DE2425316A1

DE2425316A1 - Verfahren zur herstellung von hohlen ringfoermigen werkstuecken

Info

Publication number: DE2425316A1
Application number: DE19742425316
Authority: DE
Inventors: Jarolim Bahna; Frantisek Habrovec; Milan Kubinek; Stanislav Kyselica; Jiri Skarek; Karel Sommer; Jiri Zdrazil
Original assignee: ZKL Z NA VALIVA LOZISKA A TRAK
Current assignee: ZKL Z NA VALIVA LOZISKA A TRAK
Priority date: 1973-12-04
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1975-06-05
Also published as: AT332195B; DD114014A1; CS220401B1; SE7406212L; FR2252902A1; US3927450A; FR2252902B1; ATA376374A; GB1478997A; JPS5086470A

Description

. \De. £t bee Hand

PATENTANWALT ο / O Γ Ο 1

22· Mai 1974

Anw.-Akt·: 75.718

PATENTANHELOUNG

IMBK

Angelder» ZKL Zfcvody im valiva lezisk« α traktory, nvrodni pednik, Brne

Titelt Verfahren zur Herstellung ven hohlen ringförmigen Werkstücken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ven hehlen ringförmigen Werkstücken, welche entweder «vs standerdweBiee· Milzlagerstahl herkömmlicher Zusansetzung, oder aus eine« cheMisch-wtfraebehandlungsbaren Stahl bzw· auch aus sonstigen Stählen, hergestellt sind· Das Verfahren kann sowohl durch Warn-, als auch durch Kaltuaforaung durchgeführt werden und eignet sich insbesondere für die Herstellung von Mllzlagerringen·

FUr die Herstellung von Wblzlagerringen wird im allgemeinen herkömmlicher Vftlzlagerstahl »it 1 % C und 1 - 1,5 % €r verwendet. Die eigentliche Herstellung der Ringe erfolgt durch Drehen aus Stangen- oder aus RohrMaterial bzw. aus Stabaaterial und Schmieden in Rohlinge bzw· durch Auswalzen von vorgeschmiedeten Ringen« Vom Standpunkt der Bearbeitbarkeit sowie vop Standpunkt des erforderlichen AusgangsgefUges vor dem Hürteprezefi ist eine WtSrme-

509823/0219

behandlung der Ringrohlinge durch SphäroidisierungsweichglUhen nVtif. Nach der Austenitisierung auf «in« geeignete Temperatur folgt bei spanend zu bearbeitenden Ringen deren Hirten und Anlasten. Das Drehen kann z. T. durch Kaltautwalzen der Rohlinge ersetzt werden.

Nach dar jüngsten, Fertigungttechnolofie werden als Ausgangswerkstaff durch Schleuderguß gefertigte Rohre verwendet, die zunächst durch Abstechen in einzelne Ringe getrennt wnd sodann durch Auswalzen bzw. Schmieden imgefarwt werden. Oar Vorteil dieses Herstellverfahrens - zu* Unterschied von den bisherigen - besteht darin, daß hierbei etliche Metallurgische Fertigungsstufen entfallen; ein Nachteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß dieses Überwiegend nur für Ringe größerer Durchmesser angewandt werden kann·

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Herstellwarfahren van hehlen ring ftf raiaan Werkstücken von durch Schleuderguß gefertigten Hehlblecken bei Verwendung entweder eines herkömmlichen Milzlagerstahlt, oder aus eine« cheaisch-wtiraebehendlungsbaren Stahl, z.B. aus Einsatzstahl bzw. aus anderen Stählen, zu vervollkommnen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die ia Schleudergußverfahren hergestellten Hohlblöcke oder einzelne Ringe bzw. sonstige rotationssymmetrische Werkstücke ait profilierter Oberfläche, mit Hilfe eines Auswalz-, Schmiede- bzw. Stauchaechanisaus uageforat werden, die dann weiter fermgewalzt, geschmiedet bzw. gestaucht, sodann spanend bearbeitet und wäraebehandelt werden, um eine optimale Härte zu erzielen; nach dea Anlassen werden diese durch Schleifen, Superfinish·«, Luppen und Glätten bzw. durch Kombination dieser Endbearbeituitasverfahren fertiggestellt. Die durch Walzen hergestellten Rohre werden ia spanenden bzw· spanlosen Verfahren in

509823/0219

Ringe fUr die Weiterverarbeitung zu Fertigerzeugnissen zertrennt·

In den Löchern von Hohlblöcken, einzelnen Ringen sowie in sonstigen rotationssymmetrischen Werkstücken mit profilierter Oberfläche bzw. in den Löchern abgetrennter Ringe wird vor dem Walz-, Schmiiede- bzw. Stauchvorgang die durch Schlacke verunreinigte Materialschicht entfernt. Die durch Walzen gefertigten Rohre werden zu Rohlingen für die Herstellung von zwei bzw. mehreren Erzeugnissen getrennt. Die Trennung des Rohres erfolgt entweder spanlos in einer Trennvorrichtung, oder im spanabhebenden Verfahren unter gleichzeitige* Entfernen der durch Schlacke verunreinigten Schicht· Die Werkstücke aus Cr-Stahl bzw. aus anderem Stahl werden einem Sphäroidisierungsglühen unterzogen, sodann spanend bearbeitet, worauf sie zum Zwecke der Härtung auf Austenitisierungstemperatur erwärmt werden. Werkstücke aus chemisch-wärmebehandlungsbarem Stahl werden vorerst spanend bearbeitet, sodann wird die Oberfläche chemisch wärmebehandelt, worauf ein einmaliges bzw· zweimaliges Härten und Anlassen folgt. Die Ringe werden mit einer Endbearbeitungszugabe profilgewalzt, worauf sie zum Härten auf Austenitisierungstemperatur erwärmt werden. Werkstücke aus einem für chemische Wärmebehandlung geeigneten Stahl, werden durch Profilauswalzen umgeformt, und zwar mit Zugaben für die Endbearbeitung. Die Werkstl'ckrohlinge werden zunächst auf eine mit der Härtetemperatur Ubereinstimmdene Temperatur erwärmt, danach wird deren Auswalzen bzw. Ausschmieden beendet und unmittelbar darauf gehärtet und angelassen. Die Werkstücke werden zunächst ins Austenitgebiet erwärmt, dann auf eine Temperatur abgekühlt, welche ungefähr der längsten Inkubationszeit des Zerfalls des unterkühlten Austenits entspricht, worauf das Profilauswalzen, Walzen, Rundschmieden bzw. Stauchen und unmittelbar darauffolgendes Härten vorgenommen wird· Die Rohlinge werden durch Auswalzen bzw· durch Schmieden umgeformt, und zwar bis zu einer Temperatur, welche der Härtetemperatur entspricht, unmittelbar darauf werden sie gehärtet, sodann im gehärteten Zustand spanend

509 8 2 3/0219

bearbeitet und angelassen, Werkstückrohlinge, deren Höhe größer ist als die Wanddicke des fertigen Schmiedestückes, werden zuerst auf den erforderlichen Querschnitt gesenkgeschmiedet, worauf sie während eines Arbeitshube des Prevsestössels um 90° zwischen de» Untergesenk und den Presstempel aufgekrumpelt und im unteren Totpunkt des Stösselhubs kalibriert werden· Ringförmige Rohlinge, deren Höhe größer ist als die Wanddicke des Schmiedestuckes werden zuerst auf einen Querschnitt gesenkgeschmiedet, welcher dem Kreisring der Lager-Außenringe und z. T. dem Kreisring der Lager-Innenringe entspricht, worauf die so erhaltenen gemeinsamen Preßlinge auseinandergeschnitten werden, der Kreisring fUr Außenringe wird um 90°. aufgekrumpelt, wogegen der Kreisring fUr Innenringe um 90° aufgekrempelt wird, nachdem die Breite auf den erforderlichen Querschnitt gesenkgeschmiedet worden ist· Die Schmiedestucke der Ringe werden zwischen Walzen profilgewalzt, deren Funktionsflächen analog mit der Form der fertigen Ringe gestaltet sind. Eine weitere Möglichkeit besteht im Stauchen der RingschmiedestUcke in Formgesenken, deren Funktionsflächen analog der Form der fertigen Ringe gestaltet sind. Das Profil auf der Außenfläche der Ringe wird zwischen Profilierwalzen und Dorn geformt, wobei die Breite sowie das Loch fertiger Ringe mit den Ausgangsrohlingen der Ringe Übereinstimmen.

Die hier aufgezeigten Herstellverfahren, welche das Prinzip der Erfindung darstellen, ermöglichen eine hohe Qualität, insbesondere bei Wälzlagern, zu erreichen. 0er sich aus der Nutzung der Erfindung ergebende Haupteffekt besteht darin, daß bei der Anwendung insbesondere eines Stahls, wie er im C.S.S.R.-Patent 147 484 bei der Formgebung eine wärmemechanische Behandlung (Ausforming) erreicht wird, und zwar mit einer Materialzugabe direkt fUr die Schleifbearbeitung. Die beschriebenen Verfahren ermöglichen einen hohen Reinheitsgrad des verarbeiteten Werkstoffs sowie eine hohe

509823/0219

technologische Fertigungseffektivität zu erreichen· Das Verfahren, bei den ringförmige Rohlinge um 90° aufgekrämpelt werden, ist besonders für die Herstellung von Wälzlager-Außen- und Innenringen geeignet.

Einige Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigts

Fig. 1 Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Wälzlager-Außenringes,

Fig. 2 Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Lager-Innenringes und

Fig. 3 Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Ringwerkstücke« mit Rillen am äußeren Umfang.

Bei der Herstellung des Außenringes wird von dem im Schleudergußverfahren hergestellten Hohlblock, dessen Zentralschicht 2 durch Schlacke verunreinigt ist, diese Schicht 2 zuerst entfernt, dann wird aus diesem Gußblock das Rohr 3 ausgewalzt, von welchem einzelne Ringe 4 abgeschert werden. Nach Erwärmung auf die für den verwendeten Stahl geeignete Austenitisierungstemperatur und nach dem Abkühlen auf die Temperatur der maximalen Inkubationszeit des Zerfalls des unterkühlten Austenits wird dieser Ring 4 zwischen der Auswalzscheibe 5 und dem Auswalzdorn 6 ausgewalzt; das WaIzstUck 7 wird unmittelbar darauf gehärtet und angelassen, und der so erhaltene Rohling 8 des Lager-Außenringes w£rd durch Schleifen, Superfinishen bzw. durch Läppen fertigbearbeitet·

Auf ähnliche Art wird auch bei der Herstellung eines Lager-Innenringes vorgegangen, bei welchem von dem im Schleudergußverfehren

50 9 823/0219

hergestellten Hohlblock 1, dessen Zentralschicht 2 durch Schlacke verunreinigt ist, das Rohr 13 ausgewalzt wird, von welchen gleichzeitig in einer Drehoperätion diese Schlackenschicht 2 mit de« Dreheeissel 14 entfernt wird, und Mittels AbstechdrehMeissel 16 einzelne Ringe 15 abgetrennt werden· Die Ringe 15 werden dam im Kaltwalzverfahren zwischen der Auswalzscheibe 17 und de« Auswalzdorn 18 ausgewalzt, die entstandenen WälzstUcke werden gehärtet, angelassen und die erhaltenen Rohlinge 20 des Lager-Innenringes werden fertigbearbeitet·

Bei der Herstellung von Werkstücken Mit Außenrillen an Umfang wird von deM im Schleudergußverfahren hergestellten Hohlblock 21 aus chemisch-wärmebehandlwngsbarem Stahl, Mit Rillen 22 auf der Außenfläche und Mit der durch Schlacke verunreinigten Schicht 23, diese Schicht 23 im Loch gleichzeitig Mit de« DrehMeissel 24 entfernt, und Mit deM AbstechdrehMeissel 25 werden einzelne Ringe 26 abgestochen, welche dann zwischen Formgesenken 27, 28 gestaucht werden. Der erhaltene Rohling 29 des Werkstückes Mit deM Innengrat 30 wird dann spanend bearbeitet und nach chemischer Wärmebehandlung und Härtung in den vorgeschriebenen Abmessungen fertigbearbeitet·

509823/0219

Claims

PATENTANSPRÜCHE :

ί 1. Verfahren zur Herstellung von hohlen ringförmigen Werkstücken, —insbesondere von Lägerringen, durch Umformen von in Schleudergußverfahren gefertigten Hohlblocken aus Cr-Stahl oder aus einem chemisch-wärmebehandlungsbaren Stahl bzw. aus sonstigen Stählen, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schleudergußverfahren hergestellten Hohlblöcke oder einzelne Ringe bzw. sonstige rotationssymmetrische Werkstück· mit profilierter Oberfläche, mit Hilfe eines Auswalz-, Schmiedebzw. Stauchmechanismus umgeformt werden, worauf die so erhaltenen Rohre bzw· Ringe in Teile zertrennt werden, welche weiter formgewalzt bzw. gestaucht, sodann spanend bearbeitet und wärmebehandelt werden, um eine optimale Härte zu erzielen; nach dem Anlassen werden diese durch Schleifen, Superfinisher, Läppen und Glätten bzw. durch Kombination dieser Endbearbeitungsverfahren fertiggestellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Walzen hergestellten Rohre im spanenden bzw. spanlosen Verfahren in Ringe fUr die Weiterverarbeitung zu Fertigerzeugnissen zertrennt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn et, daß in den Löchern von Hohlblöcken, einzelnen Ringen sowie in sonstigen rotationssymmetrischen Werkstücken mit profilierter Oberfläche bzw. in den Löchern abgetrennter Ringe, vor dem Walzen, Schmiede- bzw. Stauchvorgang, die durch Schlacke verunreinigte Materialschicht entfernt wird·

50982 3/0219
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Walzen erhaltenen Rohre zu Rohlingen für die Herstellung von zwei bzw· Mehreren Erzeugnissen zertrennt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zertrennen des Rohres entweder spanlos in einer Trennvorrichtung, oder im spanabhebenden Verfahren unter gleichzeitigen Entfernen der durch Schlacke verunreinigten Schicht erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke aus Cr-Stahl bzw. aus Stahl gemäß dem C.S.S.R.-Patent 147 484, de« Sphäroidisierungsglühen unterzogen werden, dann spanend bearbeitet, wonach sie zwecks Härten auf Austenitisierungstemperatur erwärmt werden.
7· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke aus chemisch-wärmebchandlungsbarem Stahl zuerst spanend bearbeitet werden, worauf die Oberfläche chemisch wärmebehandelt wird und anschließend ein einmaliges bzw. zweimaliges Härten und Anlassen folgt.
8. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe mit Endbearbeitungszugabe profilgewalzt werden, worauf sie zum Härten auf Austenitisierungstemperatur erwärmt werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke aus einem für eine chemische Wärmebehandlung geeigneten Stahl durch Profilauswalzen umgeformt werden, und zwar mit Zugaben für die Endbearbeitung.

509823/0219
10. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem Lagerstähle verwendet werden, z. B. solche gemäß dem C.S.S.R.-Patent 147 484 und eine Hochtemperaturmechanische Behandlung angewandt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge vorerst auf die mit der Härtetemperatur Ubereinstimmdende Temperatur erwärmt werden, sodann das Auswalzen bzw. Rundschmieden beendet wird, mit unmittelbar darauffolgendem Härten und Anlassen.
11· Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem Lagerstähle verwendet werden, z.B. solche gemäß dem C.S.S.R.-Patent 147 484 und eine Tieftemperatur-mechanische Behandlung angewandt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke vorerst ins Austenitgebiet erwärmt werden, sodann auf eine Temperatur abgekühlt werden, welche ungefähr der llRfsten Inkubationszeit des Zerfalls des unterkühlten Austenits entspricht, worauf das Profilauswalzen, Walzen, Rundschmieden bzw« Stauchen mit unmittelbar darauffolgendem Härten vorgenommen wird.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch g e k e η η zeichn et, daß die Rohlinge durch Auswalzen bzw· Schmieden umgeformt werden, und zwar bis zur Temperatur, welche der Härtetemperatur entspricht, unmittelbar darauf gehärtet werden, worauf sie spanend im gehärteten Zustand bearbeitet und angelassen werden·
13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß WerkstUckrohlinge, deren Höh· größer ist, als die Wanddicke des fertigen Schmiedestuckes, auf erforderlichen Querschnitt gesenkgeschmiedet werden, woreuf sie während eines Arbeitshub· des Pressesttfssels um 90° zwischen dem Untergesenk und Preistempel aufgel&mpelt und im interen Totpunkt des Sttfsselhubs kalibriert werden.

- 10 -

50 982 3/0219
14. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 5 und 13_P dadurch g β k β η η zeichnet, daß ringförmige Rohlinge, deren Höhe größer ist, als die Wanddicke des Schmiedestücke«, zuerst auf einen Querschnitt gesenkgeschMiedet werden, welcher dem Kreisring der Lager-Außenringe und z. T. dem Kreisring der Lager-Innenringe entspricht, worauf die so erhaltenen gemeinsamen Preßlinge auseinandergeschnitten werden, der Kreisring für Außenringe um fO° aufgekrempelt wird, wogegen der Kreisring für Innenringe um 90° aufgekrämpelt wird, nachdem die Breite auf erforderlichen Querschnitt gesenkgeschMiedet worden ist.
15· Verfahren nach den Ansprüchen 1, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiedestücke der Ringe zwischen Walzen profilgewalzt werden, deren Funktionsflächen analog Mit der Form der fertigen Ringe gestaltet sind«
16. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiedestücke der Ringe in Formgesenken gestaucht werden, deren Funktionsflächen analog mit der Form der fertigen Ringe gestaltet sind·

17· Verfahren nach den Ansprüchen 1, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil auf der Außenfläche der Ringe zwischen Profilierwalzen und Dorn geformt wird, wobei die Breite sowie das Loch der fertigen Ringe Mit den Ausgangsrohlingen der Ringe Übereinstimmen.

509823/0219