DE879554C

DE879554C - Verfahren zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften nitrierter Werkstuecke

Info

Publication number: DE879554C
Application number: DED1695D
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr-Ing Seulen; Hermann Dr-Ing Voss
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1944-07-11
Filing date: 1944-07-11
Publication date: 1953-06-15

Description

Verfahren zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften nitrierter Werkstücke Bekanntlich treten bei der für das Nitrieren der Oberfläche notwendigen langzeitigen Erhitzung des Stahles Verschlechterungen der mechanischen Eigenschaften ein. Insbesondere die molybdänfreien Chromsti!hle neigen zu einer verhältnismäßig starken NTersprädung infolge des langzeitigen Haltens der `'Werkstücke auf Temperaturen um Soo `= C. Die Folge hiervon ist eine Verminderung der Kerbzähigkeit des Kernes.
Es ist schon vorgeschlagen worden, die Kerbz iihi . gkeit nitrierter We@l#:stüche zu erhöhen, indem anschließend an das Nitrieren eine Warmbehandlung durchgeführt wird, die darin besteht, das Werkstück kurzzeitig auf Temperaturen zu erhitzen, die über der Nitriertemperatur liegen, und anschließend abzuschrecken. Besonders wirksam ist ein Erwärmen in dem Temperaturbereich von 580 bis 650 ° C. Mit diesem Verfahren, das zur Erhöhung der Kerbschlagwerte führt, ist die Gefahr der Verminderung der Oberflächenhärte verbunden.
Die Erfindung strebt an, die nützliche nachträgliche Wärmebehandlung nitrierter Werkstücke aus Stahl so zu führen, daß eine Schädigung der nitrierten Schicht nicht eintreten kann und daß darüber hinaus auch weitere Vorteile erzielt werden. Dieses Ziel wird zunächst dadurch erreicht, daß nitrierte Werkstücke elektro-in@duktiv über den gesamten Querschnitt auf eine Temperatur erwärmt werden, die im Dereich-vou-_,8ö bis 4o° C liegt, wobei die zwecltmäßig zu wählende Ternperaturhöhe abhängig ist von der Aufheizgeschwindigkeit und von den Legierungsanteilen des -zu behandelnden Werkstückes. Dabei wird- die Temperatur um so höher gewählt, je größer die Aufheizgeschwin@dgkeit ist. Zusätzlich wird durch geeignete Mittel eine geringere Temperatur in der nitrierten Oberfläche erzwungen, um eine Gefügezerfallserscheinung in dem nitrierten Gebiet zu unterbinden.
In der unter der Nitrierschicht liegenden Werk-. stücksahicht soll, die Temperatur über der Nitri@ertemperatur liegen, und zwar insbesondere zwischen 580 und 74o° C. In -den nitrierten Randgebieten dagegen soll die Temperatur niedriger liegen, und zwar höchstens Nitriertemperatur erreichen, oder es soll sogar in diesen Gebieten überhaupt keine oder nur eine unwesentliche Erwärmung eintreten.
Die Temperaturverteilung kann erzwungen werden durch Anwendung geeigneter Frequenzen. Abgesehen !hiervon ist es aber auch möglich, die Temperaturverteilung zu erzielen :durch ein Kühlen der nitrierten Oberflächen währeuld det - Nach-.behandlung. Als Kühlmittel kommen Wasser, Öl, Luft, Dampfnebel od. dgl. in Frage, und selbst bei der Verwendung von Flüssigkeiten kann -so vorgegangen werden, daß diese Mittel .gleichzeitig und von derselben Seite her auf dass Werkstück einwirken wie der Induktor selbst. Wie zu diesem Zweck verfahren werden muß, ist an sich dem Fachmann geläufig. Es können beispielsweise Induktoren mit hohlen Leitern verwendet werden, aus denen während des Erhitzens das Kühlmittel auf die Werkstückoberfläche austritt.
Es ist schon vorgeschlagen worden, das Erhitzen beim Nachbehandeln nitrierter Werkstücke im Ofen kurzzeitig vorzunehmen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es gegenüber einem Erhitzen, das bei Ofenerwärmung noch als kurzzeitig anzusprechen ist, besondere Vorteile bietet, die äußerst kurzen Heizzeiten, die elektroinduktiv möglich sind, auszunutzen. Gleichzeitig wird hierbei vorgeschlagen, mit höheren Temperaturen zu arbeiten. Die Temperaturenwerden um so höher angesetzt, je kürzer dieHeizzeit an sich ist. Dieses stoßartigeErwärmen auf verhältnismäßig hohe Temperatur gewährleistet besonders günstige Eigenschaften im Kern, wobei ebenfalls eine Verminderung der Härte der nitrierten Schicht vermieden ist, insbesondere dann, wenn gemäß! der Erfindung die nitrierten Schichten während des Heizprozesses kalt gehalten werden.
Die Temperaturführung kann auch so erfolgen, daß,über den Querschnitt gemessen, von außen nach innen vorerst ein Anstauen der Temperatur und in Richtung auf den Kern hin wieder ein Abfall der Temperatur eintritt. Hierdurchkann eine Vergleichmäßigung der Festigkeit im Kern des Werkstückes herbeigeführt w erden, da die Festigkeitsunterschiede der vorhergegangenen Vergütung durch die ungleich verteilteTernperatur ausgeglichen werden. Es bildet sich also ein mehr oder minder breites Temperaturmaximum unter der nitrierten Schicht, von welchem aus die Temperaturkurv4e zur rMittelachse des Werkstückes hin absinkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften nitrierter Werkstücke, die nach dem Nitrieren einerWärmebehandlung bei Temperaturen über der Nitr iertemperatur unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, .daß sie induktiv über .den gesamten Querschnitt mit ungleichmäßiger Temperaturverteilung derart erwärmt werden, daß die Temperaturen von den Randgebieten zum Kern hin ansteigen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen für die Nachbehandlung um so höher gewählt werden, je kürzer die Aufheizzeit ist.
3. Verfahren nach Anspruch i oder ,2,, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche während der Nachbehandlung mit einem geeigneten Kühlmittel, wie Wasser, 01, Luft oder Dampfnebel, gekühlt wird.