DE897577C

DE897577C - Stahl fuer aussen harte und innen zaehe Maschinenteile

Info

Publication number: DE897577C
Application number: DEB5428D
Authority: DE
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1938-11-26
Filing date: 1938-11-26
Publication date: 1953-11-23

Description

Stahl für außen harte und -innen zähe Maschinenteile Maschinenteile, die außen Glashärte und innen einen zähen Kern besitzen sollen, z. B. Getriebeteile und kleine Zahnräder, wurden bisher vorwiegend aus legierten oder unlegierten Stählen hergestellt; dann wurde die harte Oberflächenschicht durch ein Oberflächenhärteverfahren, z. B. Zementieren in festen und flüssigen Einsatzmitteln oder Nitrieren, gehärtet.
Dieses Verfahren ist verhältnismäßig umständlich und kostspielig.
Gemäß vorliegender Erfindung ist es gelungen, mit besonderen Stählen das Verfahren zur Herstellung solcher Maschinenteile wesentlich zu vereinfachen.
Maschinenbauteile, die aus den erfindungsgemäß zu verwendenden Stählen hergestellt werden, brauchen nur von Temperaturen zwischen 700 und 95o° in einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, oder in einem Warmbad von ioo bis 3oo" Temperatur abgeschreckt zu werden. Nach diesem Abschrecken empfiehlt es sich, diese Stähle zu entspannen bei Temperaturen von ioo bis 40o°, doch ist das Entspannen keineswegs immer unbedingt nötig.
Durch umfangreiche Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß nur Stähle mit o,7o bis i,5o °/o Kohlenstoff, deren sonstige Zusammensetzung in einem sehr engen Bereich liegt und die einen sehr großen Reinheitsgrad besitzen, den Anforderungen, die an sie bei einer derartigen Verwendung, insbesondere als Ersatz für Einsatzstähle, gestellt werden müssen, entsprechen.
Vor allem muß der Siliciumgehalt unter o,io °/o liegen, sowie der Phosphorgehalt unter o,oo8 °/o. Liegt auch nur eines dieser Legierungselemente höher, so tritt schon eine zu starke Einhärtung ein. Es können daher Stähle, bei denen der Silicium- oder der Phosphorgehalt oberhalb dieser Grenzen liegt, nicht als Ersatz für Einsatzstähle herangezogen werden. Auch muß der Mangangehait unter 0,25 0/0 liegen.
Kupfergehalte über 0,05 0/0 oder Nickelgehalte über o,io 0/0 oder Chromgehalte über o,io % verschlechtern ebenfalls wesentlich die Eigenschaften dieser Stähle. Wichtig ist, daß diesen Stählen noch o,o2 bis o,io 0/0 Aluminium zulegiert wird. Werden z. B. Zahnräder aus diesem erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl hergestellt, so sind sie in ihren Laufeigenschaften und in ihrer Haltbarkeit Zahnrädern, die aus Einsatzstählen, auch legierten Einsatzstählen, hergestellt werden, überlegen.
An dem nachfolgenden Beispiel sei gezeigt, wie wichtig die Einhaltung der erfindungsgemäß anzuwendenden Legierungsgrenzen ist.
Eine Schmelze A mit 1,13 % Kohlenstoff, o,18 0/0 Silicium, 0,23 % Mangan und o,o16 % Phosphor erwies sich als unbrauchbar.
Eine Schmelze B mit 1,05 % Kohlenstoff, o,ög 0/0 Silicium, o,18 % Mangan, 0,13 % Phosphor ist wegen ihres hohen Phosphorgehaltes für diesen Zweck nicht verwendbar.
Eine Schmelze C mit 1,05 % Kohlenstoff, o,16 0/0 Silicium, o,ig % Mangan, 0,005 % Phosphor entsprach wiederum wegen ihres hohen Siliciumgehaltes nicht.
Eine Schmelze D enthielt 1,o5 % Kohlenstoff, o,o6 % Silicium, o,15 % Mangan, o,oo7 % Phosphor. Diese Schmelze entspricht dem erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl und hat bei der praktischen Verwendung vorzüglich entsprochen. Alle diese Stähle "enthielten o,o5 % Aluminium. . Aus diesen Beispielen geht eindeutig hervor, daß Maschinenteile, die eine glasharte Oberfläche und einen zähen Kern besitzen sollen, wie dies z. B. bei der Einsatzhärtung erreicht wird, nur aus der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung vorteilhaft erzeugt werden können.
Es ist bekannt, für diesen Zweck Kohlenstoffstähle mit geringen Aluminiumgehalten heranzuziehen, doch ist aus dem angeführten Beispiel einwandfrei zu erkennen, daß ein Aluminiumzusatz allein nicht genügt, sondern der entsprechende Erfolg nur dadurch erzielt werden kann, daß außer diesem Aluminiumzusatz gleichzeitig der Siliciumgehalt unter o, 1o % und der Phosphorgehält unter o,oo8 0/0 liegen muß, dabei darf aber der Mangangehalt o,25 % nicht übersteigen.

Claims

PATENTANSPR V CI'IE: _. Die Verwendung eines Stahles mit o,7o bis 1,50 % Kohlenstoff, o,o2 bis o,io % Aluminium, unter o,io % Silicium, unter o,25 % Mangan, unter o,ooß % Phosphor, Rest Eisen als Werkstoff für Maschinenteile, die im abgeschreckten oder im abgeschreckten und bei ioo bis 40o° angelassenem Zustande außen eine hohe Härte, z. B. Glashärte, und innen einen zähen Kern besitzen müssen.
2. Die Verwendung eines Stahles mit der Zusammensetzung nach Anspruch i, der jedoch noch unter 0,05 % Kupfer, unter o,io % Nickel, unter 0,10% Chrom, einzeln oder gemischt, enthält, für den Zweck nach Anspruch i.