DE881669C - Oberflaechenhaerten von Werkstuecken aus Verguetungsstahl - Google Patents

Description

• Oberflächenhärten von Werkstücken aus Vergütungsstahl

  Es ist an sich. bekannt, Vergütun igs@st@ähle, die für

  Maschinenbauteile der vers:clii.cderis,teni Art ver-

  wendet werden, an der Oberfläche zti härten. Das

  Härten bann hierbei so erfolgen, da.ß die zuvor

  durch Härten und Anlassen herbeigeführte Ver-

  ütung des Werkst.ückcs im Kern durch d.iv Härte-

  l:;handlung an der 0lerflächunberührt l;leiht, und

  sind hierfür Erhitzun.gsiverfahren entwickelt

  worden, nach denen entweder das Beheizen mit Gas-

  flanim.en oder el,e#l:tro#itiiduhtiv durclig#,füh.rt wird.

  Während man nach diesien he:hannten Verfa;liren an

  dkr Oberfläche, verhältnismäßig hohe Härten., bei-

  von, etwa 6a: Rc,erzielen kann, ist es

  atts Gründen der Erhaltung der erforderlichen

  Zähigkeit und der B°arbeit.barkeit im allgemeinen

  nicht möglich, die durch das Vergüten erzielte

  Festigkeit höher zu treiben als auf etwa 70 bis

  90 kg/mm2.

  Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, die

  Festigkeits@ und Zähigke itsverhältniisse bei an der

  Oberfläche, gehärteten Baustählen aus Vergütungs-

  stahl zu verbessern, unid er hat erkannt, daß dies

  möglich ist unter Anwendung einer b@cisoa-lideren neu-

  artigen VIehrfachlrehandlung, die zu Werkstücken

  mit zonenwe:i@se unterschiedlicher Härte und Festig-

  keit führt. Das Verfahren gemäß der Erfindung

  l-stelit darin" d@aß das, Werkstück zunächst durch

  Härten und Anlassen auf eine Festigkeit von, 55 l:is

  ioo l;,-/m1-n2 U.urchgehend vergütet wird. Eine der-

  artige Behandlung Behandlung isst an: sich bekannt unid wird,

  wie' auch sonst üblich, zweckmä.ßigerweise durch

  Erhitzen des `Werkstückes in einem Ofen durch-

  geführt. Anschließend an: diese Vergütung wird die

  sr,anai:he,bande Bearbeitung durchgeführt., sofern

  sie erforderlich ist. Sodann wird das `Verlcst!üclc

  einem erneuten Härten und Anlassen unterworfen,

  wobei aber rdiese Verglütungsbehandlung so geführt wird, daß sie nicht das gesamte. Werkstück bis, in den Kern hinein erfaßt, sondern lediglich eine mehr oder minder tiefe Außenzone. Diese Vergütungsbehandlung soll in der Außenzone zu einer gegenübier deren. Kern; erhöhten Festigkeit vom! 8o bis 140 kg/mm2 führen. Nachdem diese Behandlung abge!s!chlo!ssen ist, wird die WerkstückoberflUche gehärtet,wobei je nach eine Härte von 5o bis 65 Rc erreicht wird. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, nach dieser Oberflächenhärtung- das Werkstück zu entspannen, was bei Temperaturen zwIsichen, 140 und 2-30° gcschehen kann. An Stelle des ersten. Vergü!tens. kann auch in manchen Fällen ein. Normalisieren erfolgen, oder es kann die erste Wärmebehandlung Überhaupt entfallen, so daß der Kern in naturhartem Zustand (geglüht) vorliegt.
• Das Ergebnis dieser Behandlung ist ein Werkstück, das aus drei Zonen verschiedener Festig!keit bzw. verschiedener Härte aufgebaut ist. Gegenüber den bekanntenWerkstücken, die vergütet oder oberflächengehärtet sind und nur zwei Zonen aufweisen, ergeben sich erhebliche Vorteile, weil einerseits durch die verhältnismäßig niedrige Kernfestigkeit eine hohe Kernzähigkeit erzielt wird, andererseits wirkt sich die gegenüber dem Kern erhöhte Festigkeit der zweiten Zone in einer Erhöhung der Gesamtfestigkeit des Werkstüe'kes aus. schafft die zweite Zone für die verhältnismäßig schwache äußere Härteschicht eine feste Grundlage, die verhindert, daß die dünne Härteschicht bei Beanspruchungen eingedrückt und somit unwirksam wird. Es ist an sich bekannt, daß es beim,Oberflächenhärten von wesentlichem Vorteil ist, ein gutes sog. Übergangsgefüge zwischen gehärteter Oberflächenschicht und Kern zu erzeugen. Während man bei den bisherigen Oberflächenhärteverfahren darauf angewiesen ist, daß sich dieses übergangsgefüge entsprechend der Temperaturverteilung bei der Oberflächenhärtung ausbildet, hat man es nach dem Verfahren gemäß der Erfindung in .der Hand, unter der Härteschicht eine Zone zu schaffen, durch die für jeden Verwendungszweck das Werkstück gegen die Betriebsbeanspruchungen besonders widerstandsfähig ist.
• Besondere Bedeutung hat das Verfahren gemäß der Erfindung für .die Herstellung von Zahnrädern, denen mit den bekannten Obertlächenhärteverfahren zwar an der Oberfläche .die gewünschte Härte erteilt werden kann, wobei aber die Gefahr besteht, daß der einzelne Zahn insgesamt entweder eine zu hohe oder zu geringe Festigkeit aufweist. Dieser Nachteil wird vermieden, wenn entsprechend der Erfindung die zweite Zone höherer Vergütungs.-festigkeit bis unter den Fußkreis der Zähne reicht.
• Wie bereits betont, wird die erste, das gesamte Werkstück erfassende Vergütungsbehandlung in üblicher Weise durch Erhitzen im Ofen od. dgl. durchgeführt. Die Erzeugung der zweiten Zone und das Oberflächenhärten werden mittels Gasbrenner oder elektroinduktiv durchgeführt. Sofern das erforderliche Erwärmen induktiv durchgeführt wird, können Vergütung der zweiten Zone und Oberflächenhärten in der gleichen Induktionseinrichtung durchgeführt werden, indem Leistung. Heizzeit und Frequenz des Heizstromes in Anpassung an die einzelnen Fälle verschieden gewählt werden. Das Verfahren gemäß .der Erfindung ist anwendbar auf alle härtbaren Stähle mit 0,3 bis i,o % Kohlenstoff, wobei die Stähle die an sich bekannten und Üblichen Zusätze, beispielsweise an Chrom und Mangan, erhalten können.
• Infolge der verbesserten Gesamteigenschaften der Werkstücke hinsichtlich Festigkeit und Zähigkeit ist es möglich, entweder bei Wahl .des gleichen Stahles mit geringeren Abmessungen oder bei Beibehaltung gleicher Abmessungen mit Stählen auszukommen, .die bisher für die betreffenden Verwendungszwecke auszuscheiden hatten.
• Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ist noch darin zu erblicken, daß die Verzugsverhältnisse günstiger sind als bei der normalen W'ärmebehandlung. Der Verzug ist, da heim Verfahren gemäß- der Erfindung das Werkstück zonenweise gehärtet und angelassen wird, geringer als wenn das ganze Stück auf verhältnismäßig hohe Festigkeit vergütet wird.
• Schließlich ist als Vorteil des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens zu erwähnen, daß es die Verwendung besonders dünner Oberflächenschichten gestattet. Die Gefahr des Eindrückens der Schicht wird durch die feste Zwischenzone vermieden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Oberflächenhärten von Werkstücken aus Vergütungsstahl, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück zunächst durch Härten und Anlassen auf eine Festigkeit von 55 bis i-oo°kg/mm2 durchgehend vergütet, sodann nach spanabhebender Bearbeitung in einer Außenzone durch erneutes Härten und Anlassen auf eine höhere Festigkeit von 9ö bis 14okg/mm2 so vergütet wird, daß davon nur eine in ihrer Tiefe wählbare Außenzone des Werkstückes erfaßt wird, worauf sich ein Oberflächenhärten auf 5o biGc 65 Rc und gegebenenfalls ein Entspannen bei 14o bis 23o° anschließen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß :die erste Vergütung ersetzt wird durch ein Normalisieren oder ganz entfällt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch -i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anwendung auf Zahnräder die zweite Vergütungszone bis unter den Fußkreis reicht.
4. 4. Verfahren nach Anspruch;i, 2, oder 3, dadurch .gekennzeichnet, daß die Vergütung der zweiten Zone und das Oberflächenhärten mittels Gasbrenner oder Induktionsgeräte durchgeführt werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 6z6 579, 673 369-