DE4034235C2

DE4034235C2 - Berußen von Werkstücken zur kohlungsneutralen Wärmebehandlung

Info

Publication number: DE4034235C2
Application number: DE19904034235
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Dey
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde Gas AG
Priority date: 1990-10-27
Filing date: 1990-10-27
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2010-10-28
Also published as: DE4034235A1; ATA211491A; AT402940B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kohlungs neutralen Wärmebehandlung von metallischen Werk stücken in Öfen mit Gasatmosphären, die ein zur Werk stückoberfläche unterschiedliches Kohlenstoff-Potenti al aufweisen.

Es sind vielerlei Verfahren bekannt, um das Auf- oder Entkohlen metallischer Werkstücke während Wärme behandlungsprozessen zu verhindern. Auf- bzw. Ent kohlung des Werkstücks tritt ein, wenn das Kohlenstoff-Potential des Umgebungsgases über bzw. unter dem Kohlenstoff- Potential an der Oberfläche des Werk stücks liegt. Folglich kann ein Auf- oder Entkohlen ver hindert werden, indem das Kohlenstoff-Potential des Umgebungsgases an das des Werkstücks angeglichen wird. Soll hingegen die umgebende Gasatmosphäre eine bestimmte Zusammensetzung haben, und weicht deren Kohlenstoff-Potential von dem des Werkstückes ab, so muß das Werkstück mittels einer Isolierschicht vor Auf- oder Entkohlen geschützt werden. Es ist bekannt, solche Isolierschichten durch Verkupfern, durch Bestreichen mit Pasten geeigneter Zusammensetzung oder durch gezieltes Verzundern des Werkstücks zu erzeugen.

Derartige Isolierschichten haben den Nachteil, daß sie sich mit der Oberfläche des Werkstücks verbinden oder diese in ihrer chemischen Zusammensetzung ver ändern. Ist die Wärmebehandlung abgeschlossen, müs sen zur Weiterverarbeitung des Werkstücks diese Schichten durch Materialabtrag entfernt werden, wo durch die Gefahr von Beschädigungen der Oberfläche des Werkstücks besteht. Das Aufbringen und Abtragen dieser Schichten ist im allgemeinen kompliziert und auf wendig. Treten während der Wärmebehandlung im Werkstück und in der Isolierschicht stark unterschiedli che Spannungen auf, kann die Schicht an einigen Stellen abplatzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, metalli sche Werkstücke bei Wärmebehandlungsprozessen mittels einer Isolierschicht vor unerwünschtem Auf- oder Entkohlen so zu schützen, daß das Aufbringen und Entfernen dieser Schicht einfach und ohne direkten me chanischen Eingriff in die Oberfläche des Werkstücks möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor Beginn der Wärmebehandlung auf die Oberflä che des Werkstücks eine Rußschicht aufgebracht wird.

Die erfindungsgemäß aufgebrachte Rußschicht dient als Sperrschicht für den Kohlenstoffübergang. Sie hat den Vorteil, daß sie sich nicht dauernd mit dem Werk stück verbindet und außerdem bei Weiterverarbei tungsprozessen von Nutzen sein kann.

Die Rußschicht kann vorteilhaft mittels einer unter stöchiometrisch brennenden Kohlenwasserstoff-Flam me in geeigneter Dicke auf das Werkstück aufgetragen werden. Die Flamme wird durch Verbrennen eines koh lenstoffhaltigen Brenngases mit Luft oder Sauerstoff er zeugt, wobei ein Brenngas-Überschuß besteht.

Erfindungsgemäß wird die Rußschicht vor Beginn der Wärmebehandlung auf das Werkstück aufgebracht, bei spielsweise vor dem Einbringen in den Wärmebehand lungsofen. Bei einer vorteilhaften Ausführung des Ver fahrens wird die Rußschicht in der Wärmebehandlungs zone des Ofens erzeugt. Das Werkstück kann dann in situ berußt und anschließend wärmebehandelt werden.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Rußschicht durch oxidierende Medien von der Oberfläche des Werkstücks abgetragen wird. Dadurch wird ein direkter mechanischer Eingriff in die Oberfläche des Werkstücks überflüssig. Die Rußschicht kann dabei bereits während der Wärmebehandlung durch oxidierende Komponen ten in der umgebenden Gasatmosphäre sukzessive ab gebaut werden, so daß die Rußschicht bei geeigneter Wahl ihrer Dicke nach erfolgtem Behandlungsprozeß vollständig entfernt ist. Die Rußschicht kann aber auch erst nach der Wärmebehandlung durch gezielte Oxida tion entfernt werden.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel das erfin dungsgemäße Verfahren näher erläutern.

Beim Glühen von hochkohlenstoffhaltigen Rohren und Knüppeln aus Stahl in Gasatmosphären mit deut lich unterschiedlichem Kohlenstoff-Potential kann ge mäß des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Berußen der Werkstücke eine Entkohlung verhindert werden.

Das Berußen erfolgt mit einem Brenner, mit dem ein Acetylen-Luft-Gemisch im Verhältnis von 1 : 0,1 bis 1: 0,5 verbrannt wird. Es wird eine Rußschicht genügend großer Dicke aufgebracht, so daß auch nach Oxidation durch oxidierende Bestandteile der Gasatmosphäre beim Glühen noch eine genügend dicke Rußschicht auf den Werkteilen verbleibt, die im folgenden weiterverar beitenden Umformungsprozeß als Schmiermittel Ver wendung findet. Zusätzlich kann die Rußschicht eine Oxidation des Metalls bei der Weiterverarbeitung ver hindern, da diese zuerst oxidiert wird.

Claims

1. Verfahren zur kohlungsneutralen Wärmebe handlung von metallischen Werkstücken in Öfen mit Gasatmosphären, die ein zur Werkstückober fläche unterschiedliches Kohlenstoff-Potential auf weisen, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn der Wärmebehandlung auf die Oberfläche des Werkstücks eine Rußschicht aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rußschicht mittels einer unterstö chiometrisch brennenden Kohlenwasserstoff-Flamme erzeugt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rußschicht in der Glühzone des Ofens erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rußschicht durch oxidierende Medien von der Oberfläche des Werk stückes abgetragen wird.