DE3208242C2

DE3208242C2 - Vorrichtung zum verzugsarmen Härten von Stahlteilen

Info

Publication number: DE3208242C2
Application number: DE19823208242
Authority: DE
Inventors: Günter 5880 Lüdenscheid Pfaffenhöfer
Original assignee: Thyssen Edelstahlwerke AG
Current assignee: Thyssen Stahl AG
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1982-01-22
Publication date: 1982-12-30
Also published as: DE3208242A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum verzugsarmen Härten von Teilen aus härtbarem Stahl, die kühlmitteldurchflossene Kühlflächen und Mittel zur Ausübung eines Preßdrucks aufweist.

Bestimmte Bau- und Werkzeugstähle erfordern zum Härten ein mildes Abschreckmittel wie öl oder Warmbad (z. B. Salz) oder Gas (z. B. Stickstoff), damit der richtige Gefügezustand getroffen und ein zu starkes Verbiegen oder Reißen vermieden wird. Verzugsfreies bzw. verzugsarmes Härten ist bei öl-, Gas- oder Warmbadhärtung jedoch nicht zu erreichen.

Aus der DE-PS 86 163 ist das Härten von unter Preßdruck gesetzten Stahlteilen, wie Eisenbahn-Radreifen, Kurbelwellen, Geschoßprojektilen und Panzerplatten, mittels indirekter Kühlung bekannt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die ein verzugsarmes Härten von üblicherweise in öl oder im Warmbad gehärteten Stahlteilen, insbesondere Präzisionsflachstahl, ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können alle bisher in öl oder im Warmbad gehärteten und dabei einen unvermeidbaren Verzug erleidenden, insbesondere flache oder langgestreckte Stahlteile verzugsarm und dabei schonend und schnell von Härtetemperatur auf Raumtemperatur abgeschreckt werden. Dabei ist es auch möglich, von Härtetemperatur auf eine Zwischentemperatur, etwa Anlaßteniperatur, abzuschrecken, um auf Zwischenstufengefüge umzuwandeln.

Anhand des nachfolgenden Beispiels wird die Erfindung erläutert:

136 ■ 6 · 55

114-4-50

96-3-44

500 ■ 4 · 50
550 · 4 · 200
500 · 10 · 100

1000 -3-100 1000 · 6-150 1000 10-100

Für dieselben Stahlteile war bisher folgende Vergfltungsvorschrift gültig:

Salzbad	790-800⁰C
Haltezeit	15 Min.
Abkühlen	in AS 140 Warmbad
Erkalten	an ruhender Luft
Anlassen	bei380-400°C2^h
Härte	50-53 HRC

Bisher gab es in den vorgenannten Abmessungsbereichen 20 bis 30% Ausschuß, wenn in öl bzw. Warmbad gehärtet wurde. Das Ziel war, die Ausschußquote «uf maximal 2 bis 3% zu beschränken. Die Teile wurden wie folgt gehärtet:

Erwärmung

auf Härtetemperatur 820 bis 840° C im Elektrokammerofen mit 5 bis 20 Min. Haltezeit hochkanntstehend bzw. flachliegend;
Abschrecken

in einer Vorrichtung der unten näher spezifizierten Art unter Preßdruck zwischen wassergekühlten Stahlplatten. Die Abschreckgeschwindigkeit entspricht dabei ungefähr einer ölabschreckung;
erzielte Härte

59-62 HRC
Verzug als auch Parallelität

0,03-0,15 mm
Gefüge

gleiches wie nach ölhärtung.

Auf Maß geschnittene Streifen, welche von quadratmetergioßen Platten abgeschert wurden und mit entsprechendem großen Verzug als auch Verwindung zur Wärmebehandlung gelangten, wurden mühelos egalisiert.

Der Vorteil für den Hersteller von Leisten liegt in den entscheidend kleineren Schleifaufmaßen, die für den Fertigschliff erforderlich sind und einer entsprechend großen Einsparung an Schleifaufwand und Richtarbeiten. Je dünner die Leiste, desto geringer ist der Verzug.

Die Erfindung bietet damit eine Lösung für ein Problem aller Härtereien und Verarbeiter.

Die Vorrichtung ist einfach im Aufbau und funktionssicher im Betrieb, sowie preiswert herzustellen. Sie bietet großen Bedienungskomfort, denn sie kann fernbedient werden, so daß das Bedienungspersonal nicht durch Hitze und Geruch belästigt wird. Durch Wahl des Kühlmediums, seiner Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit kann die Kühlintensität in weitem Rahmen gesteuert werden und damit kann ein breites Anwendungsspektrum von Stahlteilen für die Härtebehandlung erfaßt werden.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung austauschbarer Einsätze, denn sie ermöglichen mit dem Umriß der zu härtenden Gegenstände angepaßten Ausnehmungen das verzugsarme Härten nicht nur flacher sondern zylindrischer stabförmiger und sogar verwickelt geformter Stahlteile.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel

der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.

Die Härtevorrichtung besteht gemäß F i g. 1 bis 3 aus einem verfahrbaren Rahmengestell 1, auf dem eine Auflageplatte 2 und darüber planparallel eine Preßplatte 3 angeordnet sind. Beide Platten 2, 3 sind mit parallelen Kühlkanälen 4 ausgerüstet, die über die Zu- und Abläufe 5 mit Kühlmitteln, wis Wasser, gespeist werden. Zwischen den Platten 2, 3 können die zu härtenden Werkstücke 6 aus Stahl nach Erhitzung auf Härtetemperatur unter Preßdruck gesetzt und abgeschreckt werden.

Dazu ist die Preßplatte 3 an Parallelführungshebeln 7, 8 am Rahmengestell gegenüber der Auflageplatte 2 heb- und senkbar. F i g. 1 zeigt die Platten in Preß- und Abschreckstellung mit zwischen ihnen unter Druck eingespannten Stahlteilen 6. F i g. 2 zeigt die Öffnungsstellung mit angehobener Preßplatte 3. Die Werkstücke 6 werden in dieser Stellung nach beendeter Härtung entnommen und anschließend angelassen.

Das Anheben und Absenken der Preßpratte 3 bewirkt eine pneumatische, hydraulische oder elektromagnetisch betriebene Kolben-Zylinder-Antriebseinheit, die an Kniehebeln 7 angreift und diesen je nach Betätigungsrichtung in Pfeilrichtung 10 hin- oder herbewegt und dabei die Preßplatte relativ zu der Auflageplatte 2 hebt oder senkt. Diese Ausführung ist robust und ermöglicht auch die Anwendung größerer Preßdrücke, wie sie für großformatige Stahlteile benötigt werden.

Als Kühlmittel kann Wasser oder ein anderes geeignetes Medium in offenem oder geschlossenem Kreislauf verwendet werden.

Vor oder hinter der Härtevo.-richtung können Transportmittel, wie Förderbänder, -ketten oder -rollen angeordnet sein, die ein diskontinuierliches automatisches Zu- und Abführen von zu härtenden Dzw. gehärteten Teilen gestatten. Die Härtevorrichtung kann auch direkt an den Ausgang eines Glühofens herangefahren werden, aus dem die auf Härtetemperatur ίο erhitzten Stahlteile auf kürzestem Weg direkt in die Härtevorrichtung gelangen, z. B. von dem nachfolgenden Glühgut hineingeschoben werden.

Die Vorrichtung eignet sich für das Härten verschieden dimensionierter, insbesondere unterschiedlich dikker Stahlteile. Die Ausbildung und Anordnung der Parallelführungshebel bestimmt die Öffnungshöhe (Stellung gemäß F i g. 2).

Bei der in Fig.4 teilweise geschnitten, in Seitenansicht dargestellten Alternativausführung sind in der Auflageplatte 2 und der Preßplatte 3 austauschbare gesenkartige Einsätze 11 entlang einer Schwalbenschwanzführung 13 eingesetzt, die dem Umriß des zu härtenden Teils 6 angepaßte Ausnehmungen 12 aufweisen und die Kühlkanäle 4 enthalten. Nach Abklemmen der Kühlmittelzu- und -abflüsse können die Einsätze 11 mit wenigen Handgriffen entfernt und neue eingesetzt werden.

Einsätze 11 mit andersgeformten Ausnehmungen 12 sind in den F i g. 5 bis 7 ausschnittsweise dargestellt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Vorrichtung zum verzugsarmen Härten von Bau-, Werkzeug- oder Maschinenteilen aus Stahl, die kiihlmitteldurchflossene Kühlflächen und Mittel zur Ausübung eines Preßdrucks aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auflageplatte (2) für die zu härtenden Teile (6) sowie in mindestens einer an dieser mittels Parallelführungshebeln (7,8) schwenkbar angebrachten Preßplatte (3) Kühlkanäle (4) vorgesehen sind, und daß die Preßplatte (3) über Parallelführungshebel-Paare (7) mittels eines Antriebs (9) gegenüber der Auflageplatte (2) parallel beweglich ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Parallelführungshebel-Paar (7) a!s Kniehebel ausgebildet ist, an deren freien Enden ein Antrieb (9) angreift
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auflage- und/oder Preßplatte (2 bzw. 3) Kühlmittelkanäle (4) enthaltende austauschbare Einsätze (11) eingesetzt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (11) dem Umriß der zu härtenden Teile (6) entsprechende Ausnehmungen (12) aufweisen.

Verwendet wurden Proben aus Präzisionsflachstahl, Werkstoff-Nr. 2842 mit den Abmessungen: