DE2415788C3 - Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metallwerkstücken durch teilweises Eintauchen in ein Bad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine bei bestimmten Behandlungen von Metallwerkstücken durch teilweises Eintauchen in Bäder, insbesondere beim Härten von Kreissägensegmenten aus Schnellstahl in Salzbadofen verwendbare Vorrichtung.

Bei bestimmten Wärmebehandlungen von metallischen Werkstücken kann es erforderlich sein, in einigen Zonen oder Bereichen des behandelten Werkstücks eine maximale Härte und in anderen Zonen oder Bereichen die geringstmögliche Härte zu erzielen. So ist es z. B. beim Härten von Kreissägensegmenten in Salzbadeöfen nötig, einen höchsten Härtewert an der Seite der Sägezähne zu erzeugen, wodurch eine lange Betriebsdauer dieser Verzahnung gesichert wird, während in Verbindung damit eine möglichst geringe Härte auf der Höhe der Löcher der Befestigungsniete erreicht werden soll, um jede Sprödigkeit in dieser letzteren Zone zu vermeiden.

Man muß daher ein solches Segment in das Salzbad bis zu einer bestimmten Tiefe eintauchen, so daß die Verzahnung untergetaucht ist und die gewünschte Härtungswirkung erfährt, während der obere bzw. entgegengesetzte Teil des Segments, der die Befestigungsnietlöcher umfaßt, außerhalb des Salzbades verbleibt.

Die üblicherweise hierzu verwendete Vorrichtung weist für die zu behandelnden Werkstücke Aufhängeelemente auf, die z. B. aus einer horizontalen Schiene oder Stange bestehen, deren Höhe mittels verstellbarer Unterlagen oder Keile so reguliert wird, daß das teilweise Eintauchen des zu behandelnden Werkstücks in etwa befriedigend erreicht werden kann

Praktisch ergeben sich bei der üblichen Vorrichtung jedoch noch mehrere Unzulänglichkeiten:

a) Die durch das Absaugen von Rauch aus dem Salzbadeofen erzeugte Luftzirkulation bewirkt eine erhebliche Abkühlung der Oberfläche des Salzbades. Dies führt dazu, daß die obere Schicht des Salzbades einer Dicke von 50 bis 60 mm kalter als die Masse des Bades ist und einen ziemlich ausgeprägten Temperaturgradienten aufweist. Erst unterhalb dieser oberflächlichen Schicht ist das Salzbad ho

mogen und weist die angestrebte Härtetemperatur

auf;

b) die Regulierung der Oler.leistung ermöglicht es zwar, die Temperatur der Masse des Salzbades in einem gewünschten Bereich, d. h. in einem für die Wärmebehandlung tolerierten Tempcraturintervall zu halten. Jedoch sind innerhalb dieses Intervalls die Temperaturänderungen trotzdem noch ausreichend, um auf Grund der Dichteabweichungen des Salzbades Niveauunterschiede zu ergeben, die über der üblichen Toleranz von ±1,5 mm liegen, die an sich für das Niveau des Salzbades und für die theoretische Härtelinie festgesetzt ist;

c) jeder Durchgang eines Werkstückes oder einer Charge von mehreren Werkstücken durch den Ofen reißt etw&> Salzbad mit, wodurch sich eine laufende Senkung des Niveaus des Salzbades von einem Werkstück zum anderen ergibt;

d) die Regulierung der Unterlagen als Funktion der Höhe des Salzbades und der zu erreichenden Eintauchtiefe wird der Schätzung der Bedienungsperson überlassen, die manchmal geringe Fehler bei dieser Regulierung macht. Sie verwendet im übrigen Unterlagen bestimmter Dicken, die jedem bestimmten Typ von zu behandelnden Werkstücken zugeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung so abzuändern, daß sich damit die Eintauchtiefe des oder der bei jedem Vorgang zu behandelnden Werkstücke konstanthalten läßt und die vorstehend erläuterten Nachteile ausgeschaltet werden.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metallwerkstücken durch teilweises Eintauchen in ein Bad bis zu einer bestimmten Tiefe, gekennzeichnet durch eine in den oberen Teil des Bades bis in eine vorbes:immte Tiefe eintauchbare, mit einer Aufhängevorrichtung für die zu behandelnden Werkstücke versehene Eintauchglocke.

Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist die Aufhängevorrichtung für die zu behandelnden Werkstücke derart regulierbar, daß die gewünschte Härtelinie mit der auf Grund des Druckunterschieds zwischen dem Inneren der Eintauchglocke und dem Inneren der das Bad enthaltenden Wanne erhaltenen Eintauchlinie übereinstimmt.

Bei einer besonderen Anwendungsart der Erfindung dient die Vorrichtung zum Härten von Metallwerkstükken, insbesondere Kreissägensegmenten in einem Salzbad, wobei die dichte Eintauchglocke in das Salzbad bis zu einer Tiefe von mindestens 60 mm eintaucht. Dies bewirkt, daß der zu behandelnde Teil des Werkstückes in den Teil des Bades eintaucht, der sich auf gleichmäßiger Temperatur befindet.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels im Vergleich mit einer ebenfalls dargestellten bekannten Vorrichtung näher erläutert; darin zeigt

F i g. I einen Vertikalschnitt einer bekannten Vorrichtung zum Härten von Kreissägensegmenten durch teilweises Eintauchen in ein Salzbad und

F i g. 2 einen Vertikalschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Härten von Kreissägensegmenten durch teilweises Eintauchen in ein Salzbad.

Gemäß F i g. 1 enthält bei der bekannten Vorrichtung die Wanne I das Salzbad 2, dessen im Durchschnitt maximal 1250"C betragende Temperatur nur im Teil 2' gleichmäßig, jedoch im aus der obersten Schicht

bestehenden Teil 2" einer Dicke von 50 bis 60 mm ab der Oberfläche 3 des Bades und bis zum Niveau 3' nicht gleichmäßig ist.

Eine Stange oder eine Schiene 4 stellt die Halterung der zu behandelnden Segmente 7 dar. Die Höhe dieser horizontalen Stange 4 wird durch regulierbare Unterlagen, z. B. 5 reguliert, die zwischen dem Flanschrand 6 der Wanne 1 und der Stange 4 angeordnet werden.

Das zu behandelnde Werkstück 7, das im Beispiel ein Kreissäges^gment ist, wird an der Stange 4 durch in F i g. 1 nicht dargestellte Mittel derart aufgehängt, daß es teilweise bis zu dem gewünschten Niveau eintaucht, damit die Verzahnung 8 im Bad untergetaucht ist, während die Löcher 9 für die Befestigngsniete noch außerhalb des Bades bleiben, um keine Härtung zu erfahren. Es ergibt sich daraus:

a) daß die Verzahnung 8 nur in den Teil 2" des Bades eintaucht, wo die Temperatur nicht gleichmäßig ist.

b) daß die Niveauänderungen der Oberfläche 3 des Bades die Eintauchünien der Werkstücke schwanken lassen, da diese fest bleiben,

c) daß die Regulierung der Höhenlage des Werkstückes durch die Unterlagen 5 unter der Stange 4 wenig genau ist und daß sie nicht den Änderungen des Badniveaus 3 folgt,

d) das sich das zu behandelnde Werkstück und die Oberfläche des Bades in der vom Absaugen des Rauchs beeinflußten Zone befinden.

In der die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise veranschaulichenden F i g. 2 enthält die gleiche Wanne 1 wie in F i g. 1 das gleiche Salzbad 2 auf der Maximaltemperatur von 1250⁰C, das ebenfalls die Zone 2' mit gleichmäßiger Temperatur und die Zone 2" mit ungleichmäßiger Temperatur zwischen der Badoberfläche 3 und einer Niveautiefe 3' etwa 50 oder 60 mm unterhalb der Oberfläche 3 umfaßt.

Man erkennt weiter eine erfindungsgemäß vorgesehene dichte Glocke 10 voll Luft, die auf eine Temperatur zwischen 550 und 650'C vorerhitzt wird. Sie weist eine horizontale Stange 11 zum Aufhängen des zu härtenden Werkstückes 12 mittels in F i g. 2 nicht dargestellter Elemente auf. Die Glocke 10 wird auf das Bad gelegt und dringt in dieses mindestens 60 mm, d. h. bis zu einer größeren Tiefe als dem Niveau 3' ein. In dieser Weise befindet sich die Verzahnung 13 des zu härtenden Werkstückes 12 in den Teil 2' des Salzbades eingetaucht, der auf gleichmäßiger Temperatur ist und die ίο zum Härten angestrebte Temperatur aufweist. Im Gegensalz dazu bleiben die Löcher 14 für die Befestigungsniete oberhalb der Eintauchlinie 15.

Wenn das Niveau der Oberfläche 3 des Bades z. B. infolge eines tieferen Eintauchens der Glocke 10 in das Bad 2 oder aus anderen Gründen etwas fluktuiert, wird dadurch die Eintauchlinie 15 praktisch nicht beeinflußt und bleibt stets auf der Höhe der vorbestimmten Härtelinie.

Wie man vorstehender Erläuterung entnehmen kann, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere wesentliche Vorteile auf:

a) Genauigkeit der Eintauchtiefe des zu behandlenden Segments, was für Änderungen des oberen Niveaus 3 des Salzbades auch auftreten,
b) Eintauchen in eine Zone des Bades mit gleichmäßiger Temperatur,

c) Oberfläche des Bades im Inneren der Glocke ^cgen Luftströmungen und Rauchabsaugevoi gauge, die eine Kühlwirkung haben, geschützt,
d) gute Verläßlichkeit des Systems,

e) Verringerung des Anteils an Ausschußstücken nach dem Härten.

Es sei jedoch erwähnt, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Salzbad eine etwas größere Oberfläche als bei den bekannten Vorrichtungen aufweist und daß man folglich eine etwas größere installierte Leistung für die gleiche Härtetemperatur vorsehen muß. Jedoch ist dieser Unterschied verhältnismäßig gering.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metallwerkstücken durch teilweises Eintauchen in ein Bad bis zu einer bestimmten Tiefe, gekennzeichnet du ich eine in den oberen Teil des Bades (2) bis in eine vorbestimmte Tiefe (15) eintauchbare, mit einer Aufhängevorrichtung (11) für die zu behandelnden Werkstücke (12) versehene Eintauchglocke (10).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Härten von Kreissägensegmenten in einem Salzbad, gekennzeichnet durch eine Eintauchtiefe der Eintauchglokke (10) in das Salzbad (2) von mindestens 60 mm.

3. Vorrichtung nach Ajispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängevorrichtung (11) für die zu behandelnden Werkstücke (12) derart regulierbar ist, daß die gewünschte Härtelinie mit eier auf Grund des Druckunterschieds zwischen dem Inneren der Eintauchglocke (10) und dem Inneren der das Bad (2) enthaltenden Wanne (1) erhaltenen Eintauchlinie (15) übereinstimmt.