DE4333940C1 - Verfahren zum Behandeln von Teilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Teilen, insbesondere Stahl- und/oder Gußteilen.

Stahlteile werden unter Einsatz von Schutzgasen, wie Stickstoff, Stickstoff/Propan-Gemisch, Endogas, Exogas und dergleichen in einem Ofen auf die jeweilige Auste­ nitisierungstemperatur erwärmt und durch Abschreckmittel mit beliebigen Abschreckgeschwindigkeiten gehärtet (US-PS 2,673,821).

Viele der gehärteten Stahlteile werden anschließend in einer zweiten Wärmebehandlung bei Temperaturen zwischen 300 und 570°C oxidiert, um eine visuell ansprechendere Oberfläche zu bekommen und das Werkstück gegen Flugrost korrosionsbeständiger und gegen Abrieb widerstandsfä­ higer zu machen. Es bildet sich ein blaues Eisenoxid- Fe₃O₄, das zu dem Begriff "Bläuen" geführt hat.

Mit den herkömmlichen Schutzgasen, die beim Härteprozeß zum Einsatz kommen, ist ein Oxidieren (Bläuen) der Ober­ fläche der Stahlteile nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bläuen von Teilen während des Härtens zu schaffen.

Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruches 1 be­ rücksichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabe er­ findungsgemäß gelöst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Erfindung kann auf eine nachgeschaltete Oxi­ dationsbehandlung verzichtet werden, da die Stahl und/oder Gußteile eine gleichmäßig, dünne Oxidschicht (Ei­ senoxid) durch Einleiten oder Verdüsen eines reduzie­ renden und gleichzeitig oxidierenden Reaktionsgases im Ofenraum während dem Härteprozeß bei der jeweiligen Härtetemperatur erhalten. Das gleichzeitige Bläuen und Härten der Teile erhöht die Wirtschaftlichkeit des Ver­ fahrens. Überraschenderweise konnten die zum Erzeugen des Flammenschleiers verwendeten Mengen an Kohlenwas­ serstoffen durch Einspeisen des Reaktionsgases fast halbiert werden. Durch die Einspeisung der oxidierenden Komponenten wie Wasser, Kohlendioxid oder Luft wird die Rußbildung durch unvollständige Verbrennung der Flammen­ gase, beispielsweise des Propans, stark gemindert, so daß die Reinigungsintervalle des Ofenraumes ebenfalls größer werden.

Durch die Erfindung wird ein reduzierendes und gleich­ zeitig oxidierendes Reaktionsgas über eine an sich be­ kannte Injektor-Sprühlanze in einen Härteofen einge­ speist und dadurch eine Gasatmosphäre geschaffen, die leicht oxidierend wirkt. Als Reaktionsgas werden bevor­ zugt die reinen, flüssigen Stoffe Methanol und Wasser sowie gasförmiger Stickstoff mit Hilfe der Injektor- Sprühlanze gemischt und gelangen über die Austrittsboh­ rungen fein verdüst in den heißen Teil des Ofenraumes. Durch die hohe Ofentemperatur verdampfen die flüssigen Stoffe, wobei sich gasförmiges Methanol in zwei Teile Wasserstoff und einen Teil Kohlenmonoxid aufspaltet. Methanol-Spaltgas bildet die reduzierende Komponente, während Wasserdampf die oxidierende darstellt. Stick­ stoff dient zur Verdüsung der flüssigen Stoffe und zur Verdünnung der oxidierenden und reduzierenden Bestand­ teile der Gasatmosphären. Das Härtegut wird außerhalb des Ofens auf ein Transportsystem gelegt und über dieses in den Ofenraum befördert. Im Ofenraum werden die Teile auf die jeweilige Austenitisierungstemperatur (860-940°C) erwärmt und fallen dann schlagartig in ein Ab­ schreckbad, insbesondere ein Öl- bzw. Salzbad. Während der Aufheiz- und/oder Haltephase wird die Oberfläche der Teile durch den Wasserdampf in der Gasatmosphäre des Ofens leicht oxidiert. Damit die Oxidation der Teile nicht schon bei niedrigen Temperaturen erfolgt, wird der Flammenschleier, der sich im unteren Teil des Ofenein­ laufes befindet, optimal eingestellt, d. h., die Menge an Propan oder Erdgas (Kohlenwasserstoffe) wird so auf die eingespeiste Menge des Reaktionsgases abgestimmt, daß der Flammenschleier Sauerstoff abbindet und somit eine frühzeitige Oxidation der zu härtenden Teile ver­ hindert wird. Der Flammenschleier ist quer zur Förder­ richtung installiert. Die Mengen an Propan liegen bei 100-2000 l/h und die Reaktionsgasmengen bei 2-20 m³/h.

Durch das neue Verfahren konnten gleichmäßige und gut haftende Schichten (blaue Farbe) beim Härten von Stahl­ teilen eingestellt werden. Eine Blasenbildung wurde nicht festgestellt.

Das Verfahren nach der Erfindung wurde vorstehend mit dem Reaktionsgas Stickstoff-Methanol-Wasser beschrieben. Es ist selbstverständlich auch mit anderen Reaktions­ gasen durchführbar, die eine reduzierende und oxidie­ rende Komponente aufweisen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Behandeln von Teilen, insbesondere Stahl- und/oder Guß-Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile in einem Ofen mittels Einleiten oder Verdüsen eines reduzierend und oxidierend wirkenden Reaktionsgases bei Härtetemperaturen im Ofenraum gemeinsam oxidiert (Bläuen) und gehärtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Reaktionsgases ein Methanol- Wasser-Gemisch verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Reaktionsgases eine Flüssig­ keit verwendet wird, die mit gasförmigem Stickstoff verdüst und verdünnt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgas durch Verdüsen in dem Teil des Ofens erzeugt wird, in welchem die Teile auf die Endtemperatur beim Härten erwärmt werden.