DE4332854C2 - Verwendung einer ferritischen Eisenlegierung für Impulsräder und Verfahren zu ihrer Wärmebehandlung - Google Patents
Verwendung einer ferritischen Eisenlegierung für Impulsräder und Verfahren zu ihrer WärmebehandlungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer ferritischen Eisenlegie
rung als Werkstoff zur Herstellung von Impulsrädern sowie ein zugehö
riges Verfahren zur Wärmebehandlung.
Impulsräder werden beispielsweise in der KFZ-Technik für Anti-Bloc
kier-Systeme benötigt. Dabei ist ein Impulsrad an einer Nabe montiert
und erzeugt bei drehendem Rad im induktiven Drehzahlfühler eine Wech
selspannung, deren Frequenz proportional der Radgeschwindigkeit ist.
Aus Gründen des Korrosionsschutzes ist es allgemein üblich, daß die
Impulsräder aus einem rostbeständigen ferro-magnetischen Stahlband
hergestellt werden. Dabei werden zunächst die Impulstaschen ausge
stanzt, anschließend wird das Band gerollt und durch Widerstands
schweißen zusammengefügt. Nach dem Entgraten der Schweißnaht werden
die Impulsräder auf die Nabe des Rades aufgepreßt, wobei Bedingung
ist, daß die Teilungsgenauigkeit der ausgestanzten Taschen wegen der
Erzeugung gleichmäßiger Impulse beim Aufpreßvorgang auf die Nabe nicht
verändert werden darf.
In diesem Zusammenhang ist auch bekannt, für diesen Zweck einen hoch
legierten, titan- oder niob-haltigen schweißbaren Werkstoff der Be
zeichnung X 6 CrTi 17 zu verwenden. Aus diesem Werkstoff gefertigte
bzw. geschweißte Impulsräder zeigen in der Schweißnaht ein feinkörni
ges Schweißgefüge. Da der Titangehalt dafür sorgt, daß der nach der
Werkstoffanalyse enthaltene Kohlenstoff als Titankarbid abgebunden
wird, fehlt eine Gefügeaufhärtung mangels "freiem" Kohlenstoff bzw.
Eisen-Chrom-Karbid-Ausscheidungen. Dies bedeutet, daß der Werkstoff
des Impulsrades in der Schweißnaht weicher ist als das restliche Mate
rial.
Durch Überschreiten der Rekristallisationstemperatur beim Schweißen
einerseits sowie der bereits beschriebenen fehlenden Aufhärtung beim
Schweißen andererseits entsteht eine breite weiche Stelle im Impulsrad
innerhalb der Schweißnahtzone. Beim Aufpressen auf die Nabe mit ent
sprechender Spannung entstehen nun aufgrund der niedrigen Streckgrenze
Plastifizierungen, partiell innerhalb des Schweißnahtbereiches, wo
durch dort ein überhöhter Teilungsfehler des Impulsrades auftritt, der
nachfolgend nicht mehr korrigierbar ist. So werden also die der
Schweißnaht benachbart anliegenden Taschen stark plastisch überdehnt,
während die restlichen Impulstaschen niedrige elastische Deformationen
aufweisen und somit unterschiedliche Maße innerhalb des Impulsrades
auftreten, die als Teilungsfehler zu unbrauchbaren Impulsfrequenzen
führen.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine hochchromhaltige schweiß
bare ferritische Eisenlegierung vorzuschlagen, die im Schweißnaht
bereich zumindest die gleiche Härte und Streckgrenze wie im übrigen
Material aufweist.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine besonders geeignete Wärme
behandlung der vorgeschlagenen Legierung anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung einer
ferritischen Eisenlegierung bestehend aus:
max. 0,12% C,
max. 1,00% Si,
max. 1,00% Mn,
max. 0,045% P,
max. 0,030% S,
max. 18% Cr,
Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen als Werkstoff zur Her stellung von Impulsrädern.
max. 0,12% C,
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max. 1,00% Mn,
max. 0,045% P,
max. 0,030% S,
max. 18% Cr,
Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen als Werkstoff zur Her stellung von Impulsrädern.
Durch die fehlende Abbindung des umwandlungsfähigen Kohlenstoffanteils
durch die kohlenstoffstabilisierenden Elemente Titan oder Niob steht
der vorhandene Kohlenstoff zur Gefügeumwandlung im ternären System
Fe-Cr-C zur Verfügung. Dadurch wird in der Schweißnaht gegenüber dem
übrigen Material eine leichte Aufhärtung und Streckgrenzensteigerung
erreicht. Die Ferritfeinkörnigkeit im sogenannten Temperaturübergangs
bereich (Rekristallisations-Temperaturbereich) ist durch die kurzzei
tige Temperaturbeaufschlagung während des Schweißprozesses gewähr
leistet, da das Ferritkornwachstum ohne stabilisierende Elemente wie
Titan zwar im wesentlichen von der Höhe der Temperatur abhängt, aber
auch zeitabhängig ist.
Durch diese Eigenschaftsänderungen im Bereich der Schweißnaht werden
Plastifizierungen mit ihren negativen Folgen für die Impulsgewinnung
vermieden, d. h. es tritt kein Teilungsfehler auf und es wird ein
fester Preßsitz des Impulsrades auf der Nabe erreicht.
Wird eine derartige Legierung zusätzlich etwa 30 Minuten bei 920°C
geglüht, so wird eine α-Matrix mit Chrom-Eisen-Karbid-Ausscheidung
erzielt, die dem Gefüge im Schweißnahtbereich und im gesamten Quer
schnitt eine gleichmäßig hohe Festigkeit und Fließgrenze verleiht.
Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläu
tert:
Aus einem rostbeständigen, ferro-magnetischen Stahlband der Zusammen
setzung 0,10% Kohlenstoff, 0,38% Mangan, 0,002% Schwefel, 17,2%
Chrom wurden in gleichmäßigen Abständen Impulstaschen ausgestanzt.
Anschließend wurde das Band gerollt und durch Widerstandsschweißen zu
einem Impulsrad gefügt.
In der einzigen Darstellung ist über eine Anzahl von Meßpunkten die
Härte obengenannter Legierung im Schweißnahtbereich und im angrenzen
den Bereich aufgetragen. Die Mitte der Schweißnaht entspricht dem
Meßpunkt 20 und der Abstand von Meßpunkt zu Meßpunkt beträgt 0,1 mm.
Dabei wird durch die erfindungsgemäße Legierung in der Schweißnaht
gegenüber dem übrigen Bandmaterial eine Aufhärtung erzielt, wie die
Kurve beweist, deren Meßpunkte durch einen Kreis dargestellt sind.
Während beiderseits der Schweißnaht eine Härte im Bereich von etwa 210
bis 220 Kilopond pro Quadratmillimeter bzw. von 220 bis 230 Kilopond
pro Quadratmillimeter gemessen wurde, wurden im Bereich der Schweiß
naht Härtewerte ermittelt, die sich zwischen 260 und 300 Kilopond pro
Quadratmillimeter bewegen.
Wird dagegen die Legierung einer halbstündigen Glühbehandlung bei
920°C unterworfen, so flachen die Härtespitzen der Schweißnaht ab
und es entsteht über den gesamten Querschnitt gesehen ein etwa
konstanter Verlauf im Bereich zwischen 200 bis 240 Kilopond pro
Quadratmillimeter.
Claims (2)
1. Verwendung einer ferritischen Eisenlegierung, bestehend aus (in
Gew.-%)
max. 0,12% C,
max. 1,00% Si,
max. 1,00% Mn,
max. 0,045% P,
max. 0,030% S,
13 bis 18% Cr
und Eisen mit erschmelzungsbedingten Verunreinigungen als Rest
als Werkstoff zur Herstellung von Impulsrädern.
max. 0,12% C,
max. 1,00% Si,
max. 1,00% Mn,
max. 0,045% P,
max. 0,030% S,
13 bis 18% Cr
und Eisen mit erschmelzungsbedingten Verunreinigungen als Rest
als Werkstoff zur Herstellung von Impulsrädern.
2. Verfahren zur Wärmebehandlung der nach Anspruch 1 zu verwendenden
Legierung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung ca. 30 Minuten bei 920°C
geglüht wird.
Priority Applications (1)
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|---|---|
| DE4332854A1 DE4332854A1 (de) | 1994-04-21 |
| DE4332854C2 true DE4332854C2 (de) | 1994-10-06 |
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