Verfahren und Vorrichtungen zum gebrochenen Härten von Stahlteilen
Von den Härteverfahren. bei Stählen wird das Verfahren der Umwandlungshärtung in
größtem Umfange angewandt. Bei diesem Verfahren kommt es darauf an, bei der Abschreckung
des Stahls aus dem y-Gebiet die Umwandlung in a-Eisen zunächst möglichst zu unterdrücken
und erst bei bestimmten tieferen Temperaturen vor sich gehen zu lassen. Die Abkühlung
des Stahls muß also mit größerer als der »kritischen« Abkühlungsgeschwindigkeit
des jeweils zu behandelnden Stahls erfolgen, die ihrerseits wiederum in weitem Umfange
legierungsabhängig ist. Ist die Abkühlungsgeschwindigkeit zu gering oder die Legierung
zu arm, so wird eine nur unvollständige Härtung erzielt. Aus wirtschaftlichen und
Beschaffungsgründen muß die Legierung so knapp gewählt werden, wie es der zu erreichende
Zweck und die vorliegenden Abmessungen gestatten. Eine sehr schroffe Abschreckung
liefert darüber hinaus meist die besseren Zähigkeitswerte.Methods and devices for fracture hardening of steel parts
From the hardening process. In the case of steels, the process of transformation hardening into
applied to the greatest extent. What matters in this process is deterrence
of the steel from the y-area to suppress the conversion into a-iron as far as possible
and only let it go at certain lower temperatures. The cooling off
the steel must therefore cool down at a rate that is greater than the "critical" rate
of the steel to be treated, which in turn is carried out to a large extent
is alloy dependent. Is the cooling rate too slow or the alloy
too poor, only incomplete hardening is achieved. For economic and
For reasons of procurement, the alloy must be selected as tightly as the one to be achieved
Purpose and dimensions allow. A very harsh deterrent
In addition, it usually provides better toughness values.
Bei Flüssigkeitsabschreckung sind die .gebräuchlichen Abschreckmittel
Öl und Wasser. Wasser hat den Vorteil der sauberen und billigen Anwendung und gestattet
wegen seiner schroffen Abschreckwirkung .die Anwendung vergleichweise niedrig, d.
h. wirtschaftlich legierter Stähle. Andererseits aber hat seine in üblicher Weise
durchgeführte Verwendung den Nachteil, daß härteempfindliche Stähle leicht durch
Härterisse unbrauchbar werden; wogegen eine Ölhärtung desselben Stückes nicht die
gewünschten Zähigkeitseigenschaften ergibt.
Seit langer Zeit bemüht
man sich, die Ab-
schreckwirkung von, Öl durch Zusätze zu steigern oder die
Abschreckwirkung des Wassers durch Zusätze oder auch Erwärmen so zu mildern, däß
die in der Wirkung bisher zwischen Wässer und Öl klaffende Lücke möglichst geschlossen
wird. Denselben Zweck hat das in der bisher ausgeübten Form umständliche Verfahren
der »gebrochenen Härtung«. Allen genannten Härteverfahren ist aber gemeinsam, daß
die Temperatur des Abschreckmittels durch Rückkühlung oder Zulauf möglichst konstant
gehalten wird.In the case of liquid quenching, the most common quenching agents are oil and water. Water has the advantage of being clean and cheap to use and, because of its harsh deterrent effect, allows the use of comparatively low, ie economical, alloyed steels. On the other hand, however, its use carried out in the usual way has the disadvantage that hardness-sensitive steels easily become unusable due to hardness cracks; whereas oil hardening of the same piece does not give the desired toughness properties. For a long time efforts are made to increase the quenching effect of oil by additions or mitigate the quenching effect of the water by additions or heating so däß the previously gaping in effect between water and oil gap is closed as possible. The cumbersome process of "fractured hardening" that has been practiced up to now has the same purpose. What all the hardening processes mentioned have in common, however, is that the temperature of the quenching agent is kept as constant as possible by recooling or adding.
Erfindungsgemäß wird auf folgende Weise verfahren: Das zu härtende
Stahlteil wird an einer Stelle eines Wasserabschreckbades eingetaucht, an der ein
Zufluß kalten Kühlwassers stattfindret, worauf das Werkstück an die gegenüberliegende
den Wasserabfluß aufweisende Seite des Abschreckbehälters gebracht wird. Dabei werden
Zu- und Ablauf des Wassers so geregelt, daß sich zwischen Wasserzulauf- und -ablaufseibe
ein Temperaturunterschied im Wasser ausbildet, der zur Vermeidung von Härterissen
ausreicht. Dieses Verfahren wird zweckmäßig kontinuierlich ausgeführt.The procedure according to the invention is as follows: The one to be hardened
Steel part is immersed at a point in a water quenching bath where a
Inflow of cold cooling water takes place, whereupon the workpiece to the opposite
the water drainage side of the quenching tank is brought. Be there
Inlet and outlet of the water regulated so that there is between the water inlet and outlet disc
a temperature difference forms in the water to avoid hardening cracks
sufficient. This process is expediently carried out continuously.
Eine Ausführungsform einer geeigneten Abschreckv orrichtung besteht
aus einem Wasserbehälter mit mindestens einem Kühlwasserzulauf an der Eintrittsseite
und einem Wasserablauf an der Austrittsseite sowie einer Fördereinrichtung, z. B.
einem endlosen Band, welches die an der Eintrittsseite eingeführten Stahlgegenstände
zur Austrittsseite hin fördert. Vorzugsweise besitzt der Wasserbehälter an der Eintrittsseite
eine wesentlieh größere Tiefe als an der Austrittsseite. Es ist vorteilhaft, zwischen
Wasserablauf und -zulauf eine in das Wasserbad tief hineinragende Scheidewand vorzusehen
und auf der dem Wasserzulauf zugekehrten Seite der Scheidewand einen Wasserablauf
anzuordnen, der so viel Wasser abführt, daß auf der anderen Seite der Scheidewand
eine wirksame Erwärmung des dort befindlichen Wassers mit Sicherheit gewährleistet
ist. In der Zeichnung ist in Abb. i beispielsweise eine Einrichtung zum durchlaufenden
Vergüten von Gesenkschmiedeteilen nach dem Verfahren gemäß der Erfindung dargestellt.
Die zu vergütenden Teile werden im Härteofen i auf die Härtetemperatur erwärmt und
fallen dann über eine Rutsche 2 in das Härtebad 3. Ein im Bad laufendes Transportband
d. hebt die Teile wieder aus dem Bad- heraus und läßt sie über eine Rutsche 5 zum
Anlaßofen (nicht dargestellt) gleiten. Wesentlich ist an der Einrichtung des Bades
der Einbau 6 und die Anordnung des Zulaufs 7 an der Seite nach dem Härteofen zu
und des Ablaufs 8 an der dem Anlaßofen zugewandten Seite. Dabei wird erreicht, daß
die zu vergütenden Teile zunächst in kaltes Wasser fallen, so daß sie anfänglich
eine besonders schnelle Abkühlung erfahren. Da das hierbei nur mäßig erwärmte Wasser
zum großen Teil' durch den Ablauf g wieder abgeführt wird, bleibt das Wasser auf
der dem Härteofen zugewandten Seite des Bades, wie angestrebt, kalt und daher die
Abschreckgeschwindigkeit hoch, während auf der dem Anlaßofen zugewandten Seite nur
eine geringe oder gar keine Erneuerung des Wassers erfolgt, so daß die zu vergütenden
Teile auf ihrem Wege über das Transportband in zunehmend wärmeres Wasser gelangen.
Es ist einleuchtend, daß durch diese Maßnahmen die Abkühlung gleichzeitig zunehmend
immer milder wird und gegebenenfalls bei ioo° C ihr Ende erreicht. Durch Regelung
von Zulauf und der gegenseitigen Einstellung der beiden Abläufe sowie der Geschwindigkeit
des Bandes kann die Abkühlung so geregelt werden, wie es die Verhältnisse erfordern.
Auf diese Weise können in der Vorrichtung Teile vergütet werden, die bei üblicher
Wasservergütung reißen und bei Ölvergütung unzureichende Gütewerte erhalten würden.There is one embodiment of a suitable deterrent device
from a water tank with at least one cooling water inlet on the inlet side
and a water drain on the outlet side and a conveyor, e.g. B.
an endless belt that holds the steel objects introduced at the entry side
promotes towards the exit side. The water tank preferably has on the inlet side
a much greater depth than on the exit side. It is beneficial between
Provide a septum that protrudes deep into the water outlet and inlet
and a water drain on the side of the partition facing the water inlet
to arrange that drains so much water that on the other side of the septum
an effective heating of the water located there is guaranteed
is. In the drawing in Fig. I, for example, a device for continuous
Quenching and tempering of drop forged parts according to the method according to the invention.
The parts to be tempered are heated to the hardening temperature in the hardening furnace i and
Then fall via a slide 2 into the hardening bath 3. A conveyor belt running in the bath
d. lifts the parts back out of the bath and lets them over a slide 5 to
Sliding tempering furnace (not shown). What is essential is the furnishing of the bathroom
the installation 6 and the arrangement of the inlet 7 on the side after the hardening furnace
and the drain 8 on the side facing the tempering furnace. It is achieved that
the parts to be remunerated initially fall into cold water, so that they initially
experience a particularly rapid cooling. Because the water is only moderately heated
to a large extent 'is discharged again through the outlet g, the water remains on
the side of the bath facing the hardening furnace, as desired, cold and therefore the
Quenching speed high, while on the side facing the tempering furnace only
a little or no renewal of the water takes place, so that the remunerated
Parts get into increasingly warmer water on their way over the conveyor belt.
It is evident that, as a result of these measures, the cooling is increasing at the same time
becomes increasingly mild and possibly reaches its end at 100 ° C. By regulation
of inflow and the mutual adjustment of the two processes as well as the speed
of the strip, the cooling can be regulated as the circumstances require.
In this way, parts can be remunerated in the device that are usually
Water compensation would tear and in the case of oil compensation would receive inadequate quality values.
Ein Beispiel für eine Einrichtung zum Vergüten einzelner Teile nach
dem Verfahren stellt Abb. 2 dar. Die Vorrichtung besteht aus einem Abschreckbehälter
io im wesentlichen üblichen Aufbaus, der mit der Abschreckflüssigkeit gefüllt ist
und in den das zu behandelnde Stück i i eingehängt wird. Ihm ist ein zweiter Behälter
12 zugeordnet, der durch eine Kreiselpumpe und Rohrleitungen mit io verbunden ist
und einen Zulauf für möglichst kalte Abschreckflüseigkeit und einen. Ablauf (Überlauf)
hat. Die Abschreckflüssigkeit wird von der Kreiselpumpe 13 aus dem Behälter 12 angesaugt
und durch die ringförmig angeordneten Düsen 14 und 15 in den Behälter io gedrückt.
Dabei dient der Düsenkranz 15 dem Zweck, eine oben und unten möglichst gleichmäßige
Flüssigkeitstemperatur in io zu erreichen. Die zuströmende Menge Flüssigkeit kann
durch die den beiden Düsenkränzen zugeordneten Ventile geregelt werden. Die überlaufende
Flüssigkeit fließt über die Leitung 16 in den Behälter 12 zurück, so daß sich ein
Kreislauf zwischen beiden Behältern einstellt. Beim Ab:schreckvorgang ist nun die
in beiden Behältern befindliche Flüssigkeitsmenge so zu bemessen, daß im Verlauf
des Absghreckvorgangs die Flüssigkeit sich so erwärmt, daß, wie schon vorher beschrieben,
gegen Ende der Abschreckung die Abschreckwirkung in beschriebener Weise verzögert
und gemildert wird. Wenn auch unter voller Ausnutzung des Fassungsvermögens des
Behälters 12 eine unerwünscht hohe Temperatur der Abschreckflüssigkeit erreicht
werden sollte, so kann über den Zulauf 17 frische Flüssigkeit niedriger Temperatur,
z. B. vom Rückkühler, zugesetzt werden, während die dann überschießende Menge über
die Leitung 18 abfließen kann. Auf diese Weise wird auch mit dieser Vorrichtung
erreicht., daß die Abschreckung der zu behandelnden Stücke zunächst sehr schroff
und dann in zunehmendem Maße immer milder erfolgt. Die damit verbundenen Vorteile
wurden schon oben beschrieben.An example of a device for tempering individual parts according to
The method is shown in Fig. 2. The device consists of a quenching tank
io essentially conventional structure, which is filled with the quenching liquid
and in which the piece to be treated i i is hung. To him is a second container
12, which is connected to io by a centrifugal pump and pipes
and an inlet for the coldest possible quenching liquid and one. Drain (overflow)
Has. The quenching liquid is sucked out of the container 12 by the centrifugal pump 13
and pressed through the annularly arranged nozzles 14 and 15 into the container io.
The nozzle ring 15 serves the purpose of ensuring that the top and bottom are as uniform as possible
To reach liquid temperature in io. The inflowing amount of liquid can
can be regulated by the valves assigned to the two nozzle rings. The overflowing
Liquid flows back into the container 12 via the line 16, so that a
Adjusts the circuit between the two tanks. The deterrent process is now the
To measure the amount of liquid in both containers so that in the course
during the cooling process, the liquid heats up in such a way that, as already described,
towards the end of the deterrent, the deterrent effect is delayed in the manner described
and is tempered. Even if the full capacity of the
Container 12 reaches an undesirably high quenching liquid temperature
should be, then fresh liquid at a low temperature can be fed via inlet 17,
z. B. from the dry cooler, while the excess amount then over
the line 18 can flow away. This is also done with this device
achieved. That the deterring the pieces to be treated is initially very abrupt
and then it takes place increasingly mildly. The associated advantages
have already been described above.
Es ist bekannt, große Werkstücke, z. B. Walzen, in einem mit Wasser
gefüllten Behälter abzuschrekken und nach der Härtung der Oberfläche des Werkstückes
den inneren Teildes Wasserbehälterraumes von dem äußeren Teil abzutrennen, indem
eine teleskopartige zylindrische Wand., die das
Werkstück in geringerem
Abstand als die Wasserbehälterwand umgibt, hochgezogen wird, so daß das von der
teleskopartigen Wand eingeschlossene Wasser sich stärker erwärmt als das übrige
Wasser.It is known to handle large workpieces, e.g. B. rollers, in one with water
to quench the filled container and after the hardening of the surface of the workpiece
to separate the inner part of the water tank space from the outer part by
a telescopic cylindrical wall. that has the
Workpiece in lesser
Distance as the water tank wall surrounds, is pulled up, so that the
The water enclosed in a telescopic wall warms up more than the rest
Water.
Bei diesem bekannten Verfahren ist also der von der teleskopartigen
Wand umschlossene Raum -so abgeschlossen, daß ein Wasserumlauf nicht stattfinden
kann. Es werden sich daher in den einzelnen Zonen des inneren Raumes völlig unterschiedliche
Wassertemperaturen und damit unterschiedliche Härteeffekte einstellen. Bei der Ausübung
der vorliegenden Erfindung in Vorrichtungen nach Art der Abb. 2 wird. jedoch ein
starker Wasserumlauf ,und damit weitgehende Gleichmäßigkeit der Temperatur erzielt.
In Vorrichtungen gemäß Abb. i ist es im Gegensatz. zu der oben beschriebenen bekann,
ten Vorrichtung möglich, die Zonen des kalten Abschreckw assers infolge der dort
stattfindenden Kaltwasserzufuhr besonders kühl zu halten und nach Wegrücken des
Werkstücks aus der kalten Zone in die Zone erwärmten Wassers bereits mit der Behandlung
des nächsten Stückes zu beginnen. Demgegenüber ist bei der bekannten Vorrichtung
der gesamte Inhalt des Abschreckbehälters zu entfernen oder abzukühlen, bevor :mit
der Behandlung des nächsten Stückes begonnen werden kann.In this known method, therefore, it is of the telescopic type
Wall-enclosed space-so closed that a water circulation does not take place
can. There will therefore be completely different ones in the individual zones of the inner space
Set water temperatures and thus different hardness effects. When exercising
of the present invention in devices of the type of FIG. however a
strong water circulation, and thus largely uniform temperature achieved.
In devices according to Fig. I it is the opposite. known to the one described above,
th device possible, the zones of the cold quenching water as a result of there
taking place cold water supply especially cool and after moving the
Workpiece from the cold zone into the zone of heated water already with the treatment
of the next piece to begin. In contrast, in the known device
remove or cool the entire contents of the quench container before: using
the treatment of the next piece can be started.