DE2635188A1

DE2635188A1 - Verfahren zur herstellung von hochfesten formteilen und dergleichen formteile

Info

Publication number: DE2635188A1
Application number: DE19762635188
Authority: DE
Inventors: Rudi Dipl Ing Jonck; Otto Dipl Ing Krickau; Laslo Roza
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-08-05
Filing date: 1976-08-05
Publication date: 1978-02-09

Description

Verfahren zur IIerstellung von hochfesten Formteilen und
dergleichen Fornteile Zusammenfassung Es wird ein Herstellungsverfahren für hochfeste Formteile vorgeschlagen, bei dem patentiertes bzw. patentiertes und nachgezogenes Ausgangsmaterial mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,3 bis 0,7 % und einem Mangangehalt < 1 % (Stückanalyse) Verwendung findet und die Festigkeitsklasse 8.8 entsprechend DIN 267 oder größer eingehalten werden soll. Einige Anwendungsbeispiele sind Durchgangsschrauben für elektrische Naschinen, Achsen, Schrauben und Bolzen für Geräte der Xraftfahrzeugausrüstung, insbesondere bei schwingungsbeanspruchten Teilen.
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Herstellungsverfahren nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Bei diesem Verfahren ist es bisher üblich, das Austangsmaterial, das in Form eines Drabtringes vorliegt, zu richten, sodann die Schraube zu stauchen, dann thermisch zu vergüten und schließlich das Gewinde zu rollen oder aber das Gewinde vor dem Vergüten aufzubringen.
Das Vergüten ist notwendig, um dem Werkstoff die erforderliche Festigkeit und Zähigkeit zu verleihen.
Nachteilig hieran ist der hohe Energiebedarf für die Wärmebehandlung sowie irobleme des Umweltschutzes in den Bearbeitungsbetrieben und Qualitätsminderungen bei nicht sorgfältig durchgeführter thermischer Behandlung.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den kennzeichnenden Elerkmalen des Hauptanspruches hat den Vorteil, daß die Wärmebehandlung mit Temperaturen oberhalb der A3-Linie unmittelbar nach dem Warmwalzen des Drahtes durchgeführt werden kann und die später daraus gefertigten Teile nur noch einer Anlaßbehandlung bedürfen und das bisher notwendige Vergüten der Einzelteile entfällt.
Die in der Fachliteratur als Patentieren bezeichnete Wärmebehandlung besteht aus dem Austenitisieren und einem verhältnismäßig schnellen Abkühlen auf eine Temperatur oberhalb der Diiartensitbildung, wodurch man ein für die nachfolgende Kaltumformung günstiges Gefüge erhält. Die beim nachfolgenden Drahtziehen anzustrebende Festigkeit richtet sich nach der geforderten Festigkeitsklasse und dem benötigten Umfor:ngrad der Schrauben, Formteile etc. In Verbindung mit dem später erfolgenden Anlassen werden die gleichen technologischen Werte wie Zugfestigkeit, Dehngrenze, Bruchdehnung, Brucheinschnürung und Dauerschwingfestigkeit erreicht wie bei thermisch vergüteten Schrauben. Erfindungsgemäß lassen sich somit die Forderungen gemäß DIN 267 bei wesentlich geringerem Aufwand an Wärmeenergie erfüllen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der beim Vergüten langer Schrauben häufige Verzug und die bei Nassenteilen durch Streuung der Wärmebehandlungsbedingungen vorkommende Qualitätsminderung entfällt.
Insbesondere werden definierte Werte für die Dehngrenze und die Zugfestigkeit erreicht, was bei den modernen Anziehverfahren für Schraubenverbindungen von Bedeutung ist.
Zwar ist es bekannt, aus patentiert gezogenem Draht mit Kohlenstoffgehalten über etwa 0,6 GJo Federn herzustellen. Diese Federn werden nach der Formgebung zum Abbau von Biegeeigenspannungen bei Temperaturen von 180 bis 2500C angelassen. Auch ist es bei der Herstellung von Spannbetondrähten bekannt, durch Anlassen des patentierten Drahtes die Elastizitätsgrenze und Streckgrenze zu erhöhen und das Kriechverhalten zu verbessern. Nach den derzeit gültigen Regeln der echnik dürfen die Spannbetondrähte aber nicht mehr über den elastischen Bereich hinaus beansprucht werden (z. B. durch Richten), damit sie ihre hohe Dehngrenze behalten (vergl. VDE "Herstellung von Stahldraht", 1969). Diese Veröffentlichungen geben somit keine Anregung, dieses Verfahren auf die Schraubenherstellung zu übertragen und von dem bisher üblichen Vergiften abzugeben.
Das Patentieren kann nach allen, an sich bekannten Verfahren durchgeführt werden, ebenso das Anlassen.
Zu letzterem können beispielsweise auch induktiv arbeitende Durchlaufverfahren angewendet werden. Nach Ermittlung des Einflusses der Temperatur und der Dauer der Anlaßbehandlung bei verschiedenen Patentier- und Endfestigkeiten des verwendeten Drahtmaterials auf Festigkeit, Zähigkeit und Dauerschwingfestigkeit der hergestellten Teile und auf den Verschleiß der Herstellwerkzeuge konnten die Verfahren gemäß den Patentansprüchen angegeben werden, um 8.8-Schrauben nach DIN 267 herzustellen. Sofern das Gewinderollen nach der Anlaßbehandlung erfolgt, werden dabei die Dæuerschwingfestigkeiten von normal vergüteten und-schlußgerollten Schrauben erreicht.
Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der nach der Kaltverformung und dem Gewinderollen bei etwa 200 bis 3000cm angelassen wird, tritt zusätzlich der Vorteil auf, daß die Teile vom Draht bis zum fertigen Gewindeteil durchgehend auf einer Maschine hergestellt werden können; diese vorteilhafte Fertigungsart erreicht etwa die Güte schlußgerollter, normal vergüteter Schrauben, deren mechanischer Eerstellprozeß jedoch durch die Wärmebehandlung unterbrochen werden muß. Bei Verwendung normaler Schraubenwerkstoffe und üblicher Herstellprozesse konnten durchgehend vom Draht bis zum fertigen Gewindeteil auf einer Maschine gefertigte Schrauben bisher nur maximal die Güteklasse 6.8 oder 8.8 aufweisen, mußten hierbei jedoch schlußvergütet werden.

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von hochfesten Schrauben, Gewinde-Bormteilen, Bolzen, Achsen u. dgl. aus Stahldraht mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,3 bis 0,7 6/0 und einem nangangehalt <1 (Stückanalyse) und einer Festigkeit von etwa 800 1/mm2 und höher, wobei neben der mechanischen Bearbeitung eine warmebehandlung des Werkstoffes zur Gefüge- und Eigenspannungsbeeinflussung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß von patentiertem und gegebenenfalls nachgezogenem Stahldraht ausgegangen wird, dieser Stahldraht zu Rohlingen kaltverformt wird und diese sodann auf eine Temperatur von 200 bis 4000C angelassen werden, gegebenenfalls vor oder nach dem Aufbringen eines Gewindes.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlassen bei 300 bis 4000C und vor dem Rollen des Gewindes erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß das Gewinde abschließend bei Temperaturen von 150 bis 30000 entspannt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile kaltgestaucht und nach dem Richten und Gewinderollen auf etwa 200 bis 30000 angelassen werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial Legierungszusätze enthält.
6. Hochfestes Stahlformteil wie Schrauben, Gewinde-Formteile, Bolzen, Achsen u. dgl. der Festigkeitsklasse 8.8 und höher entsprechend DI 267 aus Stahldraht mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,3 bis 0,7 % und einem Kangangehalt <1 ß (Stückanalyse), dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial aus patentiertem und gegebenenfalls nachgezogenem Stahl besteht und das Formteil auf 200 bis 4000C angelassen worden ist.