DEP0008652DA

DEP0008652DA - Treatment of workpieces made of steel.

Info

Publication number: DEP0008652DA
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr.-Ing. Briefs
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Publication date: 1950-08-24

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.As is well known, it is often necessary in the course of the treatment of workpieces made of steel to subject them to special treatments after hardening, the purpose of which is to completely eliminate the hardening stresses and also to bring the workpiece into a state in which it will last for a long time is no longer subject to any volume changes. This relaxation and aging of hardened workpieces is all the more important, the higher the dimensional stability that must be required of the workpieces in question. It is of downright decisive importance for the production of measuring tools such as gauge blocks, gauges or calibers.

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.For example, for the gauge blocks, for which a particularly high dimensional stability is required, special processes have been developed in order to achieve a complete elimination of the stresses and, through aging, to completely eliminate later changes in volume, even in the long term. Thus, after hardening and tempering, workpieces of this type are first thermally aged, for example by boiling them out, then mechanically vibrated, whereupon thermal aging is carried out again. Long term storage treatment called "natural aging" is then carried out. This aging due to storage often lasts up to several years. This is followed by thermal aging again before the final sanding is carried out. All the work processes, especially natural aging, take an extraordinarily long time and therefore also require a large amount of storage, apart from the fact that temperature constancy is usually ensured in the rooms in which natural aging is carried out, so that this method is used contributes to a considerable increase in the price of products.

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.It is the aim of the invention to significantly simplify and shorten the relaxation and / or aging of hardened workpieces made of steel and, moreover, to produce technical effects of a special kind, for example in the sense that something that can hardly be achieved with the previous methods Can achieve maximum dimensional stability. The method consists in exposing the hardened steel piece, which is tempered if necessary, to sonic vibrations, in particular ultrasonic vibrations. zen, this sonication optionally being carried out alternating with the per se known thermal aging. This method can be used for workpieces that require only a relatively high degree of dimensional and volume stability, but primarily for those workpieces for which maximum dimensional stability is a prerequisite for their usability, e.g. gauge blocks, gauges, calibers.

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 particular, the procedure can be such that a brief single or multiple exposure above the upper audibility limit or just below between the individual thermal aging to be carried out is switched on. In this way, the previously common methods of artificial or natural aging by shaking BEZW are eliminated. by storage, and it is therefore possible to complete the treatment of the workpieces in the shortest possible time; because in general it will be sufficient to replace long-term treatments, in particular by storage, with sonication, which only needs to be effective for a short time. This is especially true when vibrations are used that are above the upper audibility limit.

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 some cases, exposure to ultrasound, in particular, will mean that thermal relaxation can be largely dispensed with. The extent to which this is possible in individual cases depends on the type of steel and will result from tests and experience.

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.The rhythm at which the sonication has to alternate with the thermal treatments will be determined by a few tests for the individual steel qualities and, if necessary, workpiece dimensions and shapes. It is within the meaning of the invention, the sonication also in connection with the hitherto customary mechanical aging and possibly also with the so-called. To use "natural aging", whereby, apart from a possible shortening of the storage time, a final state free of subsequent dimensional changes is achieved with far greater certainty than according to the previously customary methods. Depending on the material properties, it is possible to work with simultaneous thermal aging or without it. thermal aging can be abbreviated.

Nach einem nicht vorbekannten Vorschlag ist beim Härten von Stahl bereits eine Ultra-Schallbehandlung vorgeschlagen worden, jedoch geht dieser Vorschlag nur dahin, während des AbschreckensAccording to a proposal that was not previously known, an ultrasonic treatment has already been proposed for the hardening of steel, but this proposal only applies during quenching

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.To allow ultra-sound to act on the quenching liquid, whereby the gas bubbles collapse and consequently a much faster cooling is achieved than is possible with the same hardening liquid, which, however, is not sonicated. Naturally, this treatment has no effect on the relaxation and aging of the steel; but it is quite possible to use the method of sonication of the hardening liquid there, where subsequent aging BEZW. Relaxation should be brought about by sound reinforcement.

Claims

1. A method for relaxing and / or aging hardened workpieces made of steel, characterized in that the hardened and optionally tempered workpiece is exposed to acoustic vibrations, in particular ultrasonic vibrations, primarily for the treatment or alternating with known thermal aging. Production of workpieces with the highest dimensional stability such as gauge blocks, gauges or calibres.

2. The method according to claim 1, characterized in that to achieve the highest dimensional stability as in workpieces, gauge blocks, gauges or calibers, a brief single or multiple exposure above the upper audibility limit or just below between the individual thermal aging to be carried out is switched on.

3. The method according to claim 1, characterized in that the sonication is applied above the upper audibility limit or just below in connection with the usual mechanical aging by shaking, long-term storage with possibly shortened simultaneous thermal aging or without this.