DE2500823C2

DE2500823C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Oberflächeninduktionshärten

Info

Publication number: DE2500823C2
Application number: DE2500823A
Authority: DE
Inventors: Johann Honold; Richard Dipl.-Ing. 7712 Blumberg Weintz
Original assignee: Teves-Thompson 3013 Barsinghausen De GmbH; Teves-Thompson 3013 Barsinghausen GmbH
Current assignee: TRW Thomson GmbH
Priority date: 1975-01-10
Filing date: 1975-01-10
Publication date: 1986-02-20
Also published as: DE2500823A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Oberflächeninduktionshärten von winklig zueinanderstehenden Oberflächen aus Stahl, insbesondere von Stirn- und Mantelflächen zyfindrischer oder prismatischer Teile durch Erwärmen bis in den Austenitbereich und anschließendes Abschrecken unter die Martensittemperatur.

Beim Induktionshärten von winklig zueinanderstehenden Oberflächen war es bisher notwendig, technisch aufwendige Induktoren zu verwenden, die so konstruiert sind, daß in der gesamten, lückenlos zu härtenden Oberfläche gleichmäßig hohe Induktionsströme induziert werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem ohne Einsatz geometrisch und technisch aufwendiger Induktoren winklig zueinander liegende Oberflächen induktiv gehärtet werden können. Hierbei ist Voraussetzung, daß die gehärtete Oberflächenschicht lückenlos und ohne Anlaßzone in den sich überschneidenden Wärmebereichen sein muß. Gehärtete Oberflächen dürfen nlso qualitativ den nach den bisherigen Verfahren hergestellten induktionsgehärteten Flüchen nicht nachstehen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch cnkenn-/.eirhnct, daß die winklig /ueinandcrstchendcn Oberflächen in zeitlicher Aufeinanderfolge induktionsgehärtet werden und hierbei nach eiern induktiven Erhitzen der ersten fläche bis in den Austenitbereich mit ari'.chliefi'-iulem Abkühlen bis unterhalb des Perlit-, jedoch noch ο "ihalh des iV1;it tensitbemchs. die /weite Hache in gleicher Weisⁿ u .-lnnebehandcli und dieser Warmebehandlungsvorgang beendet wird, bevor die erste Fläche die Martensittemperatur erreicht hat und anschließend beide Flächen gemeinsam auf eine Temperatur unterhalb der Martensittemperatur abgeschreckt werden. In weiterer vorteilhafter Ausbildung gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die erste Fläche nach dem Erhitzen so abzukühlen, daß der zeitabhängige Temperaturverlauf im Bereich der längsten Austenitbeständigkeit zu liegen kommt

ίο Als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind wenigstens zwei voneinander unabhängige, zum Austenitisieren einfacher, also nicht abgewinkelter Flächen geeignete Induktoren in Verbindung mit einer entsprechenden Anzahl unabhängig voneinander einsetzbarer Brausen zum Abkühlen gekennzeichnet. Die Einzelinduktoren sind von geometrisch und technisch einfachem Aufbau und werden in zeitlicher Aufeinanderfolge unabhängig für jede Fläche in Betrieb gesetzt.

Vorzugsweise können nach dem erfindungsgemäßen yi Verfahren Bauteile aus solchen Stählen gehärtet werden, die nach ihrem Umwandlungsverhalten eine Anlaufzeit von wenigstens 10 Sek. sowohl in der Perlitstufe als auch in der Zwischenstufe aufweisen. Es können alle Teile mit der erfindungsgemäßen Vorrichj>5 tung nach dem Verfahren gehärtet werden, bei denen bisher ein komplizierter Induktor verwendet werden mußte. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Oberflächen haben in den sich überschneidenden Wärmebereichen keine Anlaßzone.
jo In der Zeichnung soll ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt und näher erläutert werden. Es zeigt

Abb. I das Schaftende eines Ventiles mit der Erwärmungszone des oberen Außenumfanges und die j5 schematische Darstellung des Induktors sowie die für die spätere Abschreckung verwendete Brause,

Abb. 2 das gleiche Schaftende, zusätzlich mit der Erwärmungszone des Stirnscitenbcreichs und den zweiten Induktor mit Brause,

jo A b b. 3 das Schaftende gemäß Abb.! und 2 mit dem gehärteten Obei ''ächenbereich,

A b b. 4 die Darstellung des zeitlichen Temperaturverlaufs im Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild.

Das Schaftende 4 des Ventils für einen Kraftfahrzeugmotor wird mit Hilfe der Induktionsspule 2 in dem Bereich der Schaftmantelfläche austenitisiert und anschließend mit der Brause 1 soweit abgeschreckt, daß die Temperatur unter der Perlitnase im Zeit-Temperatur-Umwandlungstchaubild fällt, jedoch die Martensittemperatur noch nicht erreicht wird. Der zeitliche Tcmperaturvcrlauf ist mit 9 gekennzeichnet (Abb. 4). Auf einer weiteren Verfahrensstation wird dann mit Hilfe des Induktors 6 der Schaftstirnseitenbereich 7 austenitisiert, wie die Linie 10 zeigt und anschließend mit der Brause 5 zusammen mit dem austenitisierten Bereich 3 gemäß Verlauf der Linien 9 und 10 auf eine Temperatur unterhalb der Martensittemperatur abgesehreckt, so daß die Martensiturnwandlung einsetzt.

Das fertig gehärtete Schaftende besitzt dann einen ho Härteverlauf wie er mit 8 in Fi g. 3 gekennzeichnet ist. Die größtmögliche zeitliche Differenz zwischen dem Austenitisieren mit dem Induktor 2 und dem Austenitisieren mit dem Induktor 6 hängt vom Uinwandlungsvcrhalten des verwendeten Werkstoffes ab. Sie betragt _h-, beispielsweise für den Werkstoff 1.4718 (X 45 Cr Si 9 3) etwa M) Sek.. wenn wahrend der nächsten 3 Sek. unter die Marlensittemperatiir mit Hilfe der Brause 5 abgeschreckt wird.

Hierzu 2 Blatt /eichnuneen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Oberflächeninduktionshärten von winklig zueinanderstehenden Oberflächen aus Stahl, insbesondere von Stirn- und Mantelflächen zylindrischer oder prismatischer Teile durch Erwärmen bis in den Austenitbereich und anschließendes Abschrecken unter die Martensittemperatur, gekennzeichnet durch eine zeitliche Aufeinanderfolge der Induktionshärtung der einzelnen Oberflächen derart, daß nach dem induktiven Erhitzen der ersten Fläche bis in den Austenitbereich mit anschließendem Abkühlen bis unterhalb des Perlit-, jedoch noch oberhalb des Martensitbereichs, die zweite Fläche in gleicher Weise wärmebehandelt wird und der zweite Wärmebehandlungsvorgang beendet wird, bevor die erste Fläche die Martensittemperatur erreicht und daß anschließend beide Flächen gemeinsam auf eine Temperatur unterhalb der Martensittemperatur abgeschreckt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fläche nach dem Erhitzen so abgekühlt wird, daß der zeitabhängige Temperaturverlauf im Bereich der längsten Austenitbeständigkeit zu liegen kommt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens zwei voneinander unabhängige, zum Austenitisieren nichtwinkliger Flächen geeignete Induktoren in Verbindung mit einer entsprechenden Anzahl unabhängig voneinander einsehbaren Brausen.