstückes, das nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt wurde, auftretende Mikrostruktur, zeigt; und ,Figure 6c is also a view similar to this Fig. 6a, but now one, at an interface between the hardened layer and the underlying casting portion of the metal casting obtained by the method of the present invention Invention treated, occurring microstructure shows; and ,

Fig. 7 ist ein Diagramm mit Kurven, welche die Breite der Verschleißmarken oder -streifen wiedergeben, die erzeugt werden, wenn gehärtete Schichten, ausgebildet nach Verfahren gemäß dem Stande der Technik und nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedenartigen Belastungen unterworfen werden. Fig. 7 is a graph with curves showing the width reflect the wear marks or streaks that are generated are, if hardened layers, formed according to the method according to the prior art and according to the method according to FIG present invention are subjected to various loads.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird zunächst in 309829/0787 Referring to the drawings, reference is first made to 309829/0787

Piß. 1 ein bevorzugtes Beispiel der Vorrichtung gezeigt, die für das Durchführen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung brauchbar ist. Es sollte jedoch nicht vergessen werden» daß die hier gezeigte Anordnung lediglich zur Erläuterung dient und daß dementsprechend das hier offenbarte Verfahren auch durch Anwendung von zahlreichen anderen, konstruktiv verschiedenen Anordnungen in die Praxis übertragen werden kann.Piss. 1 shows a preferred example of the device that is useful in practicing the method of the present invention. However, it should not be forgotten 'that the arrangement shown here serves only for explanation and that accordingly the method disclosed here also by Application of numerous other, structurally different arrangements can be transferred into practice.

Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, enthält der Apparat zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Arbeitskammer 10, in welcher ein Vakuum aufrecht erhalten wird, wie · dies bei einem Beschüß durch Elektronen üblich ist. In der Arbeitskammer 10 befindet sich ein, in verschiedenen Richtungen beweglicher Tisch oder Wagen 12, die durch geeignete Antriebsvorrichtungen (nicht gezeigt) gemäß einem vorherbestimmten Schema angetrieben werden. Der Tisch 12 ist so eingerichtet, daß er ein Metallgußstück 14 zur Bearbeitung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren tragen kann. Eine, einen Elektronenstrahl emittierende Säule 16 ist auf der Arbeitskammer 10 montiert, mit einer dazwischen befindlichen, ausgebildeten Apertur bzw. Schlitz. Oben auf der Säule 16 ist eine geeignete Quelle 20 für einen Elektronenstrahl angebracht, die beispielsweise ein Elektronenstrahlerzeuger sein kann, wie er dem Fachmann bekannt ist. Die Elektronenstrahlquelle 20 emittiert so einen Strahl von Elektronen, die durch eine Hochspannung (nicht gezeigt) beschleunigt werden und welche die Oberfläche des 'tetallguftstücksAs can be seen from Fig. 1, the apparatus contains To carry out the method according to the invention, a working chamber 10, in which a vacuum is maintained, such as this is common when bombarded by electrons. In the working chamber 10 is a, in different directions movable table or carriage 12 driven by suitable drive devices (not shown) according to a predetermined Scheme are driven. The table 12 is arranged to have a metal casting 14 for machining according to the invention Procedure can bear. An electron beam emitting column 16 is mounted on the working chamber 10, with a formed aperture or slot in between. On top of the column 16 is a suitable source 20 attached for an electron beam, which can be, for example, an electron gun as known to those skilled in the art is. The electron beam source 20 thus emits a beam of electrons that are accelerated by a high voltage (not shown) and which the surface of the 'tetallguftstück

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14 durch die Apertur 18 intermediär zwischen der Säule 16 und der Arbeitskammer 10 beschießen. Geeignete Elektronenlinsen-Einriehtungen, wie z.B. elektromagnetisch focussierende Spulen 26 und 26' sind um den Weg des Elektronenstrahls 22 herum angeordnet derart, daß die aus der Elektronenstrahlquelle 20 austretenden Elektronen zu-einem vorherbestimmten Focus convergiert 'herden, der im Verhältnis zu den Werkstück so angeordnet ist, wie dies näher im Detail beschrieben werden wird. Gleichzeitig mit dem Beschüß des Werkstückes lH durch Elektronen aus dem Elektronenstrahl 22 wird der Tisch 12 nach einem vorher bestimmten Schema derart bewegt, daß das Werkstück 1*? durch den Strahl 22 in einem Muster abgetastet wird, das durch ein solches Schema vorgegeben wird,.14 through the aperture 18 intermediate between the column 16 and the working chamber 10. Suitable electron lens devices, such as electromagnetic focussing coils 26 and 26 'are arranged around the path of the electron beam 22 in such a way that the electrons emerging from the electron beam source 20 converge to a predetermined focus which is so arranged in relation to the workpiece is how this will be described in more detail. Simultaneously with the bombardment of the workpiece 1H by electrons from the electron beam 22, the table 12 is moved according to a predetermined scheme in such a way that the workpiece 1 *? is scanned by beam 22 in a pattern dictated by such a scheme.

Der abgetastete Abschnitt des Werkstückes 1*J wird als Ergebnis der, durch den Beschüß der Oberfläche durch die Elektronen erzeugten Hitze dementsprechend an seiner, durch die Elektronen aus dem Elektronenstrahl 22 beschossenen Oberfläche geschmolzen, wobei der unterhalb der beschossenen Oberfläche liegende Teil des Gußkörpers ungeschmolzen bleibt. Der ge-schmolzene Oberflächenteil des Werkstückes 1H ist dementsprechend in einem direkten Kontakt üiit dem nicht geschmolzenen Teil den Gußkörpers> der sich folglich in, einer Weise verhält, die sehr stark an einen Abschreckblock erinnert, und der den darüberliegenden geschmolzenen Oberflächenteil rasch abkühlt, nachdem das Abtasten vollständig durchgeführt worden ist. Aus der vor-The scanned portion of the workpiece 1 * J is accordingly melted as a result of the heat generated by the bombardment of the surface by the electrons at its surface bombarded by the electrons from the electron beam 22, the part of the cast body lying below the bombarded surface remaining unmelted . The ge-melted surface part of the workpiece 1H is accordingly in direct contact üiit the non-melted portion of the cast body> of behaves consequently in, a way that is very reminiscent of a chill, and the overlying molten surface portion is cooled quickly after the Scanning has been completed. From the previous

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stehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß die Verwendung eines Elektronenstrahls als Heizquelle optimal zur augenblicklichen Ausbildung dei geschmolzenen Schicht, die einen Kontakt mit der ungeschmolzenen Schicht in dem Werkstück aufrecht erhält, ist.The description below shows that the use an electron beam as a heat source is optimal for the instantaneous formation of the molten layer that makes contact with the unmelted layer in the workpiece is maintained.

Die Mikrostrukturen der gehärteten Schichten, die nach dem Verfahren gemäß dem Stande der Technik und nach dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, werden zum Vergleich in Fig. 2a und Fig. 2b erläutert. Wie aus der Mikrophotographie von Fig. 2a zu ersehen ist, hat die aus dem Verfahren gemäß dem Stande der Technik herrührende gehärtete Schicht eine MikroStruktur mit einem grobgesprenkelten Aussehen, mit einer Härte, die nach der Rockwell C-Skala auf annähernd 55 beschränkt ist. Im Gegensatz hierzu ergibt die gehärtete Schicht, Vielehe unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet wurde, eine Härte, die oberhalb von 60 auf der Rockwell C~Skala liegt und sie liefert.eine verbesserte Mikrostruktur, in welcher eine erhöhte Kornverfeinerung erzielt wurde, wie eindeutig aus der Mikrophotographie von Fig. 2a festgestellt werden kann.The microstructures of the hardened layers which were produced according to the method according to the prior art and according to the above-described method according to the invention are illustrated in FIGS. 2a and 2b for comparison. As can be seen from the photomicrograph of Figure 2a, the hardened layer resulting from the prior art process has a microstructure with a coarse speckled appearance, with a hardness limited to approximately 55 on the Rockwell C scale. In contrast, the hardened layer formed using the method of the invention results in a hardness above 60 on the Rockwell C scale and provides an improved microstructure in which increased grain refinement has been achieved, as clearly shown in FIG can be seen in the photomicrograph of Figure 2a.

Während das Werkstück bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unter Beschüß ist, kann der Tisch, welcher das Werkstück trägt, in vorher bestimmten Richtungen derart bewegt werden, daß die Oberfläche des Werkstückes in. einem MusterWhile the workpiece in the method according to the present Invention is under attack, the table that carries the workpiece can be moved in predetermined directions that the surface of the workpiece in. a pattern

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abgetastet wird, das durch derartige Schemata vorgegeben ist. Das Muster.kann gitterförmig, streifenförmig, radialstrahlenförmig, oder irgendeine Kombination daraus, sein. Wenn der Tisch hin und her bewegt wird, nämlich relativ zu dem Elektronenstrahl, hin und her gehend, dann werden gehärtete Schichten 28 mit einem Streifenmuster auf dem Werkstück l*f entstehen, wie aus Fig. 3 und Pig. H entnommen werden kann.is scanned, which is given by such schemes. The pattern can be lattice-shaped, stripe-shaped, radial-ray shaped, or any combination thereof. If the table is reciprocated, namely reciprocating relative to the electron beam, then hardened layers 28 with a striped pattern will arise on the workpiece 1 * f, as shown in FIG. 3 and Pig. H can be taken.

Die Breite, Dicke und Härte der gehärteten Schicht kann durch Auswahl des Ortes des Focus ausgewählt werden, zu welchem der Elektronenstrahl durch die Elektronenlinsen convergiert wird. Wenn in diesem Falle der Focus des Elektronenstrahls 22 unmittelbar an der Oberfläche des Werkstückes l4 angeordnet ist, -wie. dies in Fig. 5a gezeigt wird, dann fallen die Elektronen des Elektronenstrahls 22 auf die Oberfläche an dem Punkt ein, wo sie die höchste Energiedichte besitzen, so daß eine relativ enge und tiefe, geschmolzene und abgeschreckte gehärtete Schicht auf dem Werkstück entstehen wird. Wenn andererseits der Elektronenstrahl 22 zu einem Focus convergiert wird, der räumlich in einem Abstand von der Oberfläche des Werkstückes liegt, nämlich oberhalb oder unterhalb der Oberfläche, wie dies aus Fig. 5b oder Fig. 5c zu ersehen ist; dann wird die Energie-' dichte des Elektronenstrahls 22 auf ein gewisses Ausmaß herabgesetzt sein, so daß eine dünnere, jedoch breitere gehärtete Schicht auf dem Werkstück erhalten werden wird. : ' ,The width, thickness and hardness of the hardened layer can be selected by selecting the location of the focus to which the electron beam is converged by the electron lenses. If in this case the focus of the electron beam 22 is arranged directly on the surface of the workpiece 14, -like. As shown in Fig. 5a, the electrons of electron beam 22 are incident on the surface at the point where they have the highest energy density, so that a relatively tight and deep, molten and quenched hardened layer will be formed on the workpiece. If, on the other hand, the electron beam 22 is converged to a focus which is spatially at a distance from the surface of the workpiece, namely above or below the surface, as can be seen from FIG. 5b or FIG. 5c; then the energy density of the electron beam 22 will be reduced to some extent so that a thinner but wider hardened layer will be obtained on the workpiece. : ' ,

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Für eine Bearbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignete Werkstücke können nicht nur Gußeisen-Gußkörper, sondern auch verschiedenartige andere Kohlenstoff-enthaltende Metallgußkörper sein, wie z.B. kugelförmige Gußeisen-Gußstücke, Gußstücke aus niedrig-legiertem und hoch-legiertem Stahl, Gußstücke aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und schmiedbare Eisen-Gußstücke.Workpieces suitable for machining according to the present invention can include not only cast iron castings but also various other carbon-containing metal castings such as spherical cast iron castings, castings made of low-alloy and high-alloy steel, castings Made of high carbon steel and malleable iron castings.

Es wird nun zum besseren Verständnis der hervorragenden Merkmale der vorliegenden Erfindung ein Beispiel für das vorstehend beschriebene Verfahren gegeben.It will now be used to better understand the excellent Features of the present invention exemplify the above given procedure.

example

Es wurde zunächst in üblicher Weise ein M jtim dicker Grauguß-Gußkörper hergestellt, der an seiner Oberfläche eine Mikrostruktur aufwies, wie sie in Fig. 6a erläutert ist. Wie aus Fig. 6a zu entnehmen ist, hatte der Grauguß-Eisengußkörper Mikrobestandteile in Form von flockenförmigein ßraphit und Perlit. Daa Versuchs stück wurd.e dann in der in Fig. 1 gezeig-It was initially in a conventional manner M jtim thick gray cast iron casting prepared having a microstructure on its surface, as is illustrated in Fig. 6a. As can be seen from Fig. 6a, the gray cast iron cast body had micro-components in the form of flaky graphite and pearlite. The test piece was then shown in the

* ■* ■

ten Vorrichtung so bearbeitet, daß gehärtete Schichtein in einem streifenförmigen Muster gebildet wurden, die jeweils 6 mm voneinander entfernt waren und von denen jederStreifen 2 mm breit und 1 mm dick war, wie dies in Fig. ¹I angezeigt iat. Das Ver-th device so processed that cured Schichtein were formed in a striped pattern, each 6 mm apart and were each strip 2 mm wide and had mm thick 1, as iat shown in Fig. ¹ I. The Ver-

■ ■ ' ■ . . „/■ ■ '■. . "/

suchsstück wurde mit Elektronen in Form eines Elektronenstrahls unter den folgenden Bedingungen bestrahlt:Search item was made with electrons in the form of an electron beam irradiated under the following conditions:

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Beschleunigungsspannung: 150 Kilovolt-Strahlstrom: 2 Milli-Ampere Strahlgeschwindigkeit: ' 150 mm/Min. Focusabstand des Strahls: 320 mm unterhalb derAccelerating voltage: 150 kilovolt beam current: 2 milli-ampere jet speed: '150 mm / min. Focus distance of the beam: 320 mm below the

StrahlquelleBeam source

Das Aussehen der MikroStruktur auf der gehärteten, in dieser Weise hergestellten Schicht wird in Fig. 6b gezeigt, wobei zu ersehen ist, daß die abgeschreckte Schicht Mikrobestandteile in Form von Ledeburit aufweist. Fig. 6c zeigt das Aussehen einer MikroStruktur an der Grenzfläche zwischen der abgeschreckten Schicht und dem darunter liegenden ungeschmolzenen Teil des Körpers des bearbeiteten Versuchsstücks, wobei zu ersehen ist, daß keine Risse aufgetreten sind und keine Veränderung in der MikroStruktur des ungeschmolzenen Teils als Ergebnis der Ausbildung der gehärteten Schicht angeregt wurde. Daher bleiben' die anfänglich festgestellten mechanischen Eigenschaften des Versuchsstückes in dem nicht geschmolzenen Gußkörperteil erhalten, so daß das Endprodukt, das aus einem so aufgebauten Gußkörper besteht, eine zufriedenstellende Zähigkeit und Standfestigkeit besitzen wird.The appearance of the microstructure on the hardened, in layer produced in this way is shown in Fig. 6b, it can be seen that the quenched layer has micro-constituents in the form of ledeburite. Fig. 6c shows this Appearance of a microstructure at the interface between the quenched layer and the unmelted layer below Part of the body of the test piece being machined, showing that no cracks have appeared and none Change in the microstructure of the unmelted part as a result of the formation of the hardened layer was induced. Therefore, the initially established mechanical properties of the test piece remain in the unmelted casting part obtained so that the final product consisting of a thus constructed cast body has a satisfactory toughness and will have stability.

Fig. 7 erläutert durch die Kurve a die Verschleißbewertung der nach dem Verfahren gemäß dem Stande der Technik erhaltenen gehärteten Schicht, und in der Kurve b die Verschleißbewertung einer, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen, gehärteten Schicht. Ein Vergleich zwischen diesen KurvenFIG. 7 uses curve a to explain the wear evaluation of the method according to the prior art obtained hardened layer, and in curve b the wear evaluation of a, obtained by the method according to the invention, hardened layer. A comparison between these curves

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a und b zeigt offensichtlich die Tatsache, daß man eine beträchtlich gesteigerte Verschleißfestigkeit durch die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete, gehärtete Schicht erreichen kann. Außer einer derartigen gesteigerten Verschleißfestigkeit weist die gehärtete Schicht, die man nach dem hier beschriebenen Verfahren erhält, extrem gereinigte Mikrobestandteile auf, die eine erhöhte Härte der Oberfläche des Gußkörpers sicherstellen, sowie eine herabgesetzte Dicke, die zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Produktes als Ganzem beitragen wird, und irgendein gewünschtes Muster, das in einer einfachen Verfahrensstufe ausgebildet werden kann. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird sich daher als extrem brauchbar für die Herstellung von solchen Teilen und Gliedern von verschiedenen Maschinen, Einrichtungen und Fahrzeugen als brauchbar erweisen, die gleitenden oder reibenden Bewegungen unter erschwerten Bedingungen ausgesetzt sind.a and b obviously shows the fact that you can get a considerable increased wear resistance due to the hardened layer formed in accordance with the present invention can reach. In addition to such increased wear resistance, the hardened layer that can be detected The process described here contains extremely purified micro-components, which increase the hardness of the surface of the cast body ensure, as well as a reduced thickness, to improve the mechanical properties of the obtained Product as a whole, and any desired pattern formed in a simple process step can be. The method according to the present invention will therefore prove extremely useful for manufacture of such parts and members of various machines, devices and vehicles which prove to be useful are exposed to sliding or rubbing movements under difficult conditions.

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Claims

P a t e η t a η s ρ r Ü, c h. e

1. Method of forming a hardened layer a carbon-containing iron-based casting, characterized in that it includes the steps of bombarding a Surface part of the cast body with electrons from an electron beam to form a locally melted part on it, which is in contact with an inside, unmelted Part of the cast body stands in such a way that the molten part passes through the unmelted part after completion bombardment with electrons is quenched.

2. The method according to claim 1, characterized in that it includes the step of focusing the electron beam relative to the surface of the casting:. .

3. The method according to any one of the previous claims., Characterized characterized in that the electron beam is focused in a point on the surface of the casting.

4. The method according to claim 2, characterized in that the electron beam at a point above and in a substantial Focused distance from the surface of the casting will"

5. The method according to claim 2, characterized in that

3 0 9 8 2 9/0787 ^ü 3 0 9 8 2 9/0787 ^above

the electron beam at a point below the surface
the casting is focused,

6. The method according to claim 1, characterized in that it includes the step of scanning the surface of the casting with the electron beam.

7. The method according to claim 6, characterized in that the casting is moved relative to the electron beam to
to have its surface scanned by the electron beam,

3. The method according to claim 1, characterized in that the casting made of gray cast iron, spherical cast iron, high-alloy steel, low-alloy steel, steel with a high carbon content and / or malleable iron.

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