DE939692C - Method and device for the heat treatment of steel wire or strip - Google Patents
Method and device for the heat treatment of steel wire or stripInfo
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- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
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Description
Verfahren und Vorrichtungen zur Warmbehandlung von Stahldraht oder -band Die Erfindung betrifft verbesserte Verfahren und Vorrichtungen für die Wärmebehandlung von Stahldraht oder -band.Processes and devices for the heat treatment of steel wire or tape The invention relates to improved methods and apparatus for heat treatment of steel wire or tape.
Bei der Wärmebehandlung von Stahldraht oder -band im Durchlauf wurde das Gut früher meist durch einen vorzugsweise mit Gas befeuerten Heizofen hindurchgeführt. Diesem Verfahren haften Mängel an. Die Oberfläche des Drahtes wird stellenweise entkohlt, das- Erhitzen erfolgt zu langsam, und das Gut muß auf eine höhere Temperatur erhitzt werden als diejenige, von der aus es zur Härtung abgeschreckt werden soll. Man hat bereits versucht, diese Nachteile dadurch zu beheben, daß das Gut durch Widerstandserhitzung erwärmt wird. Solche Versuche sind seit 5o Jahren angestellt worden, doch hat sich keines der Verfahren in der Praxis einführen können.During the heat treatment of steel wire or strip in a continuous In the past, the goods were usually passed through a heating furnace that was preferably fired with gas. There are flaws in this process. The surface of the wire becomes in places decarburized, the heating is too slow, and the material has to be at a higher temperature than that from which it is to be quenched for hardening. Attempts have already been made to remedy these disadvantages by having the good through Resistance heating is heated. Such attempts have been made for 50 years has been, but none of the procedures has been able to be implemented in practice.
Das Erhitzen des Drahtes oder Bandes wurde dabei- so durchgeführt, daß ein elektrischer Strom durch ein Stück bestimmter Länge geleitet wurde. Der Draht oder das. Band wurde.bei..Erreichen der gewünschten Temperatur in einem gleichzeitig als. Stromführungselektrode wirkenden metallischen Schmelzbad, der sogenannten Kühlbadschmelze., abgeschreckt.The heating of the wire or tape was carried out in such a way that that an electric current was passed through a piece of certain length. Of the Wire or the. Tape was.being .. reaching the desired temperature in one at the same time as. A metallic melt bath acting on the current-carrying electrode, the so-called cooling bath melt., deterred.
Erfindungsgemäß wird nun als vordere Elektrode, älsö 'als' diejenige Elektrode, die der Draht beim-Durehlauf zuerst passiert, auch eine Schmelze vorgesehen, die im folgenden als Kontaktschmelze bezeichnet wird. Das Aufheizen des Behandlungsgutes erfolgt also durch Widerstandserhitzung derart, daß beide Elektroden als Schmelzen ausgebildet sind, wobei der ersten zu durchlaufenden Schmelze nur die Aufgabe der Stromzuführung zukommt.According to the invention, "älsö" is now used as the front electrode as "that Electrode that the wire passes through first, also a melt provided, hereinafter referred to as contact melt. The heating of the item to be treated is done by resistance heating in such a way that both electrodes melt are formed, the first melt to be passed through only the task of Power supply comes.
Man hat schon bei der Behandlung von Draht Schmelzbäder, die als Kühlbäder- dienten, gleichzeitig zur Stromzuführung verwendet, jedoch hat man nicht die als Elektroden dienenden Vorrichtungen, soweit sie nur der Stromzuführung dienen sollten, ebenfalls als Schmelzen ausgebildet. Es hat sich herausgestellt, daß dies jedoch der entscheidende Schritt für die Brauchbarmachüng der Widerstandserhitzung im Rahmen der vorliegenden Verfahren ist und daß durch diesen Schritt die bisher der Widerstandserhitzung entgegenstehenden Schwierigkeiten behoben wurden.Already in the treatment of wire weld pools, which are used as cooling baths served, at the same time used for power supply, but one does not have the as Devices serving electrodes, as far as they are only intended to be used for power supply, also designed as melts. It has been found to be so, however the crucial step in making the resistance heating usable in the frame of the present method is and that by this step the hitherto the resistance heating opposing difficulties have been resolved.
Die Erfindung kann angewendet werden, um in kontinuierlichem Arbeitsgang Stahldraht u. dgl. durch seinen elektrischen Widerstand auf Temperaturen über dem oberen Umwandlungspunkt zu erhitzen, woraufhin er auf eine gewünschte be-_ stimmte Temperatur abgeschreckt wird, von der aus er dann weiterbehandelt oder bis auf Raumtemperatur abgekühlt wird.The invention can be applied to in a continuous operation Steel wire and the like due to its electrical resistance to temperatures above that to heat the upper transition point, whereupon he adjusted to a desired particular Temperature is quenched, from which it is then further treated or down to room temperature is cooled.
Im Rahmen der Erfindung werden auch Vorrichtungen und Verfahren angegeben, um das auf diese Weise auf bestimmte Temperaturen abgekühlte Gut sofort im Durchlaufverfahren weiter auf Raumtemperatur in geregelter Weise abzukühlen, um dem Stahl z. B. die für Federstahl erforderlichen Eigenschaften zu -geben.In the context of the invention, devices and methods are also specified, the product, which has been cooled to certain temperatures in this way, immediately in a continuous process continue to cool to room temperature in a controlled manner to the steel z. B. the properties required for spring steel.
Außer der Vermeidung der geschilderten Mängel besitzt das neue Verfahren deutliche Vorteile. Die für die- Durchführung des Verfahrens erforderliche Einrichtung- ist günstig sowohl hinsichtlich der Erstellungs- als auch der Unterhaltungskosten. Die Einrichtung- kann ohne weiteres mit für die weitere Bearbeitung des wärmebehandelten Drahtes erforderlichen Einrichtungen zusammengebaut werden. Das Erhitzen des Drahtes erfolgt rasch über den ganzen Querschnitt, und der Draht befindet sich nur eine so kurze Zeit lang auf hoher Temperatur, daß sich kaum Zunderbildet. Während des Erhitzens kann der Draht ohne. Schwierigkeit im- geschlossenen Raum geführt werden; um Wärme Verluste zu vermeiden oder um eine bestimmte Atmosphäre in der Umgebung des Drahtes aufrechtzuerhalten.In addition to avoiding the deficiencies described, the new process has clear advantages. The facility required to carry out the method is inexpensive both in terms of construction and maintenance costs. The device can be readily assembled with devices required for further processing of the heat-treated wire. The wire is heated rapidly over the entire cross-section, and the wire is only at such a short time at a high temperature that hardly any scale forms. During the heating process, the wire can be used without. Difficulty im- closed space be performed; to avoid heat loss or to maintain a certain atmosphere in the vicinity of the wire.
Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen für das Verfahren und die Vorrichtung an Hand der schematischen Zeichnungen beschrieben. Fig-.i a; i,- b, i c und i d ergebe- -zusammen eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Vorrichtung für die Wärmebehandlung von Draht, der für Federn verwendbar ist.The invention is illustrated below using exemplary embodiments for the method and the device is described with reference to the schematic drawings. Fig-.i a; i, - b, i c and i d result - together a plan view of an embodiment of the Device for the heat treatment of wire, which can be used for springs.
Fig: 2 a, :2h, 2-c und 2 d ergeben zusammen eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. i a, i b, i e und i d, wobei der Schnitt auf der Linie I-I verläuft.Fig: 2 a,: 2h, 2-c and 2 d together give a side view of the Device according to Fig. I a, i b, i e and i d, the section on the line I-I runs.
In der dargestellten Ausführungsform können sechs Drähte gleichzeitig behandelt werden. Die zu behandelnden Drähte i werden jeder durch die Einrichtung von links nach rechts mittels mit gleichbleibender Geschwindigkeit umlaufender Haspeln üblicher ,Bauart (die nicht dargestellt sind) hindurchgezogen. Die Drähte gelangen zu der Maschine von ebenfalls nicht dargestellten Vorratshaspeln üblicher Bauart, deren Fassungsvermögen vorzugsweise so ist, daß jede so viel Draht in einem Stück enthält, als an einem Tag behandelt wird.In the illustrated embodiment, six wires can run simultaneously be treated. The wires to be treated i are each going through the facility from left to right by means of reels rotating at a constant speed usual, type (which are not shown) pulled through. The wires arrive to the machine of supply reels of conventional design, also not shown, the capacity of which is preferably such that each has as much wire in one piece contains than is treated in one day.
Auf einem. Gestell :2 ist leicht erhöht eine Kontaktwanne 3 angeordnet. An beiden Enden der Wanne sind je ein Satz auf einer gemeinsamen Lagerwelle 5 angeordneter Rollen 4 vorgesehen. Die Rollen sind voneinander und von der Welle durch Unterlegestücke 6 und Büchsen 7 isoliert. Unterhalb des Rollensatzes, über- den die Drähte beim Eintritt in die Maschine zuerst herübergehen, ist eine Ölwanne 8 so angeordnet, daß die Rollen an ihrem Urüfang das öl berühren, beim Umdrehen mitnehmen und die darübergehenden Drähte damit benetzen. Zwischen diesem Rollensatz und der Kontaktwanne ist ein Drahtwischer 9 aus Filz so angeordnet, daß.die Drähte durch ihn hindurchgezogen werden, ehe sie in die Kontaktwanne 3 -eintreten.On one. Frame: 2, a contact trough 3 is arranged slightly elevated. At both ends of the tub, a set is arranged on a common bearing shaft 5 Rolls 4 provided. The rollers are separated from each other and from the shaft by washers 6 and bushings 7 insulated. Underneath the roller set, the wires pass over the Entering the engine first, an oil pan 8 is arranged so that the rollers touch the oil at their original start, take them with you when you turn them around and the Moisten the wires above it. Between this set of rollers and the contact well a wire wiper 9 made of felt is arranged so that the wires are pulled through it before they enter the contact well 3.
Die Seitenwandungen, Stirnwandungen und der Boden der Kontaktwanne 3 sind wärmeisoliert und beistehen aus elektrisch isolierendem Werkstoff. In die Wanne 3 sind lange schmale Metalltröge io eingesetzt, je einer für jeden der zu behandelnden Drähte; und jeder der Tröge ist mit einem Metall oder einer Legierung ii von niedrigem Schmelzpunkt gefüllt. Diese Tröge sind untereinander elektrisch isoliert, und in jedem ist seitlich ein Drahtlenker 12 angeordnet, der von der Seitenwand des Troges, an der er befestigt ist, elektrisch isoliert ist. Diese Lenker 12 bestehen aus einem abwärts gerichteten flachen Arm- 13 aüsc hitzebeständigem Werkstoff, an dem eine schmale Walze 14 drehbar befestigt und so angeordnet ist, daß sie sich unterhalb der Oberfläche der geschmolzenen Legierung und in einer zur Ebene des flachen Armes-parallelen Ebene dreht.The side walls, end walls and the bottom of the contact trough 3 are thermally insulated and are made of electrically insulating material. Long narrow metal troughs are inserted into the tub 3, one for each of the wires to be treated; and each of the troughs is filled with a metal or alloy ii having a low melting point. These troughs are electrically isolated from one another, and a wire link 12 is arranged laterally in each and is electrically isolated from the side wall of the trough to which it is attached. These links 12 are made of a downwardly directed flat arm 13 aüsc heat resistant material to which a narrow roller 14 is rotatably attached and arranged so that it rotates below the surface of the molten alloy and in a plane parallel to the plane of the flat arm .
Im Böden jedes Troges io ist ein- elektrisches Heizelement 15 vorgesehen; @ dem Strom- von einer nicht dargestellten Stromquelle aus mittels der Zuführungsdrähte 16 zugeleitet wird, die durch die Stirnwand der Wanne 3 hindurchgeführt sind. Außerdem ist in jedem Trog io ein Schutzrohr 17 mit einem Thermostat angeordnet, der mit Hilfe des dixrch die Wand der Wanne 3 hindurchgeführten Drahtes 18 den Heizstrom mittels bekannter Einrichtungen und Schaltungen überwacht. -- . IM.- Böden der- Wanne 3. =sind=.:Kbntaktstifte i9 vorgesehen, und zwar mindestens einer. für jeden Trog io, die mit der in den Trögen-io. befindlichen Legierung 1.i in -elektrischem Kontakt stehen.An electrical heating element 1 5 is provided in the bottom of each trough; @ The current is fed from a current source (not shown) by means of the supply wires 16 which are passed through the end wall of the tub 3. In addition, a protective tube 17 with a thermostat is arranged in each trough, which, with the aid of the wire 18 passed through the wall of the tub 3, monitors the heating current by means of known devices and circuits. -. IM.- bottoms of the tub 3. = are = .: Kbntaktstifte i9 provided, at least one. for each trough io that with the one in the troughs-io. The alloy 1.i is in electrical contact.
Eine Schicht feingekörnter Kohle 2o schützt die Oberfläche der Legierung i r .gegen Oxydation--in geschmolzenem Zustand.A layer of fine-grained carbon 2o protects the surface of the alloy i r. against oxidation - in the molten state.
Mit Abstand in Längsrichtung von, der Kontaktwanne 3 ist eine eine Metallschmelze enthaltende, weniger erhöht angeordnete Kühlbadwanne 2i vorgesehen. Diese Wanne umfaßt einen einzigen Behälter 22, der aus elektrisch isoliertem Metall besteht und außerdem durch eine dicke Wärmeisolierung 22" geschützt ist. Kühlrippen 23 aus -Kupfer, welche in Längsrichtung am Boden des metallischen Behälters 22 angeordnet sind, erstrecken sich in einen Umlaufkanal 24, . in dem zur Regelung der Temperatur in dem Behälter 22 Kühlluft kreist.At a distance in the longitudinal direction from, the contact well 3 is a The cooling bath tub 2i is provided, which contains molten metal and is arranged in a less elevated position. This tub comprises a single container 22 made of electrically insulated metal and is also protected by thick thermal insulation 22 ". Cooling fins 23 made of copper, which is arranged in the longitudinal direction on the bottom of the metallic container 22 are, extend into a circulation channel 24,. in which to regulate the temperature cooling air circulates in the container 22.
Zwischen der Kontaktwanne .3 und der Kühlbadwanne 2i ist ein langer Kasten 2-5 mit offenen Enden vorgesehen. Die beiden Enden .des Kastens stützen sich auf die Kontaktwanne und die Kühlbadwanne. Der Kasten besteht aus elektrisch isolierendem Werkstoff- von geringem- Wärmeleitvermögenund ist durch Trennwände in Abteile für den Durchgang der verschiedenen Drähte unterteilt. Der Kasten 25 schützt vor Wärmeverlust und verhindert, daß das Ende eines gerissenen Drahtes die anderen Drähte in der Heizzone berührt.Between the contact tub .3 and the cooling bath tub 2i is a long one Box 2-5 provided with open ends. The two ends of the box are supported on the contact tub and the cooling bath tub. The box is made of electrically insulating Material of low thermal conductivity and is divided into compartments for divided the passage of the various wires. The box 25 protects against heat loss and prevents the end of a broken wire from interfering with the other wires in the Touched the heating zone.
Um die Länge der Heizstrecke zwischen der Kontaktwanne 3 und der Kühlbadwanne 21 verändern zu können, können diese Wannen in Längsrichtung verstellbar angeordnet werden. Wird die Heizstrecke verkürzt, so wird der Kasten 25 entfernt oder durch einen kürzeren ersetzt.By the length of the heating path between the contact tub 3 and the cooling bath tub To be able to change 21, these tubs can be arranged to be adjustable in the longitudinal direction will. If the heating distance is shortened, the box 25 is removed or through replaced a shorter one.
Ein durch die Wand der Wanne 21 hindurchgeführter elektrischer Leiter 26 steht in elektrischem Kontakt mit dem Metallbehälter 22. Zwischen den Leiter 26 und die erwähnten Kontaktstifte i9 ist in Serie eine passende Stromquelle 27 geschaltet, und zwar in einem Stromkreis 28, der durch die Metallschmelzen in den Wannen 3 und 21 und die dazwischen erhitzten Drähte i vervollständigt wird.An electrical conductor passed through the wall of the tub 21 26 is in electrical contact with the metal container 22. Between the conductors 26 and the mentioned contact pins i9 is a suitable power source 27 in series switched, in a circuit 28, which is through the molten metal in the Troughs 3 and 21 and the wires i heated in between is completed.
Weitere Stromkreise 29 verbinden den erwähnten Leiter 26 mit j edem der Kontaktstifte i 9, und in j edem dieser Stromkreise ist ein Kondensator 30 vorgesehen, der einen Nebenschluß für die elektromotorischen Kräfte bildet, welche ohne einen solchen Weg eine Lichtbogenbildung zwischen dem geschmolzenen Metall des Bades und dem daraus herausgezogenen Draht hervorrufen würden. In der dargestellten Ausführungsform sind papiergewickelte Kondensatoren verwendet, die eine Kapazität von io Mikrofarad besitzen.Further circuits 29 connect the mentioned conductor 26 to each of the contact pins i 9, and in each of these circuits a capacitor 30 is provided which forms a shunt for the electromotive forces which, without such a path, arcing between the molten metal of the bath and the wire drawn out of it. In the embodiment shown, paper-wound capacitors are used which have a capacitance of 10 microfarads.
In der Kühlbadwanne 21 befindet sich ein Bad 31 von geschmolzenem Metall. In der dargestellten Ausführungsform wurde eine eutektische Pb-Sn-Legierung benutzt: Dieses Metall wird auf der gewünschten Kühlbadtemperatur durch darin versenkte elektrische Heizeinheiten 32 gehalten, die in bekannter Weise geregelt werde und, mit den Kühlrippen 23 zusammenwirkend, die Temperatur dieser -.Schmelze:: innerhalb.. eines - engen- Rerei.chs halten.. . 1 Zwei Stangen 33 -sind im Abstand voneinander quer über der Kühlbadwanne.2i angeordnet und tragen jede eine Mehrzahl von Lenkern 34. jede. Stange ist mit j e einem- Lenker für jeden Draht ausgerüstet. Diese Lenker 34 entsprechen in ihrer Bauart den in den Kontakttrögen. io benutzten Lenkern 1:2. Die Stangen können in Längsrichtung des Topfes verstellt werden, wodurch der Zeitraum, währenddessen die Drähte in der Kühlbadschmelze verbleiben, verändert werden kann.In the cooling bath tub 21 there is a bath 31 of molten material Metal. In the illustrated embodiment, a Pb-Sn eutectic alloy was used used: This metal is sunk into it at the desired cooling bath temperature electrical heating units 32 held, which are regulated in a known manner and, cooperating with the cooling fins 23, the temperature of this -.Melt :: within .. one - hold Rerei.chs ... 1 Two rods 33 -are spaced from each other arranged across the Kühlbadwanne.2i and each carry a plurality of links 34. each. The rod is equipped with a handlebar for each wire. These handlebars 34 correspond in their design to those in the contact troughs. io used handlebars 1: 2. The rods can be adjusted in the longitudinal direction of the pot, whereby the period of time while the wires remain in the cooling bath melt, can be changed.
Die Oberfläche der Metallschmelze 31 ist gegen Oxydation durch eine Öldecke geschützt, die durch einen in der Mitte der- Wanne 21 zwischen den beiden - Lenkersätzen 34 in die Oberfläche des Metalls eintauchenden Dämm 35 in zwei Abschnitte unterteilt -ist. Auf der Oberfläche des Metalls an dem. Eintrittsende der Wanne 21 wird eine dünne Decke.36 von 01 vorgesehen, welches aus in der Nähe des Dammes 35- angeordneten . Düsen 37 strömt und durch einen Auslaß 38 in der Stirnwand der Wanne 21 wieder austritt. Dieses. Öl kreist durch. ein nicht dargestelltes Rohrsystem mit Pumpe, welches in üblicher Weise mit dem Auslaß 38 und -den Düsen 37 in Verbindung steht.The surface of the molten metal 31 is against oxidation by a Oil blanket protected by one in the middle of the tub 21 between the two - Handlebar sets 34 in the surface of the metal immersed insulation 35 in two sections divided -is. On the surface of the metal on the. Entry end of the tub 21 a thin blanket is provided. 36 of 01, which is from near the dam 35- arranged. Nozzles 37 flows and through an outlet 38 in the end wall of the Tub 21 emerges again. This. Oil circles. a pipe system, not shown with pump, which in the usual way with the outlet 38 and the nozzles 37 in connection stands.
Auf dem anderen Abschnitt der Badoberfläche wird eine ziemlich dicke Schicht Kühlö139 vorgesehen, welches zu anderen Zwecken da ist als zum Schutz der Badoberfläche und mit einer Ölmenge zusammenhängt, die sich in einer nunmehr zu beschreibenden Anlaßwanne 4o befindet. ,-In der Nähe des Auslaßendes der Kühlbadwanne 21 befindet sich in der Verlängerung der Wanne 21 eine Kühlölwanne 40, die Kühlöl 41 enthält. .In der Wand der Kühlbadwanne 21 sind am-Austrittsende oberhalb der Metallschmelzen eine Anzahl von Öffnungen 42 vorgesehen, durch die die benachbarte Wanne 40 zugänglich ist, und zwar je eine Durchgangsöffnung für jeden der Drähte i. Das Kühlöl 41 fließt durch diese Öffnungen 42 hindurch auf die Oberfläche der Metallschmelze 31 und zu einem Überlau ftrog 43 in der Nähe des Dammes 35. Innerhalb der Kühlbadwanne 2 1 ist in der Nähe der Öffnungen 42 eine kleine Walze q4 so angeordnet, daß die darüberlaufenden Drähte i in Mittelrichtung durch die Öffnungen 42 hindurchgeführt werden. In der Kühlölwanne 4o befindet sich in der Nähe dieser Öffnungen 4a ein Damm 45, über den hinüber das Kühlö14r durch die Öffnungen 42 hindurch auf die Metallschmelze 31 fließt. Oben auf dem Damm 45 befinden sich spitz zulaufende Rinnen 46, durch welche das 0141 hindurchfließt und die so angeordnet sind, daß die Drähte i dort hindurchgehen, -wenn sie durch die Öffnungen 42 hindurchgezogen werden. In gleicher Weise fließt das Kühlöl 41 über einen entsprechenden Damm 47 am Auslaßende der Kühlölwanne 40 hinüber. Das so überlaufende 01 und- das Öl aus dem Überlauf 43 werden in einem unter der Wanne 4o angeordneten Vorratsbehälter 48 gesammelt und nach Abkühlung durch einen in der Mitte der Wanne 4o befindlichen Einlaß 49 wieder in die Wanne zurückgeleitet. Die Verbindungen für diesen Kreislauf und die Kühl- und Pumpvorrichtungen sind von üblicher Bauart und nicht dargestellt. Ein mit Ventil versehener Sumpf 5o, der in der Wanne4o in der Nähe der Kühlbadwanne 2i vorgesehen ist, ermöglicht es, das Öl überlaufen zu lassen, anstatt es durch die Öffnungen zu dem Überlauftrog 43 zu leiten. Dieser mit Ventil versehene Sumpf 5o entläßt das Öl unmittelbar in den Vorratsbehälter 48.On the other portion of the bath surface a fairly thick layer of cooling oil is provided, which is there for purposes other than protecting the bath surface and is associated with an amount of oil which is in a tempering vat 40, which will now be described. In the vicinity of the outlet end of the cooling bath tub 21, in the extension of the tub 21, there is a cooling oil tub 40 which contains cooling oil 41. In the wall of the cooling bath tub 21 a number of openings 42 are provided at the outlet end above the molten metal, through which the adjacent tub 40 is accessible, one through-opening for each of the wires i. The cooling oil 41 flows through these openings 42 onto the surface of the molten metal 31 and to an overflow trough 43 near the dam 35. Inside the cooling bath tub 2 1 near the openings 42 a small roller q4 is arranged so that the overflow Wires i are passed through the openings 42 in the central direction. In the cooling oil pan 4o there is a dam 45 in the vicinity of these openings 4a, over which the cooling oil flows through the openings 42 onto the molten metal 31. On top of the dam 45 there are tapering channels 46 through which the 01 41 flows and which are arranged so that the wires i pass through them when they are pulled through the openings 42. In the same way, the cooling oil 41 flows over a corresponding dam 47 at the outlet end of the cooling oil pan 40. The oil overflowing in this way and the oil from the overflow 43 are collected in a storage container 48 arranged under the tub 4o and, after cooling, returned to the tub through an inlet 49 located in the middle of the tub 4o. The connections for this circuit and the cooling and pumping devices are of conventional design and are not shown. A valved sump 5o provided in the tub 4o in the vicinity of the cooling bath tub 2i enables the oil to be allowed to overflow instead of directing it to the overflow trough 43 through the openings. This valve sump 50 discharges the oil directly into the reservoir 48.
Ein Ölwischer 51 ist in der Nähe des Auslaßendes der Wanne 4o angeordnet. Es sind ferner Walzen 52 vorgesehen, über welche die Drähte in ein Anlaßbad 53 geführt werden, wenn sie aus dem 01 41 und durch den Wischer 51 hindurchgezogen werden. Das Anlaßbad 53 ist von üblicher Bauart und wird wie üblich durch Heizelemente 54 elektrisch beheizt. Außerhalb des Anlaßbades 53 sind übliche, mit gleichbleibender Geschwindigkeit den Draht aufnehmende Haspeln vorgesehen, welche die einzelnen Drähte i durch die verschiedenen Abschnitte der beschriebenen Vorrichtung hindurchziehen.An oil wiper 51 is disposed near the outlet end of the pan 4o. Rollers 52 are also provided, over which the wires are guided into a tempering bath 53 when pulled out of the 01 41 and through the wiper 51. The tempering bath 53 is of the usual type and is, as usual, provided by heating elements 54 electrically heated. Outside the tempering bath 53 are common, with constant Speed the wire receiving reels are provided, which the individual wires Pull i through the various sections of the device described.
Die verschiedenen Teile der Vorrichtung sind vorstehend mit Bezug auf ihre Benutzung für die Wärmebehandlung von Stahldraht für Federn nach einem neuen, nunmehr darzulegenden Verfahren beschrieben -worden.The various parts of the device are referenced above on their use for the heat treatment of steel wire for springs after a new, now to be presented procedure has been described.
Die wesentlichen Schritte, die bei allen Anwendungen des neuen Wärmebehandlungsverfahrens von Stahl in Form von Draht od. dgl. unternommen werden, sind, wenn auch das Verfahren im Hinblick auf das jeweils gewünschte Enderzeugnis im einzelnen abgeändert werden kann, die folgenden: i. Der zu behandelnde Draht wird mittels des Widerstandes, den er dem Durchfluß eines elektrischen Stromes entgegenstellt, erhitzt, der ihm durch zwei mit Abstand voneinander angeordnete Elektroden zugeleitet wird, mit denen der Draht in Berührung steht, während er mit gleichförmiger Geschwindigkeit vorgeschoben wird, wobei jede der beiden Elektroden durch eine Metallschmelze gebildet wird.The main steps involved in all applications of the new heat treatment process of steel in the form of wire od. The like. Are undertaken, albeit the method can be modified in detail with regard to the desired end product can do the following: i. The wire to be treated is connected by means of the resistor, which he opposes the flow of an electric current, which he heats is fed through two spaced apart electrodes with which the wire is in contact while it is advanced at a uniform speed each of the two electrodes is formed by a molten metal.
2. Der so erhitzte Draht wird, sobald er seine höchste Temperatur erreicht, dadurch abgeschreckt, daß er in die zweite Metallschmelze eintaucht, die so temperiert ist, daß der Draht schnell auf die gewünschte, genau einstellbare Temperatur abgekühlt wird.2. The wire heated in this way will be as soon as it reaches its highest temperature reached, quenched in that he dipped into the second molten metal, the is tempered so that the wire can be quickly adjusted to the desired, precisely adjustable Temperature is cooled.
Durch Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit des Drahtes, der Entfernung zwischen den Elektroden sowie der Stromstärke kann jede beliebige gewünschte Erhitzungstemperatur für den Draht bis zu seinem Abkühlen in der als die zweite Elektrode wirkenden Kühlbadschmelze eingestellt werden. In der Regel ist es wünschenswert, diese Faktoren so aufeinander abzustimmen, daß der Draht die gewünschte Temperatur so schnell als möglich .erreicht, d. h. so schnell, als dies mit den in dem kontinuierlichen Verfahren nachfolgenden Schritten verträglich ist. In der Praxis erfolgt das Erhitzen so schnell, daß der Draht, selbst wenn er nicht von einer schützenden Atmosphäre umgeben ist; keine entkohlten Oberflächenstellen aufweist. . Die besseren Eigenschaften des nach der Erfindung wärmebehandelten Stahldrahtes sowohl hinsichtlich der Ziehbarkeit als auch der Verwendbarkeit für Federn und für andere Zwecke dürften weitgehend den beschriebenen Anfangsschritten des Verfahrens zuzuschreiben sein. Insbesondere ist der nach der Erfindung erhitzte Draht sehr viel besser hinsichtlich seines Gefüges als der Draht, der in üblicher Weise erhitzt worden ist, da das gleichmäßige Erhitzen von innen her und die Tatsache, daß der Draht hoher Temperatur nur sehr begrenzte Zeit ausgesetzt wird, zu einem Erzeugnis führen, welches nur sehr geringes Kornwachstum aufweist.By changing the feed speed of the wire, the distance any desired heating temperature can be between the electrodes as well as the current intensity for the wire until it cools down in the cooling bath melt acting as the second electrode can be set. As a rule, it is desirable to combine these factors in such a way to agree that the wire reaches the desired temperature as quickly as possible. d. H. as fast as those following in the continuous process Steps is compatible. In practice, the heating takes place so quickly that the Wire, even if it is not surrounded by a protective atmosphere; no Has decarburized surface areas. . The better properties of the after Invention of heat-treated steel wire both in terms of drawability also the usability for springs and for other purposes should largely the may be attributed to the initial steps of the process described. In particular is the wire heated according to the invention is much better with regard to its structure than the wire that has been heated in the usual way, since the uniform heating from the inside and the fact that the high temperature wire was very limited Time, lead to a product which has very little grain growth having.
Das von dem Wischer 9 auf den Drähten i belassene Öl ergibt eine Oberfläche, an der das Metall des Kontaktbades nicht anhaftet. Weiter bildet das auf der Kühlbadschmelze befindliche Ö136 beim Eintritt der Drähte in die Kühlbadwanne 21 eine dünne Schicht verbrannten Öles auf den heißen Drähten, wodurch verhindert wird, daß das geschmolzene Metall an den Drähten anhaftet, während sie durch die Wanne hindurchgeführt werden.The oil left on the wires i by the wiper 9 gives a surface to which the metal of the contact bath does not adhere. Next, this forms on the cooling bath melt Ö136 located at the entry of the wires into the cooling bath tub 21 a thin layer burnt oil on the hot wires, preventing the melted Metal adheres to the wires as they pass through the tub.
Wenn man Stahldrähte nach der Erfindung und unter Benutzung der beschriebenen Vorrichtung wärmebehandelt, um die für Federn wünschenswerte Eigenschaft zu erzielen, werden die Drähte i durch die in den Kontakttrögen io befindliche Kontaktschmelze und durch die Kühlbadschmelze in der Kühlbadwanne 2i hindurchgeführt, während mittels einer passenden Stromquelle 27 in dem Stromkreis 28 eine vorbestimmte Spannung zwischen den beiden Schmelzen aufrechterhalten wird. Die Spannweite, die Vorschubgeschwindigkeit und die Stromstärke werden so abgeglichen, daß die Drähte in die Kühlbadschmelze mit einer Temperatur eintreten, bei der Gamma-Eisen vorliegt. In der Praxis wird diese Temperatur ein wenig oberhalb des Umwandlungspunktes gehalten, d. h., im Fall von Stählen üblicher Zusammensetzung werden die Drähte von einer Temperatur von ungefähr 8oo° C abgeschreckt.If you have steel wires according to the invention and using the described Device heat treated to achieve the property desirable for springs, the wires i through the contact melt located in the contact troughs io and passed through the cooling bath melt in the cooling bath tub 2i, while by means of a suitable current source 27 in the circuit 28 a predetermined voltage between the two melts is maintained. The span, the feed rate and the current strength are adjusted so that the wires in the cooling bath melt enter at a temperature at which gamma iron is present. In practice it will this temperature is kept a little above the transition point, d. i.e., in the case of steels of usual composition, the wires are at a temperature of quenched about 8oo ° C.
Die Isolation der Lenkerarme 12 von den Metallwandungen der Tröge i i verhindert eine Lichtbogenbildung, die sonst auftreten würde, wenn Strom durch die Metallwände und durch die Lenkerarme zu den Walzen 13 fließt, die wegen der Haltbarkeit aus Hartmetall bestehen. Die Bildung von Lichtbogen von der Oberfläche der Metallschmelze zu den Drahtoberflächen, durch die der Draht beschädigt werden würde, wird ferner durch die schon beschriebene Anordnung von Kondensatoren 30 in den Stromkreisen 29 vermieden.The isolation of the link arms 12 from the metal walls of the troughs ii prevents arcing, which would otherwise occur when current flows through the metal walls and through the link arms to the rollers 13, which are made of hard metal for durability. The formation of arcs from the surface of the molten metal to the wire surfaces, through which the wire would be damaged, is further avoided by the arrangement of capacitors 30 in the circuits 29 already described.
In der Kühlbadwanne 2i wird die Kühlbadschmelze auf einer solchen Temperatur gehalten, daß die Drahttemperatur innerhalb von i oder 2 Sekunden auf einen Bereich unterhalb derjenigen Temperatur sinkt, bei denen sich bei der Umwandlung Perlit bildet. Doch wird der Draht in dieser Schmelze auf einer Temperatur gehalten, die oberhalb der Temperatur der raschen Martensitbildung liegt. Im Fall der Verarbeitung von gewöhnlichem Stahldraht wird die Temperatur der Kühlbadschmelze in der Nähe von 22o° C liegen. Der so in der Kühlbadwanne 21 abgekühlte Draht wird nach wenigen Sekunden aus dem Bad herausgezogen und weiter abgekühlt. Hierzu wird der Draht zunächst aus der Kühlbadschmelze durch eine Barüberliegende Menge Kühlöl herausgezogen, die durch die Barunterliegende Metallschmelze erhitzt wird. Die Drähte werden aus der Kühlbadwanne heraus-, durch das Öl hindurch- und in das in der Ölkühlwanne 4o befindliche Öl gezogen, wobei die Drähte ständig unterhalb der Öloberfläche bleiben. Sind die Drähte ungefähr auf Raumtemperatur abgekühlt, so werden sie aus der Wanne herausgezogen und in einer üblichen Bleiwanne angelassen.In the cooling bath tub 2i, the cooling bath melt is on such a Temperature held that wire temperature up within i or 2 seconds a range below the temperature at which the conversion occurs Forms perlite. But the wire is kept in this melt at a temperature which is above the temperature of rapid martensite formation. In the case of processing of ordinary steel wire is the temperature of the cooling bath melt in be close to 22o ° C. The wire cooled in this way in the cooling bath trough 21 is Pulled out of the bath after a few seconds and cooled down further. To do this, The wire is first removed from the cooling bath melt through an overlying amount of cooling oil pulled out, which is heated by the metal melt underlying the bar. The wires are out of the cooling bath tub, through the oil and into the one in the oil cooling tub 4o located oil is pulled, whereby the wires remain constantly below the oil surface. When the wires have cooled to approximately room temperature, they are removed from the tub pulled out and tempered in a standard lead tub.
Es wurde gefunden, daß die zweite Abkühlung in Öl sehr sorgfältig vorgenommen werden muß. Doch ermöglicht das Verfahren in einfachster Weise eine Überwachung und Aufrechterhaltung gleichbleibender Bedingungen. Hat man die Bedingungen festgestellt, die erforderlich sind, um einem bestimmten Stahl gewisse bestimmte Eigenschaften zu verleihen, so kann das Verfahren auf diese Bedingungen eingestellt werden und bei geringer Überwachung oder überhaupt ohne Überwachung für unbegrenzte Zeit so fortgesetzt werden.It has been found that the second cooling in oil is very careful must be made. But the method enables one in the simplest possible way Monitoring and maintaining constant conditions. You have the conditions established that are required to make a certain steel certain certain To impart properties, the process can be adjusted to these conditions and with little supervision or no supervision at all for unlimited Time to continue like this.
So wurde z. B. auf diese Weise mittels der beschriebenen Vorrichtung
schwedischer Stahldraht von ungefähr 3,2 mm Durchmesser und der folgenden Zusammensetzung
wärmebehandelt:
Der so behandelte Draht zeigte die folgenden physikalischen Eigenschaften:
Dabei wurden die Drähte auf dem Weg zwischen der Kontaktschmelze i
i und der Kühlbadschmelze 31 so weit erhitzt, daß sie beim Eintritt in die Kühlbadschmelze
eine Temperatur von ungefähr 80o° C aufwiesen. Die Kiihlbadwanne wurde auf einer
Temperatur von ungefähr 26o° C gehalten. Wenn die Temperatur der Drähte auf die
Temperatur der Kühlbadschmelze erniedrigt war, wurden sie aus der Legierung herausgezogen
und unmittelbar zu der Bleiwanne 53 geführt, die auf einer Temperatur von ungefähr
454' C gehalten wurde. Zwischen der Kühlbadwanne 2i und der Bleiwanne 53 wurden
die Drähte nochmals auf eine Temperatur von ungefähr q.54° C erhitzt, mit der sie
in die Bleiwanne 53 eintraten. Die Erhitzung wurde dadurch bewirkt, daß man einen
passenden Heizstrom durch die Drähte hindurchschickte, der mittels der Kühlbadschmelze
und der Anlaßschmelze, also mittels geschmolzener Metalle in den Wannen 21 und 53
zugeführt wurde. Die Drähte
würden in der Anlaßschmelze etwa 1.8
Sekunden belassen, woraufhin sie herausgezogen und mit Luft -auf Räumtemperatur
abgekühlt wurden. Nach dieser Behandlung zeigten die Drähte ein feines, gleichmäßiges
Gefüge und wiesen die folgenden für das -Herunterziehen vorzüglichen physikalischen
Eigenschaften auf:
Der so behandelte Draht wies ein Gefüge auf, welches dem Gefüge von nach den üblichen Verfahren patentiertem Draht ähnlich war, doch hatte er ein viel feineres Korn - und -die folgenden physikalischen Eigenschäften: Elastizitätsgrenze . . . . . . . . . . .. etwa 59,0 kg/mm2 Streckgrenze . . . . . .-. . . . . . . . . . - 74,0 kg/mm2 Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . - I 11,0 kg/mm2 Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11,5'10, Einschnürung . . . . . . . . . . . . . . . 62,o °/o, Härte: (RJ . . . . . . . . .. . . . . . , 26 bis 28 Dieser nach dem beschriebenen Verfahren »patentierte« Draht wurde von etwa 2,3 mm auf etwa o,44 mm Durchmesser in folgenden Schritten heruntergezogen: I. Von 2,3 mm in sechs Zügen auf o,8 mm Durchmesser. .The treated wire had a structure on which was similar to the structure of patented by the customary processes wire, but he had a much finer grain - and -the following physical Eigenschäften: elastic limit. . . . . . . . . . .. about 59.0 kg / mm2 yield strength. . . . . .-. . . . . . . . . . - 74.0 kg / mm2 tensile strength. . . . . . . . . . . . . . . . - I 11.0 kg / mm2 elongation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.5'10, constriction. . . . . . . . . . . . . . . 62, o ° / o, hardness: (RJ........ ........, 26 to 28 This wire, "patented" according to the process described, was reduced from about 2.3 mm to about o, 44 mm in diameter drawn down in the following steps: I. From 2.3 mm in six moves to 0.8 mm in diameter.
2. Dann wurde verkupfert und in sieben Zügen mit kontinuierlich arbeitenden Maschinen auf einen Durchmesser von etwa o;44 mm gezogen. Die Eigenschaften dieses Drahtes nach dem Ziehen waren die folgenden: Zugfestigkeit nach den ersten Zügen etwa 249 kg/mm2 und Verwindungen (auf 2ö cm) ioi-bis io8. Endfestigkeit etwa 246 kg/mm2 und Verwindungen (auf 2o ein) Io.5 bis io6. . ..2. Then it was copper-plated and in seven moves with continuously working Machines drawn to a diameter of about 0.44 mm. The characteristics of this The wire after drawing were as follows: Tensile strength after the first draws about 249 kg / mm2 and twisting (to 20 cm) ioi-io8. Final strength about 246 kg / mm2 and twisting (on 2o in) Io.5 to io6. . ..
Die andere Hälfte desselben Drahtringes wurde nach .üblichen Verfahren.
»patentiert«. Im Gegensatz zu demselben- Draht, der nach dem Verfahren der Erfindung
behandelt worden war, ergaben sich folgende Werte:
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US939692XA | 1937-03-23 | 1937-03-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE939692C true DE939692C (en) | 1956-03-01 |
Family
ID=22241985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEW845D Expired DE939692C (en) | 1937-03-23 | 1938-03-24 | Method and device for the heat treatment of steel wire or strip |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE939692C (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1115680B (en) * | 1960-06-27 | 1961-10-26 | Hans Laske | Process for the production of very thin metal moldings |
DE1178098B (en) * | 1960-04-14 | 1964-09-17 | Huettenwerk Oberhausen Ag | Wire patenting furnace with lead retorts |
DE2337091A1 (en) * | 1973-07-20 | 1975-02-06 | Inst Metallofiziki Akademii Na | Continuous heat treatment of steel wire - including successive austenitisation-, quenching and tempering |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE77986C (en) * | heinrich adolph & wilhelm dresler, Creuzthal, Westf | Method of bright annealing of wire | ||
DE123728C (en) * | ||||
FR610612A (en) * | 1925-05-23 | 1926-09-09 | Thermo-electric galvanizing process |
-
1938
- 1938-03-24 DE DEW845D patent/DE939692C/en not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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