EP0052308A1 - Verfahren zum Herstellen eines hochbeanspruchbaren Schmiedeteils aus Stahl - Google Patents

Abstract

Nach diesem Verfahren werden Schmiedeteile aus Stahl nach dem Schmieden direkt aus der Verformungswärme abgeschreckt, so daß das bisher erforderliche Anlassen entfällt. Für dieses Verfahren soll ein Stahl verwendet werden, diessen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,05 bis 0,25 % und dessen Mangangehalt zwischen 1,0 und 2,0 % liegt. Die verschiedene Formen und Querschnittsstärken besitzenden geschmiedeten Stahlbauteile weisen nach dem Abschrecken den geforderten Endzustand des Gefüges und die mechanischen Werte auf.

Description

• Geschmiedete Bauteile aus Stahl, die hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, wie z. B. Achskörper für Kraftfahrzeuge, werden üblicherweise aus Vergütungsstählen, wie z. B. CK 45, 42 CrMo 4 oder 41 Cr 4, geschmiedet und anschliefend einem Vergütungsverfahren unterworfen, um die gewünschten Festigkeitseigenschaften zu erzielen.
• Es ist bereits bekannt (Zeitschrift "Stahl und Eisen" 69. Jahrgang, (1949) Nr. 9, 28. April, Seite 296/297), aus Vergütungsstählen geschmiedete Bauteile aus der Schmiedehitze heraus, d. h. ohne sie längere Zeit auf Schmiedetemperatur zu halten, durch Abschrecken in einer wässrigen Lösung zu härten. Das Härten aus der Schmiedehitze heraus bedeutet zwar bereits eine wesentliche Rationalisierung der Herstellung solcher Bauteile, jedoch müssen diese beim bekannten Verfahren nach dem Härten noch etwa 1 1/2 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 660⁰ C angelassen werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung hochbeanspruchbarer Schmiedeteile aus Stahl, insbesondere Achskörpern für Kraftfahrzeuge, unter Aufrechterhaltung ihrer benötigten Festigkeitseigenschaften zu vereinfachen und den Gesamtaufwand zu verringern.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schmiedeteil aus einem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,05 und 0,25 % und einem Mangangehalt zwischen 1,0 und 2,0 % geschmiedet und nach dem Härten ohne anschließendes Anlassen spangebend weiterbearbeitet wird.
• Als Stahl wird also im Prinzip ein Baustahl eingesetzt, dessen Kohlenstoff- und Mangangehalt jedoch innerhalb ganz bestimmter Bereiche liegt. Durch die Wahl dieser speziellen Rezeptur für den eingesetzten Stahl wird nicht nur infolge des Fortfalls von Vergütungsstählen der materialmäßige Aufwand verringert, sondern gleichzeitig werden entscheidende verfahrensmäßige Vereinfachungen erzielt, weil auf das sonst erforderliche Anlassen verzichtet werden kann, ohne daß die dabei erzielten Bauteileigenschaften schlechter wären, als die solcher Bauteile, die unter Einsatz von Vergütungsstählen konventionell gefertigt worden sind.
• Der Entfall des Anlassens bewirkt wegen des Fortfalls der sonst dazu notwendigen Erwärmungsmaßnahmen eine spürbare Energieeinsparung sowie eine Verringerung der Fertigungszeit insgesamt. Darüber hinaus ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung des sogenannten Handlings, d. h. der Handhabung des geschmiedeten Bauteils, weil dieses u. a. nach dem Abschrecken in einer wässrigen Lösung, z. B. in einem mit Salz versetzten Wasserbad, oder Öl nicht erst zum Anlassen in einen Ofen, sondern gleich zum Richten weiterbefördert werden kann. Der Aufwand für das Richten selbst wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls verringert.
• Der zur Erzielung der gewünschten Bauteileigenschaften notwendige Kohlenstoff- und Mangangehalt ist im gewissen Umfang abhängig vom Querschnitt des geschmiedeten Teiles. Für Achskörper von Kraftfahrzeugen ist es von Vorteil, einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,15 und 0,25 % und einen Hangangehalt zwischen 1,2 und 1,7 % zu wählen.
• Die gewünschten Bauteileigenschaften können durch entsprechende Wahl der Kohlenstoff- und Mangangehalte den jeweiligen Bedürfnissen angepaßt werden, wobei höhere Kohlenstoffgehalte eine höhere Randhärte und höhere Mangangehalte eine höhere Kernfestigkeit des geschmiedeten Bauteiles bewirken.
• Das erfindungsgemäBe Verfahren ermöglicht es auch, als Stahl Strangguß, vorzugsweise einen gewalzten Strangguß, d. h. also einen besonders wirtschaftlichen Stahl einzusetzen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit besonderem Vorteil zur Herstellung geöBerer Bauteile, wie z. B. Achskörpern von Kraftfahrzeugen, einzusetzen, weil bei derartigen Bauteilen der sonst übliche Material- und Energiebedarf hoch und die Schwierigkeiten beim Handling vergleichsweise groß sind. Solche Bauteile werden vielfach im Gesenk geschmiedet. In diesem Falle müssen die Schmiedeteile im Einstück-Verfahren hergestellt werden.
• Durch die Einhaltung der vorgeschlagenen Bereiche für den Kohlenstoff- und Mangangehalt, d. h. durch die Rezeptur des Stahles, werden - obgleich bei der Fertigung auf das sonst übliche Vergüten, d. h. auf das Anlassen nach dem Härten aus der Schmiedehitze heraus verzichtet wird - gleichwertige Bauteileigenschaften erzielt wie bei konventionell gefertigten Teilen aus Vergütungsstählen.
• Es versteht sich, daß unter dem Ausdruck Schmieden etc. nicht nur das klassische Schmieden, bei dem das auf die benötigte Temperatur erwärmte Werkstück schlagend bearbeitet wird, zu verstehen ist, sondern auch sämtliche moderneren Warmformgebungsverfahren, bei denen die Verformung des Werkstückes nicht schlagend erfolgt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen eines hochbeanspruchbaren Schmiedeteils aus Stahl, insbesondere eines Achskörpers für Kraftfahrzeuge, welches nach dem Schmieden aus der Schmiedehitze heraus in einem flüssigen Abschrec;:medium gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiedeteil aus einem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,05 und 0,25 % und einem Mangangehalt zwischen 1,0 und 2,0 % geschmiedet und nach dem Härten ohne anschließendes Anlassen spangebend weiterbearbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt vorzugsweise zwischen 0,15 und 0,25 % und einem Mangangehalt vorzugsweise zwischen 1,2 und 1,7 % verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Stahl Strangguß, vorzugsweise gewalzter Strangguß verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiedeteil im Einstück-Verfahren im Gesenk geschmiedet wird.