DEP0008652DA - Behandeln von Werkstücken aus Stahl. - Google Patents

Description

Bekanntlich ist es im Zuge der Behandlung von Werkstücken aus Stahl häufig erforderlich, sie nach dem Härten Sonderbehandlungen zu unterwerfen, die den Zweck haben, die Härtespannungen vollkommen zu beseitigen und außerdem das Werkstück in einen Zustand zu überführen, in welchem es auch selbst auf lange Zeit hinaus irgendwelchen Volumenänderungen nicht mehr unterworfen ist. Dieses Entspannen und Altern gehärteter Werkstücke ist von umso größerer Bedeutung, je höher die Maßbeständigkeit ist, die von den betreffenden Werkstücken gefordert werden muß. Von geradezu ausschlaggebender Bedeutung ist sie für die Herstellung von Meßwerkzeugen wie Endmaßen, Lehren oder Kalibern.

Es haben sich daher beispielsweise für die Endmaße, für die eine besonders hohe Maßbeständigkeit gefordert wird, besondere Verfahren entwickelt, um eine restlose Beseitigung der Spannungen zu erzielen und durch ein Altern spätere Volumenänderungen auch auf lange Sicht vollkommen auszuschalten. So werden Werkstücke dieser Art nach dem Härten und Anlassen zunächst beispielsweise durch Auskochen thermisch gealtert, anschließend mechanisch gerüttelt, worauf erneut ein thermisches Altern vorgenommen wird. Sodann wird eine Behandlung durch langzeitiges Lagern durchgeführt, die als "natürliche Alterung" bezeichnet wird. Diese Alterung durch Lagern dauert vielfach bis zu mehreren Jahren. Hieran schließt sich nochmals ein thermisches Altern an, ehe der Endschliff vorgenommen wird. Die ganzen Arbeitsprozesse, vor allem das natürliche Altern, nehmen außerordentlich viel Zeit in Anspruch und bedingen daher auch eine große Lagerhaltung, abgesehen davon, daß in den Räumen, in denen die natürliche Alterung durchgeführt wird, üblicherweise für Temperaturkonstanz gesorgt wird, so daß diese Methode zu einer erheblichen Verteuerung der Erzeugnisse beiträgt.

Es ist das Ziel der Erfindung, die Entspannung und/oder Alterung von gehärteten Werkstücken aus Stahl wesentlich zu vereinfachen und zu verkürzen und darüber hinaus auch noch technische Wirkungen besonderer Art, z.B. in dem Sinne hervorzurufen, daß sich ein mit den bisherigen Verfahren kaum zu erreichendes Maximum an Maßbeständigkeit erzielen läßt. Das Verfahren besteht darin, das gehärtete Stahlstück, das erforderlichenfalls angelassen wird, Schallschwingungen, insbesondere Ultra-Schallschwingungen auszuset- zen, wobei diese Beschallung gegebenenfalls im Wechsel mit dem an sich bekannten thermischen Altern durchgeführt wird. Dieses Verfahren kann angewendet werden bei Werkstücken, von denen eine nur verhältnismäßig hohe Maß- und Volumenbeständigkeit verlangt wird, vornehmlich aber bei solchen Werkstücken, von denen höchste Maßbeständigkeit für ihre Verwendbarkeit Voraussetzung ist, z.B. Endmaße, Lehren, Kaliber.

Im Besonderen kann so vorgegangen werden, daß ein kurzzeitiges ein- oder mehrfaches Beschallen über der oberen Hörbarkeitsgrenze oder kurz unterhalb zwischen die einzelnen durchzuführenden thermischen Alterungen eingeschaltet wird. Auf diese Weise entfallen die bisher üblichen Methoden des künstlichen oder natürlichen Alterns durch Rütteln bezw. durch Lagern, und es ist daher möglich, die Behandlung der Werkstücke in kürzester Frist abzuschließen; denn im allgemeinen wird es ausreichen, langzeitige Behandlungen insbesondere durch Lagern zu ersetzen durch ein Beschallen, das nur kurzzeitig wirksam zu sein braucht. Das gilt insbesondere dann, wenn Schwingungen angewendet werden, die über der oberen Hörbarkeitsgrenze liegen.

In manchen Fällen wird das Beschallen insbesondere mit Ultra-Schallschwingungen dazu führen, daß auf thermische Entspannungen weitgehend verzichtet werden kann. Inwieweit dies in einzelnen Fällen möglich ist, hängt von der Stahlart ab und wird sich jeweils durch Versuche und Erfahrungen ergeben.

In welchem Rhythmus die Beschallung mit den thermischen Behandlungen abzuwechseln hat, wird sich für die einzelnen Stahlqualitäten und gegebenenfalls auch Werkstückabmessungen und Formen durch einige Versuche jeweils ergeben. Es liegt im Sinne der Erfindung, die Beschallung auch in Verbindung mit der bisher üblichen mechanischen Alterung und gegebenenfalls auch mit der sogen. "natürlichen Alterung" anzuwenden, wodurch, abgesehen von einer möglichen Verkürzung der Lagerzeit mit weit größerer Sicherheit als nach den bisher üblichen Verfahren ein von nachträglichen Maßänderungen freier Endzustand erreicht wird. Hierbei kann je nach den vorliegenden Werkstoffeigenschaften mit gleichzeitiger thermischer Alterung oder ohne diese gearbeitet bezw. das thermische Altern abgekürzt werden.

Nach einem nicht vorbekannten Vorschlag ist beim Härten von Stahl bereits eine Ultra-Schallbehandlung vorgeschlagen worden, jedoch geht dieser Vorschlag nur dahin, während des Abschreckens

Ultra-Schall auf die Abschreckflüssigkeit einwirken zu lassen, wodurch die Gasblasen in sich zusammenfallen und infolgedessen eine wesentlich raschere Abkühlung erzielt wird, als dies mit einer gleichen Härteflüssigkeit, die jedoch nicht beschallt wird, möglich ist. Diese Behandlung hat naturgemäß keine Beeinflussung auf die Entspannung und Alterung des Stahles; es ist aber durchaus möglich, das Verfahren der Beschallung der Härteflüssigkeit auch dort anzuwenden, wo anschließend eine Alterung bezw. Entspannung durch Beschallung herbeigeführt werden soll.

Claims (3)

1. Verfahren zum Entspannen und/oder Altern von gehärteten Werkstücken aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß das gehärtete und gegebenenfalls angelassene Werkstück gegebenenfalls im Wechsel mit an sich bekanntem thermischen Altern Schallschwingungen, insbesondere Ultra-Schallschwingungen, ausgesetzt wird, vornehmlich für die Behandlung bezw. Herstellung von Werkstücken höchster Maßbeständigkeit wie Endmaßen, Lehren oder Kalibern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung höchster Maßbeständigkeit wie bei Werkstücken, Endmaßen, Lehren oder Kalibern ein kurzzeitiges ein- oder mehrfaches Beschallen über der oberen Hörbarkeitsgrenze oder kurz unterhalb zwischen die einzelnen durchzuführenden thermischen Alterungen eingeschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschallen über der oberen Hörbarkeitsgrenze oder kurz unterhalb in Verbindung mit dem üblichen mechanischen Altern durch Rütteln, Langzeitlagern mit gegebenenfalls abgekürzter gleichzeitiger thermischer Alterung oder ohne diese angewendet wird.