DE938487C

DE938487C - Verfahren zum Oberflaechenhaerten von Werkstuecken

Info

Publication number: DE938487C
Application number: DEW4077D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Schoenbacher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1943-11-10
Filing date: 1943-11-10
Publication date: 1956-02-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Oberflächenhärten von Werkstücken . mittels einer induktiven Erhitzervorrichtiung und anschließendem Abschrecken der erhitzten Oberfläche durch eine Kühlflüssigkeit: Bei den bekannten induktiven Verfahren -zum Oberflächenhärten wird das Kühlmittel senkrecht oder in schräger, jedoch von der E:rhitze@rvorrichtung abgekehrter Richtung gegen die zuvor erhitzte Oberfläche gespritzt. Dabei entsteht ein allmählicher Übergang von der kalten zur erhitzten Zone und dadurch nicht die erwünschte Schroffheit des Abschreckvorganges.
Gemäß der Erfindung wird die Kühlflüssigkeit so vor der Erhitzervorrrichtung auf das Werkstück gespritzt, daß die an der Werkstückoberfläche haftende Flüssigkeitshaut gegen die beheizte Zone läuft. _ - " In der Zeichnung wird das Verfahren an Hand einiger schematischer Beispiele erläutert.
Fig. z zeigt ein Werkstück i in waagerechter Anordnung, dessen ebene Fläche ja oberflächengehärtet werden soll. Das Werkstück wird an denn Induktor 2 in der durch den Pfeil 3 angegebenen Vorschubrichtung vorbeibewegt. Der Kühlmittelstrahl ist durch den Pfeil 4 versinnbildlicht. Nach Fig. 2 wird ein zylindrisches Werkstück oberflächengehärtet. Die einzelnen Teile haben dieselben Bezugszeichen wie bei dem Beispiel nach Fig. i. Bei dem Beispiel nach Fig. 2 führt das Werkstück i die Vorschubbewegung gegenüber dem Induktor 2 in Pfeilrichtung 3, d.. h. von unten nach oben, aus. Die Kühlflüssigkeit wird ringsherum entsprechend den Pfeilen 4 von oben nach unten auf die Werkstü.ckob.erfläche gespritzt, so daß sie gegen die Glut läuft.
Der Unterschied gegenüber dem bisher üblichen Abschrecken besteht also darin, - daß die Kühlflüssigkeit so vor das Heizgebiet der Erhitzervorrchtung gespritzt wird, daß auf der Werkstückoberfläche eine Flüssigkeitshaut zu der beheizten Oberflächenzone hinfließt. Bei Beginn des Härtens werden die Kühlflüssigkeitsdüsen,erst eingeschaltet, wenn die im Bereich der Erhitzervorrichtung stehende Oberflächenzone genügend aufgeheizt ist. Fließt nun die Flüssigkeit auf der kalten Werkstückoberfläche gegen die Glut, so bildet sich auf Grund der aus der Physik als Leidenfrostsches Phänomen bekannten Erscheinung an einer ausreichend erwärmten Stelle der Werkstückoberfläche Dampf, der die Flüssigkeitshaut abhebt und somit ihre Kühlwirkung beseitigt. Hierbei bildet sich eine scharfe Grenze zwischen gekühlter Fläche und Glut aus. Der an dieser Grenze hervorgerufene Temperaturabfall-wird mitder jeweiligen Härtevorschübgeschwindigkeit durchlaufen, so daß sich fortlaufend eine sehr schroffe Abschreckung ergibt. Es ist dadurch ein äußerst gleichmäßiges Härtegefüge erzielbar. Das beschriebene Abschreckverfahren setzt eine relativ zur Kühlwirkung große spezifische Heizleistung voraus.
Beim Erreichen der Glutzone tritt, wie gesagt, eine lebhafte Verdampfung der Flüssigkeit auf. Der Dampfschleier hebt die überschüssige Flüssigkeit gewissermaßen über die Glutzone hinweg, -so daß sich hinter der Glutzone wieder eine Flüssigkeitshaut bilden kann, die abfließt. Dieses Abheben über der Glutzone kann bei runden Werkstücken gemäß Fig.2 gegebenenfalls dadurch unterstützt werden, däß man das Werkstück in Drehung versetzt.
Fig. 3 zeigt die Anwendung des Verfahrens beim Oberflächenhärten eines Zahnrades mittels eines in die Zahnlücke eingeführten Induktors a. Die Glutzone ist an der Zahnkopffläche 5 durch die gestrichelte Grenzlinie angedeutet. Die Kühlflüssigkeit wird auf der Zahnkopffläche entsprechend den Pfeilen 4 gegen die Glutgespritzt. Auf Grund der beschriebenen physikalischen Erscheinung bildet sich auch -hier wieder eine scharf eingedämmte Glutzone heraus, so daß der mittlere Teil der Zahnkopffläche, wie es anzustreben ist, kalt bleibt. Aus der Fig.4, die einen Zahn im Grundriß zeigt, ist zu. erkennen, daß eine bis zur Zahnkopffläche gleichmäßig verlaufende Härteschicht 6 auf jeder Flanke erhalten wird. Das Übergangsgefüge ist mit 7 bezeichnet. Der mittlere Teil der Zahnkopffläche ist unbeeinflußt geblieben. Zum Abschrecken der von dem Induktor geheizten Zahnflanken und des Zahngrundes ist eine nicht dargestellte Düse vorgesehen, die die Kühlflüssigkeit im Sinne der Erfindung gegen die Glut entläßt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Oberflächenhärten von Werkstücken mittels einer induktiven Erhitzervorrichtung und anschließendem Abschrecken der erhitzten .Oberfläche durch eine Kühlflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Kühlflüssigkeit so vor der Erhitzervorrichtung auf das Werkstück gespritzt wird, daß die an der Werkstückoberfläche haftende Flüssigkeitshaut gegen die beheizte Zone läuft. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 164 153, 593 507, 626 463, 697 995.