DE965818C - Verfahren zur Herstellung von Maschinenbauteilen und Konstruktionsteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren

zur Erzeugung in Richtung der Werkstückachse aneinandergereihter, unterschiedlicher mechanischer Eigenschaften in Maschinenbau- und Konstruktionsteilen.

Für die Herstellung von Maschinenbau- und Konstruktionsteilen werden bekanntlich die verschiedensten Werkstoffe verwendet und deren Wahl erfolgt unter Berücksichtigung der Beanspruchungen, denen diese Teile unterworfen werden sollen, wobei die Eigenschaften, die die Werkstoffe auf Grund ihrer Zusammensetzung und der Wärmebehandlung, die man ihnen angedeihen lassen kann, aufweisen, in Rechnung gestellt werden. Sowohl bei Maschinenbauteilen, beispielsweise Wellen und Achsen, als auch bei Konstruktionsteilen sind die Beanspruchungen, denen ein solches Teil im Betrieb unterworfen ist, in Richtung der Längserstreckung keineswegs gleich. Da aber der Werkstoff in seiner Gesamtheit überall die gleichen Eigenschaften aufweist, so ist es notwendig, bei der Bemessung derartiger Teile von der höchsten Beanspruchung auszugehen, die in dem Teil an irgendeiner Stelle vorliegt. Das Werkstück wird auf diese Weise auf dem größten Teil seiner Erstreckung größere Abmessungen aufweisen als dies an sich erforderlich wäre. Zwar wird gelegentlich an den Stellen, an denen besonders starke Beanspruchungen auftreten, ein größerer Querschnitt gewählt als an den anderen Stellen; im übrigen

werden aber keine, und zwar insbesondere keine den Werkstoff unmittelbar beeinflussenden Maßnahmen getroffen, um diesen unterschiedlichen Beanspruchungen Rechnung zu. tragen. Auch ist es vielfach unpraktisch, derartige Querschnittsände-■;" rangen vorzusehen, weil dadurch umfangreiche zusätzliche Maßnahmen erforderlich werden, beispielsweise Formschmieden und spanabhebende Bearbeitung. Lediglich für den Fall der Härtung ίο ist man von der Gepflogenheit, die Eigenschaften des Werkstückes im ganzen gleichförmig zu halten, abgewichen, und zwar in dem Sinne, daß man der Oberfläche, und zwar auch unter Beschränkung auf gewisse Oberflächenabschnitte, eine "höhere Härte verliehen hat als den übrigen Werkstückteilen. Solche Maßnahmen sind, durchgeführt worden, um beispielsweise Verschleißbeanspruchungen, die an einer Lagerstelle auftreten, begegnen zu können.

Werden dagegen den Werkstücken in Richtung so der Achse unterschiedliche mechanische Eigenschaften vermittelt, so ist es nicht notwendig, mit unterschiedlichen Querschnittsabmessungen zu arbeiten, um unterschiedliche Beanspruchungen aufnehmen zu können. Erfindungsgemäß werden diese unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften erzeugt durch eine Wärmebehandlung mittels elektroinduktiver Erhitzung derart, daß auf verschiedenen Abschnitten der Werkstücke unterschiedliche Härte- und/oder Anlaßtemperaturen angewendet werden, die jeweils den gesamten Querschnitt umfassen.

Die Vorteile, die Werkstücke aufweisen, welche eine solche Behandlung erfahren haben, sind ohne weiteres ersichtlich. Werden solche Werkstücke verwendet, so ist es nicht mehr erforderlich, sie zu dimensionieren, daßV-.-sie- "zur Gänze den Beanspruchungen standhalten, denen der höchstbeanspruchte Abschnitt unterworfen ist. Dies bedeutet eine wesentliche Einsparung an Werkstoff oder, wenn bisher der Weg gewählt wurde, die Werkstücke durch Warmformgeben oder durch spanabhebende Bearbeitung mit unterschiedlichen Qurschnitten zu versehen, daß diese Bearbeitungsmaßnahmen ganz oder zum mindesten weitgehend entfallen können.

Es ist ferner gemäß der Erfindung möglich, das Verfahren so durchzuführen, daß den einzelnen Abschnitten unterschiedlicher mechanischer Eigenschaften auf induktivem Wege zusätzlich gleichmäßige oder unterschiedliche Oberflächenhärte vermittelt wird. . ' " .

Zur Durchführung 4es Verfahrens kann z. B. zunächst ein gleichmäßiges Härten mittels an sich üblicher Verfahren,."wie Erwärmen im Ofen und Abschrecken oder Abschrecken aus derWarmformgebungshitze, angewendet werden. Das abschnittweise unterschiedlicll hohe, den ganzen Querschnitt gleichmäßig erfassende Anlassen kann alsdann elektroinduktiv erfolgen.

Es ist ferner möglich, daß das den ganzen Querschnitt erfassende Induktionserhitzen im fortschreitenden Verfahren durchgeführt wird, und zwar unter Anwendung unterschiedlicher elektrischer Leistung für die einzelnen Werkstückabschnitte. Dies gilt gleichermaßen für das Härten als auch für das Anlassen, so daß in weitem Umfang Möglichkeiten der Anpassung an die jeweiligen .Anforderungen bestehen.

Es ist auch möglich, so vorzugehen, daß das Werkstück, das nach irgendeinem bekannten und üblichen Verfahren in Achsrichtung gleichmäßig gehärtet worden ist, abschnittsweise unterschiedlich, jedoch über den ganzen Querschnitt gleichmäßig elektrodnduktiv angelassen wird; unter Ausnutzung der Anlaßtemperaturen wird sodann das Werkstück längs der gesamten Oberfläche auf gleichmäßige oder an einzelnen Abschnitten der Oberfläche auf'unterschiedliche Härtetemperatur gebracht und abgeschreckt. Es entsteht auf diese Weise ein Werkstück,, das sowohl in axialer als auch - in radialer Richtung mechanische Eigenschäften aufweist, die- den dort auftretenden Beanspruchungen angepaßt sind. In diesen wie auch in anderen geschilderten Fällen ist es möglich, das Werkstück, verglichen mit dem bisher üblichen, insgesamt schwächer zu dimensionieren oder aber bei gleichbleibenden. Abmessungen einen geringwertigen Werkstoff zu verwenden. Das elektroinduktive Erhitzen gestattet dabei den Übergang zwischen den einzelnen Abschnitten je nach den auftretenden Erfordernissen entweder mit einem allmählichen oder einem plötzlichen Übergang von der einen Eigenschaft zur anderen Eigenschaft entstehen zu lassen.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Erzeugung in Richtung der Werkstückachse aneinandergereihter, unterschiedlicher mechanischer Eigenschaften in Maschinenbauteilen und Konstruktionsteilen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmebehandlung mittels elektroinduktiver Erhitzung derart erfolgt, daß auf verschiedene Abschnitte der Werkstücke unterschiedliche Härte- und/oder Anlaßtemperaturen, die jeweils den gesamten Querschnitt umfassen, angewendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Abschnitten unterschiedlicher mechanischer Eigenschaften auf induktivem Wege zusätzlich gleichmäßige oder unterschiedliche Oberflächenhärte vermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein gleichmäßiges Härten mittels an sich üblicher Verfahren, wie Erwärmen im Ofen und Abschrecken oder Abschrecken aus der Warmformgebungshitze, erfolgt, wähnend das abschnittweise unterschiedlich hohe, den ganzen Querschnitt gleichmäßig erfassende Anlassen elektroinduktiv erfolgt.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der . vorauf gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den ganzen Querschnitt erfassende Induktionserhitzen im fortschreitenden Verfahren unter Anwendung unterschied-

licher Leistung für die einzelnen Werkstückabschnitte erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach beliebiger Härtung des Werkstückes die einzelnen Werkstückabschnitte zunächst induktiv unterschiedlich, jedoch für den ganzen Querschnitt gleichmäßig angelassen und anschließend die Oberfläche unter Ausnutzung der Anlaßtemperaturen der einzelnen Abschnitte längs der gesamten Oberfläche auf gleichmäßige oder abschnittweise auf unterschiedliche Härtetemperatur gebracht und durch Abschrecken oberflächengehärtet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 678 987; schweizerische Patentschrift Nr. 253 306;

M. B. Osborn, »Induction Meating«, Cleveland 1948, S. 10, 12, 24, 43, 58;

Werkstoff-Handbuch, Stahl und Eisen, 1940, Blatt E 21-5.

709 552/87 6.