DE309112C - - Google Patents

Description

Wird Flußeisen von niedrigem Kohlenstoffgehalt kalt gereckt, ζ. Β. gewalzt oder gezogen, so steigt mit dem Grade der Kaltreckung die Festigkeit zunächst ziemlich rasch, diese Festigkeitszunahme vermindert sich jedoch sehr bald, und über einen gewissen Grad hinaus ist eine Erhöhung der Festigkeit durch Kaltreckung praktisch nicht mehr zu erzielen. Gleichzeitig sinkt die Dehnung des Flußeisens sehr rasch und bleibt auf einem ziemlich niedrigen Grade praktisch konstant. Das Verhältnis zwischen der Abnahme der Dehnung einerseits und der Zunahme der Festigkeit andererseits ist hierbei jedoch ein solches, daß die Widerstandsarbeit mit der Verfestigung des Eisens sehr rasch sinkt und dann auf einem praktisch konstanten Mindestmaß verbleibt. Das bedeutet, daß Gegenstände aus Flußeisen, die in vielen Fällen erforderliche hohe Festigkeit durch bloße Erhöhung der Kaltreckung nicht in ausreichendem Maße erteilt werden kann, und daß zugleich mit dieser Erhöhung eine Verminderung der Widerstandsarbeit bis zu einem Grade eintritt, wo das Eisen den gestellten Beanspruchungen nicht mehr gewachsen ist.

Die nachteiligen Folgen der durch die Kaltreckung des Flußeisens erteilten Eigenschaften seien an Hand der aus Flußeisen hergestellten Patronenhülsen, die als Ersatz für solche aus Messing vorgeschlagen wurden, genauer erläutert. Die Ausziehbarkeit der eisernen Patronenhülse aus dem Gewehr hängt von deren Fähigkeit ab, nach dem Schuß möglichst wieder in die alte Form zurückzugehen, d.h. von der Elastizität der Hülse, welche wieder unmittelbar von deren Festigkeit abhängig ist. Es muß daher angestrebt werden, daß Flußeisen im Endzustand auf eine möglichst hohe Festigkeit zu bringen, was man bisher durch Ziehen der Hülse bis zu einer möglichst hohen Verfestigung zu erreichen suchte. Die Erfahrung zeigt nun, daß bei den verwendeten kohlenstoffarmen Flußeisensorten die notwendige Festigkeit nicht erreicht werden kann, ohne daß zugleich der Hülse eine Sprödigkeit erteilt wird, Avelche sie die Beanspruchung beim Schuß nicht mehr ohne Gefahr des Reißens ertragen läßt. Die heutige Methode, eine brauchbare Patronenhülse aus Eisen herzustellen, führt [Zu einem Erzeugnis, bei dem die Festigkeit noch nicht genügend erhöht ist, die Widerstandsarbeit aber bereits so weit gesunken ist, daß sie nicht mehr verläßlich hinreicht.

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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Verfahren, das ermöglicht, aus kohlenstoffarmen Flußeisensorten durch j Kaltreckung Gegenstände zu erzeugen, die sowohl eine hohe Festigkeit, als auch eine große Widerstandsarbeit haben, bei denen i somit das Verhältnis zwischen Festigkeit und Dehnung ein günstigeres is.t, als bei den bisher durch Kaltreckung erzeugten Gegenständen. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die in bekannter Weise, durch Kaltreckung fassonierten Gegenstände behufs Beseitigung der von der Kaltreckung herrührenden Sprödigkeit über die Halte-

^X5 punkttemperatur erhitzt und rasch abgekühlt werden, und so an die Stelle der mechanischen Härtung eine wärmetechnische Härtung gesetzt wird.

Auf Grund einer großen Zahl empirischer Untersuchungen wurde gefunden, daß bei kohlenstoffarmen Flußeisensorten und Gegenständen daraus eine wärmetechnische Härtung noch möglich ist, wobei der Grad der Härtung davon abhängt, wie plötzlich die Abkühlung bis in die inneren Schichten des Metalles wirkt. Daraus ergibt sich, daß zur Herstellung von Gegenständen aus kohlenstoffarmen Flußeisensorten, die sowohl eine hohe Festigkeit, als auch eine bedeutende Widerstandsarbeit haben sollen, derart vorzugehen ist, daß erst das in bekannter Weise durch Kaltreckung entsprechend fassonierte Eisen einer wärmetechnischen Härtung unterworfen wird. Durch die Erhitzung des fassonierten Werkstückes über die Haltepunkttemperatur verliert es die von der Kaltreckung herrührende Sprödigkeit und Festigkeit. An die Stelle der verloren gegangenen mechanischen Verfestigung tritt aber die Festigkeit infolge der wärmetechnischen Härtung, die den Vorteil bietet, daß die mit ihr verbundene Zunahme der Sprödigkeit wesentlich geringer ist als bei der Verfestigung durch Kaltreckung.

Die einschlägigen Versuche wurden mit Flußeisen gemacht, das ungefähr 0,04 bis 0,10 Prozent Kohlenstoff enthält; das somit allgemein als nicht mehr härtbar gilt. Flußeisen mit diesem Kohlenstoffgehalt kann aber durch Erhitzen über seinen Haltepunkt und rasches Abkühlen, z. B. durch Abschrecken im Wasser, einen für viele Zwecke genügenden Grad der Härtung erhalten, und zwar wie oben erwähnt wurde, bei günstigen Sprödigkeitsverhältnissen. Diese Härtung ergäbe schon für sich allein wesentlich bessere Werte für die Festigkeit und die Widerstandsarbeit, als durch die Kaltreckung erzielbar sind. Die Härtungswirkung kann aber unter Umständen ungleichmäßig sein, vor' allem aber werden die Gegenstände, welche hergestellt werden sollen, infolge der beim Härten vor sich gehenden Formveränderungen eine Vergleichmäßigung erfordern. Das Verfahren zur Erhöhung der Qualitätsziffern von aus Flußeisen hergestellten Gegenständen wird' daher vorzugsweise derart ausgeführt, daß die Gegenstände die gewünschte Form in der üblichen Weise bis zu einem ziemlich weiten Grade durch Kaltreckung erhalten, hierauf durch Erhitzen über den Haltepunkt und rasches Abkühlen gehärtet und dann erst durch Kaltrecken fertiggestellt werden. Das Fertigziehen oder Walzen des so gehärteten Flußeisens soll jedoch nur mit einer wesentlich geringeren Verfestigung vorgenommen werden als bei nicht gehärtetem Flußeisen, wenn der angestrebte Zweck, bei gleicher oder höherer Widerstandsarbeit eine Erhöhung der Festigkeit zu erzielen, erreicht werden soll. Wenn Gegenstände erzeugt werden sollen, bei denen eine noch größere Festigkeit als durch \värmetechnische Härtung erzielbar ist, erwünscht und zugleich eine erhöhte Sprödigkeit zulässig ist, ist so vorzugehen, daß der wärmetechnischen Härtung noch ein solches Maß von Kaltreckung folgt, daß es auf die Beschaffenheit des Stoffes, auf dessen Festigkeit und Sprödigkeit den jeweils gewünschten, bzw. zulässigen Einfluß, hat. Hier erhalten die bereits wärmetechnisch verfertigten Gegenstände noch eine weitere Härtung durch Kaltreckung, so daß die beiden Festigkeiten gleichsam summiert werden. Selbstverständlich nimmt infolge der Kaltreckung auch die Sprödigkeit zu, sie ist jedoch im Vergleich zu der schließlich erreichten Festigkeit immer noch bedeutend geringer als bei einer Verfestigung durch bloßes Kaltrecken.

Die Wirkung des neuen Verfahrens sollen folgende Ziffern deutlich veranschaulichen; Durch eine Verfestigung durch bloßes Kaltrecken erhält man bei einer untersuchten Flußeisensorte eine Festigkeit bis zu 53 kg/mm² mit einer Widerstandsarbeit von 300 kg cm/cm⁸. Durch Erhitzen über die Haltepunkttemperatur und rasches Abkühlen erhält man eine Festigkeit von 59 kg/mm² no mit einer Widerstandsarbeit von 620 kg cm/cm³. Wird dieses wärmetechnisch gehärtete Flußeisen jetzt noch weiter kalt gereckt, so steigt die ■ Festigkeit bis auf 81 kg/mm², während die Widerstandsarbeit wieder auf n₅ 300 kg cm/cm³ sinkt. Es zeigt sich somit, daß auch im letzten Fall die Festigkeit im Verhältnis zur Widerstandsarbeit bedeutend größer ist als bei einer Verfestigung durch bloße Kaltreckung. _lzo

Eine Veränderung der Werte ist naturgemäß noch möglich durch Anlassen der Ge-

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genstände nach der Härtung oder nach der auf die wärmetechnische Härtung folgenden mechanischen Verfestigung.

Als Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens soll die Herstellung von Patronenhülsen aus Eisen angeführt werden.

Die Hülsen werden aus dem gewöhnlich verwendeten weichen gut verarbeitbaren Flußeisen in bekannter Weise bis auf den

ίο letzen Zug fertiggezogen, wobei jedoch die Einteilung der Werkzeuge, derart getroffen wird, daß für den letzten Zug nur mehr ungefähr 5 Prozent der Wandstärke zu ziehen verbleibt. Nunmehr werden die Patronenhülsen auf etwa 950⁰ C geglüht, worauf die Hülsen aus der Glühkiste genommen und in kaltes Wasser geworfen werden, ohne ihnen Zeit zu lassen, sich wesentlich unter 900 ° abzukühlen. Die auf diese Weise gehärteten Hülsen erhalten dann in bekannter Weise den letzten Zug und werden in jeder Beziehung fertiggestellt, vobei nur zu beachten ist, daß dem Anglühen des Halses vor seinem Einziehen besondere Aufmerksamkeit zuzuwenden ist. Das Anglühen soll ziemlich kräftig geschehen, so daß beim Einziehen nicht zu viel Ausschuß entsteht, was der Fall wäre, wenn die Härtewirkung nicht durch das Glühen weitgehend beseitigt würde.

Anderseits ist das Glühen derart durchzuführen, daß hierbei der übrige Teil des Schaftes keine höhere Temperatur erhält als höchstens 250 bis 300 ° C. Durch diese Anlaßtemperatur wird wohl die Festigkeit etwas vermindert, aber die Zähigkeit des Flußeisens sehr bedeutend erhöht und dadurch die Gefahr des Reißens der Hülsen noch vermindert. Das Anglühen des Halses kann z. B. im Bleibad geschehen, wobei der übrige Teil der Hülse zwischen Backen gekühlt und auf diese Weise vor einer zu hohen Erhitzung geschützt wird.

Die Härtung kann auch in der Weise vorgenommen werden, daß die Hülse in einzelnen Teilen, z. B. auf elektrischem Wege, erhitzt, dann abgeschreckt wird und jene Teile, welche keine Elastizität erfordern, von der Härtung ausgeschaltet werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren, Gegenständen aus kohlenstoffarmen Flußeisensorten, wie insbesondere Patronenhülsen, bei Anwendung von Kaltreckung hohe Festigkeit- und zugleich eine große Widerstandsarbeit zu verleihen, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise durch Kaltreckung fassonierten Gegenstände, behufs Beseitigung der von der Kaltreckung herrührenden Sprödigkeit über die Haltepunkttemperatur erhitzt und rasch abgekühlt werden, und so an die Stelle der mechanischen eine wärmetechnische Härtung gesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in nicht ganz fertigem Zustande nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, wärmetechnisch gehärteten Gegenstände durch Kaltreckung fertiggestellt werden.