DE4035589A1

DE4035589A1 - Laser hardening esp. of metal pincers - followed by quench hardening to obtain high core toughness

Info

Publication number: DE4035589A1
Application number: DE19904035589
Authority: DE
Inventors: Gerhard Mangold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-06
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1992-05-07

Abstract

In the laser hardening of metals, esp. the shaped functional elements of pincers, e.g. the cutting edges at the side and front cutters of fine pincers, the novelty is that the hardening operation is followed by quench hardening the two pincers halves, joining the halves by e.g. rivetting and then quench hardening the pincer mouth region to the requisite usual cutter hardness. ADVANTAGE - A linear hardnesss profile; comprise a high case hardness and a decreasing core hardness combined with increasing toughness is produced by a simplified hardening process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten metallischer Werkstoffe mittels Laserstrahlung, insbesondere zum Härten von Formelementen an den Wirkstellen von Zangen, wie beispiels weise der Schneiden an Seiten- und Vornschneidern von Feinzangen.The invention relates to a method for hardening metallic Materials using laser radiation, especially for hardening of shaped elements at the points of action of pliers, such as wise the cutting on side and front cutters of fine pliers.

Das Härten mit dem Laserstrahl ist prinzipiell bekannt und findet in der modernen Warmbehandlungstechnik zunehmend praktische Anwendung (DD-PS 2 17 738; DD-PS 2 19 970; DD-PS 2 57 110; DD-PS 2 67 684).The hardening with the laser beam is known in principle and takes place increasingly practical in modern heat treatment technology Application (DD-PS 2 17 738; DD-PS 2 19 970; DD-PS 2 57 110; DD-PS 2 67 684).

Obzwar dieses Härteverfahren gute Warmbehandlungseffekte er reichen läßt, und wegen der relativ einfachen Steuerbarkeit des Prozesses auch bei relativ kleinen Flächenabschnitten bzw. Härtezonen vorteilhaft praktiziert werden kann, bereitet es bei der Wärmebehandlung geometrisch genau bestimmter Form elemente, wie sie beispielsweise die Wirkstellen von Fein zangen in Form der relativ klein bemessenen, empfindlichen Schneiden darstellen, erhebliche Schwierigkeiten.Although this hardening process has good heat treatment effects enough, and because of the relatively easy controllability of the process even with relatively small surface sections or hardness zones can be advantageously practiced it in heat treatment of a geometrically precisely defined shape elements such as the active sites of Fein pliers in the form of the relatively small, sensitive Cutting represent significant difficulties.

Das ist dadurch bedingt, weil einesteils die Anwendung dieser Energiestrahlung eine recht klein bemessene Härtezone erzeugt und anderenteils diese örtliche bzw. räumliche Eingrenzung die unmittelbar benachbarten Werkstoffbereiche nicht hin reichend erfaßt, um auch hier bei möglichst geringen Laser leistungen eine ausreichend große Härtetiefe zu erzeugen.This is because part of the application of this Energy radiation creates a very small hardness zone and otherwise this local or spatial limitation the immediately adjacent material areas do not go sufficiently recorded to also with the lowest possible laser to generate a sufficiently large depth of hardness.

Bei Schneidzangen des genannten Zangentypes, d. h. bei solchen mit relativ feinen, dünnen bzw. spitzwinkeligen Schneidenwinkelquerschnitten kommt es aber gerade darauf an, nicht nur unmittelbar an den Schneidenspitzen eine aus reichend hohe Härte und Zähigkeit zum Schneiden hochfester Drähte zu erzeugen, sondern vor allem darauf, im Bereich der sich von den Schneidenspitzen nach innen anschließenden Werk stoffzone eine stabile Grundhärte herzustellen, um der äußeren Härtezone die erforderliche Festigkeit und Stütze zu geben, ohne in diesem Bereich die ebenso notwendige Zähigkeit des Werkstoffes einzubüßen. In cutting pliers of the type of pliers mentioned, d. H. at those with relatively fine, thin or acute angles Cutting-edge cross-sections are precisely what matters on, not just off at the tips of the blades sufficiently high hardness and toughness for cutting high-strength To produce wires, but especially in the area of from the cutting tips to the inside material zone to produce a stable basic hardness to the outer To give the hardness zone the required strength and support, without the toughness required in this area Loss of material.

Mit den herkömmlichen Warmbehandlungsverfahren, auch unter Anwendung der bekannten Laserhärtung, sind diese Erfordernisse an Klein- bzw. Feinzangen, wenn überhaupt, nur unvollkommen zu erreichen, wenn darüber hinaus die Herausbildung uner wünschter Gefügestrukturen, die die Gebrauchserfordernisse solcher Werkzeuge beeinträchtigen würden, ausgeschlossen wer den sollen.With the conventional heat treatment processes, also under Using the known laser hardening, these are requirements on small or fine pliers, if at all, only imperfectly to achieve if, furthermore, the formation of un desired structural structures that meet the usage requirements such tools would affect whoever that should.

Für das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem, das Laserhärten an Formelementen der Wirkstellen von Schneid zangen in der angestrebten Vollkommenheit auszuführen, bieten die im Stand der Technik verfügbaren Arbeits- und Lösungshin weise keine ausreichenden Anleitungen, um die von der Praxis gestellten Gebrauchsanforderungen an solche Zangen erfüllen zu können.For the problem underlying the present invention, Laser hardening on shaped elements of the cutting points pliers to perform in the desired perfection the work and solutions available in the prior art do not have sufficient instructions to practice meet the requirements for use of such pliers to be able to.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Härten von fein gliedrigen Formelementen, wie sie beisielsweise die Schneiden von Feinzangen darstellen, bei Verbesserung der Warmbehandlungs effekte zu vereinfachen, um Werkzeuge dieser Art mit verbesser ten Gebrauchseigenschaften herstellen zu können.The aim of the invention is to harden fine structured elements, such as the cutting edges of fine tongs, with improvement of the heat treatment simplify effects to improve tools of this type with to be able to produce ten functional properties.

Der Erfindung liegt bei dieser Zweckbestimmung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit welchem das Härten geometrischer Formelemente an den Wirkstellen von Zangen, insbesondere der Schneiden an Seiten- und Vornschneidern von Feinzangen unter der Anwendung von Laserstrahlen mit hohem technisch-funktionellem Effekt durchführbar ist und bei dessen Ausführung ein dem Gebrauchszweck solcher Zangen entsprechendes Härtegefälle in Form einer hohen Schalenhärte bei nach innen hin abnehmender Arbeitshärte und steigender Zähigkeit erreicht wird.The object of the invention is to achieve this purpose based on specifying a method by which hardening geometric form elements at the working points of pliers, especially the cutting on side and front cutters of fine tongs using laser beams with high technical-functional effect is feasible and in its Execution according to the purpose of such pliers Hardness gradient in the form of a high shell hardness with inwards decreasing hardness and increasing toughness achieved becomes.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Laserstrahlbehandlung zum Härten der Zangenwirkstellen vorgenommen wird, nachdem die Zangenteile, d. h. die beiden entsprechend vorgearbeiteten Zangenhälften zunächst auf die erforderliche Funktionsfestigkeit vergütet, sodann miteinander, z. B. durch Nietung verbunden worden sind und anschließend die Wirkstellen im Zangenmaulbereich auf die notwendige Schneidenhärte vergütet worden sind. This object is achieved according to the invention in that the laser beam treatment for hardening the forceps effective points is made after the pliers parts, d. H. the two correspondingly prepared pliers halves first on the required functional strength, then remunerated, e.g. B. have been connected by riveting and then the effective points in the forceps jaw area to the necessary Cutting edge hardness has been tempered.

In zweckmäßiger Ausgestaltung dieses Härteverfahrens erfolgt die Laserstrahlhärtung der Zangenschneiden in unmittelbarer Nachbarschaft, jedoch hinter der Schneidkante durch eine in einer geraden Spur verlaufenden Härtebahn, wodurch im Bereich der Schneide eine hohe Arbeitshärte und in den an schließenden Werkstoffzonen des Schneidenbereiches eine die Funktion der Werkzeugschneide garantierende Funktionshärte bereitgestellt ist.This hardening process is carried out appropriately the laser beam hardening of the cutting edges in the immediate Neighborhood, but behind the cutting edge by a in a straight track running hardness track, which in High cutting hardness in the area of the cutting edge closing material zones of the cutting area a die Function of the cutting edge guaranteeing functional hardness is provided.

Mit diesem Verfahren ist es möglich geworden, zwischen der Schneidenspitze und dem sogenannten Schneidensockel ein steuerbares Härtegefälle zu erzeugen, dessen Verlauf und dessen Größe mit den Mitteln der Erfindung je nach Anwendungs zweck des Zangenwerkzeuges einfach vorbestimmbar und ausführ bar ist.With this procedure it has become possible to distinguish between the Cutting tip and the so-called cutting base to generate controllable hardness gradient, its course and its size with the means of the invention depending on the application Purpose of the pliers tool easy to determine and execute is cash.

Es ist klar, daß Verlauf und Größe des Härteprofiles zwischen der Schneidenspitze zum Schneidensockel hin in zweckmäßiger Art und Weise durch die Steuerung der Arbeitsgeschwindig keit des Laserstrahles erfolgen kann und daneben durch den wählbaren Abstand der Härtebahn zur Schneidenspitze die ange strebte oder notwendige Arbeitshärte wirksam und vorteilhaft beeinflußt werden kann.It is clear that the course and size of the hardness profile between the cutting tip towards the cutting base in a more appropriate Way by controlling the working speed speed of the laser beam and can be done by the selectable distance of the hardening path to the cutting tip aspired or necessary work hardness effectively and advantageously can be influenced.

Die Werkzeugschneiden behalten dabei im Bereich des Schneiden sockels bei der erforderlichen Arbeitshärte die hier not wendige hohe Zähigkeit und erhalten im Bereich der Schneide eine gesteigerte Verschleißfestigkeit, wie das vor allem für das Schneiden feiner aber auch hochfeinster Drähte für ver schiedene praktische Anwendungsmöglichkeiten erwünscht ist.The tool edges keep in the area of the cutting sockels with the required working hardness here agile high toughness and preserved in the area of the cutting edge increased wear resistance, especially for cutting fine but also very fine wires for ver different practical applications is desired.

Claims

1. A method for hardening metallic materials by means of laser radiation, in particular for hardening the shaped elements at the active sites of pliers, for example the cutting on side and front cutters of fine pliers, characterized in that the laser beam treatment for hardening the pliers active sites is carried out after the pliers parts , ie the two correspondingly prepared pliers halves are first remunerated to the required functional strength, then z. B. have been connected by riveting, and then the pliers jaw area has been compensated for the otherwise necessary cutting edge hardness.

2. The method for laser curing according to claim 1, characterized records that the laser beam hardening of the cutting edges in the immediate vicinity, but behind the cutting edge edge due to a hardness running in a straight track track is made.