EP0757110B1 - Verfahren zur Wärme-bzw. Vergütebehandlung eines Gleisteils - Google Patents

Verfahren zur Wärme-bzw. Vergütebehandlung eines Gleisteils Download PDF

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EP0757110B1
EP0757110B1 EP96109815A EP96109815A EP0757110B1 EP 0757110 B1 EP0757110 B1 EP 0757110B1 EP 96109815 A EP96109815 A EP 96109815A EP 96109815 A EP96109815 A EP 96109815A EP 0757110 B1 EP0757110 B1 EP 0757110B1
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EP
European Patent Office
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track part
over
track
dipping
process according
Prior art date
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EP96109815A
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English (en)
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EP0757110A1 (de
Inventor
Gerhard Ing. Ratz
Stefan Dipl.-Ing. Schmedders
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine Turnout Technology Germany GmbH
Original Assignee
Voestalpine BWG GmbH
Butzbacher Weichenbau GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/04—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/25—Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")

Definitions

  • the invention relates to a method for tempering a track part, in particular Turnout part like spring tongue or centerpiece over the entire cross-section, the track part preferably has changing cross-sectional shapes along its length.
  • a method for the heat treatment of rails can be found in WO 94/02652.
  • the rail becomes an undesirable hardening of the much thinner webs partially immersed in a coolant bath containing synthetic additives with her head, while the rail foot is cooled with compressed air and / or a water-air mixture becomes.
  • desired hardness or hardness distributions can be achieved in the rail head can be achieved because the splint is the same over its entire length in the head area Has cross sections.
  • DE-C-262 970 describes a method and an apparatus for achieving various Degrees of hardness and toughness of elongated objects are known. To do this, the subject passed through various baths of oil and water.
  • DE-A 28 20 784 shows a method for producing rails, at which the rail head should be hardened. There is the Possibility of completely or solely in the head area in a coolant immerse, which has aggregates to the heat transfer from the rail to the Increase bath.
  • DE-C-396 946 provides that the curing object is immersed several times in a cooling bath.
  • the present invention is based on the problem of a method as described in the introduction Kind in such a way that track parts in particular along with their length changing cross-sectional shapes over the entire cross-section to a desired structure such as preferably fine pearlitic training can be reproducibly remunerated.
  • the teaching according to the invention makes the cooling rate more uniform about the cross section of the track part, with an adaptation to different cross-sectional shapes this is done in that the track part alternately in cyclical sequence or completely and / or inclined in the coolant.
  • the desired equalization of remuneration takes place across the entire cross-section, so that voltage differences are largely avoided without the There is a risk that undesired hardening will occur in the areas of the track part. in which there are reduced cross sections compared to the head area.
  • rail parts in particular switch parts, are in their Travel areas, whereby finished machined track parts are heat treated. After Remuneration is then only necessary that necessary holes are drilled or for example a spring point is milled.
  • the tab chambers can be equipped with compensation tabs and / or inorganic products such as concrete to be filled in these critical areas to prevent undesirable cooling speeds of the track part.
  • the cooling process is followed by a tempering treatment for targeted microstructure adjustment.
  • the necessary straightening processes are used to avoid changes in tension and structure performed at elevated temperatures.
  • the immersion times t 1 , t 3 , ... t n-2 , t n can be selected so that the track part is specifically cooled over its entire cross-section such that t 1 ⁇ t 3 and / or t 3 ⁇ t 5 and / or t n-2 ⁇ t n , in particular t 1 ⁇ t n . In this way, necessary predetermined structures are reproducibly achieved.
  • the heat or heat treatment according to the invention can be used for a track part made of rail steel of a quality such as S 1100V or 900A or 1100 according to UIC 860V with a directional analysis of, for example 0.53 - 0.62% C, 0.15 - 0.25% Si, 0.65 - 1.1% Mn, 0.8 - 1.3% Cr, 0.05 - 0.11% Mo, 0.05 - 0.11% V, ⁇ 0.02 P, optionally up to 0.025 Al, optionally 0.5% Nb, residual iron as well as common contamination caused by melting.
  • a quality such as S 1100V or 900A or 1100 according to UIC 860V with a directional analysis of, for example 0.53 - 0.62% C, 0.15 - 0.25% Si, 0.65 - 1.1% Mn, 0.8 - 1.3% Cr, 0.05 - 0.11% Mo, 0.05 - 0.11% V, ⁇ 0.02 P, optionally up to 0.025 Al, optionally 0.5% Nb, residual iron as
  • the track part - preferably several corresponding track parts at the same time - is preferably lying on its head the entire length is heated, for example in a gas-heated tempering furnace, to an austenitizing temperature T II at a controllable rate and is kept at this temperature for a predetermined time.
  • the temperature T II can be adjusted over a wide range of the steel brand used. Temperatures T II between approximately 850 ° C and 900 ° C are possible.
  • the track parts are removed from the tempering furnace and it takes place controlled immersion of the track parts in a quenching bath downstream of the tempering furnace, in which there is a water-miscible synthetic cooling medium.
  • the track parts are subjected to a cyclical cooling process in such a way that the rail parts alternately partially or completely immersed in the coolant bath.
  • the cooling process itself is like monitoring and limiting the process parameters Concentration and temperature of the cooling medium, immersion cycle, immersion depth etc. certainly.
  • the heat treatment method according to the invention is to be based on a welded one Centerpiece.
  • the centerpiece was made of high quality rail steel 900A according to UIC conditions.
  • the rising edge I is intended to illustrate the heating of the track part to the austenitizing temperature.
  • the track part After reaching the austenitizing temperature, the track part is held at austenitizing temperature T II for a predetermined period of time, in order then to be immediately quenched in a coolant bath, as a result of which the desired conversion into the predetermined structure takes place.
  • This area is marked III in the diagram according to FIG. 1.
  • starting flank IV
  • T V which can be, for example, 1-2 hours.
  • T V which can be, for example, 1-2 hours.
  • cooling in still air (falling flank VI) which may require straightening of the track part. This can be carried out in a temperature range that is just below 300 ° C.
  • the welded heart is cyclically partially or completely into one coolant bath (10) containing water-miscible synthetic medium in a targeted manner submerged that a desired even cooling with the cross section of the centerpiece he follows.
  • FIG Line (120) symbolizes that with respect to the frog cross-sectional representations (12), (14), (16), (18) runs in such a way that the centerpiece either only in its head area or is completely immersed in the coolant bath (10).
  • the cross sections (12), (14), (16) and (18) should further clarify that the centerpiece is always along its entire length completely or partially (head area) is immersed in the coolant bath (10).
  • the track part is first immersed only with its head region over a period t 1 . Over a subsequent, but shorter period of time t 2, the track part is completely immersed. Then the track part is partially lifted out of the coolant over a period t 3 with t 3 ⁇ t 1 in order to again cool only the head region in the coolant bath (10). This is followed by a period of time t 4 , in which the track part is completely immersed, followed by an immersion of the head area alone over a period of time t 5 ⁇ t 3 .
  • T v can be between 400 and 550 ° C.
  • the period t v can be 1-2 hours. This creates the specified structure and a tension compensation across the cross section.
  • a heat treatment of a wing rail (22) from a Material S 1100V can be clarified in principle, with regard to heating up Austenitizing temperature, holding to austenitizing temperature, tempering and cooling in principle a process - even if it differs in time and temperature - takes place, which corresponds to that which has been illustrated with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the wing rail (22) is first initially over a time period t 0 completely into the coolant bath (10) immersed in order to then via one of the time duration t 0 corresponding time t 1 alone head in the coolant bath (10) to leave. This is followed by the complete or partial immersion of the wing rail (22) over the same time sequences t 2 t 3 and t 4 , and then over a period of time compared to the periods t 0 or t 1 or t 2 or t 3 and t 4 t 5 considerably longer period of time to leave the head of the wing rail (22) in the coolant bath (10) alone.
  • the coolant bath (10) is then removed in order to leave the wing rail (22) on - in accordance with the procedure shown in FIG. 1. This is followed by cooling in still air (flank VI), whereby the wing rail (22) can be straightened. This temperature range can be just below 300 ° C.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vergütung eines Gleisteils, insbesondere Weichenteils wie Federzunge oder Herzstück über den ganzen Querschnitt, wobei das Gleisteil vorzugsweise entlang seiner Länge sich ändernde Querschnittsformen aufweist.
Ein Verfahren zum Wärmebehandeln von Schienen ist der WO 94/02652 zu entnehmen. Um ein unerwünschtes Aufhärten der wesentlich dünneren Stege zu vermeiden, wird die Schiene partiell in ein synthetische Zusätze aufweisendes Kühlmittelbad mit ihrem Kopf getaucht, wobei gleichzeitig der Schienenfuß mit Preßluft und/oder einem Wasser-Luftgemisch gekühlt wird. Mit einem solchen Verfahren können im Schienenkopf gewünschte Härte bzw. Härteverteilungen erzielt werden, da die Schiene über ihre gesamte Länge im Kopfbereich gleiche Querschnitte aufweist.
Um ein feinperlitisches Gefüge im Kopfbereich einer Schiene zu erzielen, wird nach der EP 0 088 746 A1 der Schienenkopf mittels eines Kühlmediums aus einer im Austenitgebiet liegenden Temperatur auf eine Temperatur abgekühlt, bei welcher die Perlitumwandlung abgeschlossen ist. Als Kühlmedium wird dabei Wasser mit synthetischem Kühlmittelzusatz wie Polyglykol verwendet. Ebenfalls aus der DE-C 582 957 ist ein Verfahren zum Vergüten von Eisenbahnschienen bekannt, bei dem allein der Kopf einmalig in eine Kühlflüssigkeit eingetaucht wird.
Um Gleisteile mit sich ändernden Querschnittsformen, insbesondere Weichenteile zu vergüten, um ein feinperlitisches Gefüge zu erzielen, ist es nach der DE 25 41 978 C3 bekannt, das Weichenteil mittels eines Brenners oder Induktors auf Austenitisierungstemperatur zu erhitzen und anschließend Preßluft nur von oben auf die auf dem Fuß stehenden Weichenteile zu blasen, wobei die Breite des Preßluftstrahls mindestens der Größe und Breite des Weichenteils entspricht. Nach Abschluß der Perlitumwandlung kann das Weichenteil zusätzlich mit Wasser abgeschreckt werden.
Aus der DE-C-262 970 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzielung verschiedener Härte- und Zähigkeitsgrade langgestreckter Gegenstände bekannt. Hierzu wird der Gegenstand durch verschiedene Bäder von Öl und Wasser hindurchgeführt.
Aus der DE-A 28 20 784 ist ein Verfahren zur Herstellung von Schienen zu entnehmen, bei dem der Schienenkopf gehärtet werden soll. Dabei besteht die Möglichkeit, die Schiene vollständig bzw. allein im Kopfbereich in eine Kühlflüssigkeit einzutauchen, die Zuschlagstoffe aufweist, um den Wärmeübergang von der Schiene auf das Bad zu steigern.
Um Überhöhungen von Eisenbahnschienen zu härten, wird nach der DE-C-826 304 vorgeschlagen, dass die Schiene allein im Bereich ihrer Überhöhung in Kühlflüssigkeit eingetaucht wird. Um gegebenenfalls entlang der Schiene einen sich ändernden Härteverlauf zu erzielen, besteht die Möglichkeit, die Schiene geneigt in eine Kühlflüssigkeit einzutauchen.
Um z. B. Vignolschienen oder Stangen zu härten, sieht die DE-C-396 946 vor, dass der zu härtende Gegenstand mehrfach in ein Kühlbad eingetaucht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß Gleisteile insbesondere mit entlang ihrer Länge sich ändernden Querschnittsformen über den ganzen Querschnitt auf ein gewünschtes Gefüge wie vorzugsweise feinperlitische Ausbildung reproduzierbar vergütbar sind.
Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Verfahrensschritte gelöst:
  • Erwärmen und Halten des Gleisteils auf Austenitisierungstemperatur,
  • Eintauchen des Gleisteils in ein mit Wasser mischbares synthetisches Medium enthaltendes Kühlmittelbad allein im Kopfbereich über eine Zeit t1,
  • anschließendes vollständiges Eintauchen des Gleisteils über eine Zeit t2,
  • anschließendes erneutes Eintauchen des Gleisteils allein in seinem Kopfbereich über eine Zeit t3,
  • anschließendes Herausnehmen des Gleisteils aus dem Kühlmittelbad,
  • anschließendes Anlassen des Gleisteils und
  • schließlich Kühlen des Gleisteils.
Durch die erfindungsgemäße Lehre erfolgt eine Vergleichmäßigung der Abkühlgeschwindigkeit über den Querschnitt des Gleisteils, wobei eine Anpassung an unterschiedliche Querschnittsformen dadurch erfolgt, daß das Gleisteil in zyklischer Folge abwechselnd bereichsweise bzw. vollständig und/oder geneigt in das Kühlmittel eingetaucht wird. Hierdurch bedingt erfolgt die gewünschte Vergleichmäßigung der Vergütung über den gesamten Querschnitt, so dass Spannungsunterschiede weitestgehend vermieden werden, ohne daß die Gefahr erwächst, daß eine unerwünschte Aufhärtung in den Bereichen des Gleisteils erfolgt, in dem im Vergleich zum Kopfbereich verringerte Querschnitte vorliegen.
Durch die erfindungsgemäße Lehre werden Schienenteile, insbesondere Weichenteile in ihren Fahrbereichen vergütet, wobei fertig bearbeitete Gleisteile wärmebehandelt werden. Nach der Vergütung ist es dann nur noch erforderlich, daß notwendige Bohrungen eingebracht werden oder zum Beispiel eine Federstelle gefräst wird.
Gegebenenfalls können die Laschenkammern unter anderem mit Ausgleichslaschen und/oder anorganischen Produkten wie Beton gefüllt werden, um in diesen kritischen Bereichen unerwünschte Abkühlungsgeschwindigkeiten des Gleisteils zu verhindern.
Zur gezielten Gefügeeinstellung folgt dem Abkühlungsprozeß eine Anlaßbehandlung.
Notwendige Richtprozesse werden zur Vermeidung von Spannungs- und Gefügeveränderungen bei erhöhten Temperaturen durchgeführt.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren für ein Weichenteil aus Schienenstahl der Güte 900A oder 1100A nach UIC-Bedingungen anwendbar. Zur Erzielung eines festgelegten wie feinperlitischen bzw. martensitischen Gefüges wird das Gleisteil auf Austenitisierungstemperatur TII aufgeheizt, auf der Temperatur TII über eine Zeit tII gehalten, anschließend durch Eintauchen in ein Kühlmittelbad gesteuert abgekühlt, wobei das Gleisteil mehrfach sowohl bereichsweise allein mit seinem Kopfbereich als auch vollständig in das Kühlmittelbad eingetaucht wird, und anschließend bei einer Anlaßtemperatur TV von etwa 400° C ≤ TV ≤ 600° C über einen Zeitraum tV von vorzugsweise 1 h ≤ tV ≤ 3 h gehalten und gegebenenfalls sodann bei einer Temperatur TVI ≤ TV, vorzugsweise TVI ≤ 300° C gerichtet. Insbesondere wird das Gleisteil bezüglich des zyklischen vollständigen bzw. partiellen Eintauchens in das Kühlmittelbad den Tauchschritten unterzogen:
  • a) Eintauchen des Gleisteils allein mit seinem Kopfbereich über eine Zeit t1,
  • b) vollständiges Eintauchen des Gleisteils über eine Zeit t2,
  • c) Eintauchen des Gleisteils allein mit seinem Kopfbereich über eine Zeit t3 und anschließendes Herausnehmen des Gleisteils aus dem Kühlmittelbad oder vorheriges ein- oder mehrmaliges Wiederholen der Tauchschritte b) und c), wobei gegebenenfalls dem Tauchschritt a) ein vollständiges Eintauchen des Gleisteils in das Kühlmittelbad vorausgeht.
    • Dabei können zur gezielt gerichteten Abkühlung des Gleisteils über seinen gesamten Querschnitt die Eintauchzeiten t1, t3,...tn-2, tn derart ausgewählt werden, daß t1 ≤ t3 und/oder t3 ≤ t5 und/oder tn-2 ≤ tn ist, wobei insbesondere t1 < tn ist. Hierdurch werden notwendige vorgegebene Gefüge reproduzierbar erreicht.
    Insbesondere ist die erfindungsgemäße Wärme- bzw. Vergütebehandlung für ein Gleisteil aus Schienenstahl einer Güte wie S 1100V oder 900A oder 1100 nach UIC 860V anwendbar mit einer Richtanalyse von zum Beispiel
       0,53 - 0,62 % C, 0,15 - 0,25 % Si, 0,65 - 1,1 % Mn, 0,8 - 1,3 % Cr, 0,05 - 0,11 % Mo, 0,05 - 0,11 % V, ≤ 0,02 P, wahlweise bis 0,025 Al, wahlweise 0,5 % Nb, Resteisen sowie übliche erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.
    oder
       0,73 - 0,79 % C, 0,86 - 0,99 % Mn, 0,21 - 0,32 % Si, 0,07 - 0,025 % P, 0,08 - 0,022 % S, 0,02 - 0,14 % Cr und 0,000 % Nb sowie Resteisen und übliche erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.
    Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von den Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
    Es zeigen:
    Fig. 1
    ein Temperatur-Zeit-Diagramm einer Wärme- bzw. Vergütebehandlung einer Flügelschiene,
    Fig. 2
    einen zeitlichen Verlauf eines Abschreckprozesses der Flügelschiene bei der Wärme- bzw. Vergütebehandlung nach Fig. 1,
    Fig. 3
    ein Temperatur-Zeit-Diagramm einer Wärme- bzw. Vergütebehandlung eines geschweißten Herzstücks,
    Fig. 4
    einen Abschreckprozeß des geschweißten Herzstückes während der Wärme-bzw. Vergütebehandlung gemäß Fig. 3 und
    Fig. 5 - 7
    Prinzipdarstellungen einer teilweise bzw. vollständig in einem Kühlmittelbad eingetauchten Weichenzunge.
    Um ein vorgegebenes wie feinperlitisches (Stahl der Güte 900A) oder martensitisches (Stahl der Güte S 1100V) Gefüge über die Gesamtlänge eines Gleisteils mit unterschiedlichen Querschnittsflächen durch Vergütung zu erreichen, wird das Gleisteil - vorzugsweise mehrere entsprechende Gleisteile gleichzeitig - vorzugsweise auf dem Kopf liegend über die gesamte Länge in einem zum Beispiel gasbeheizten Vergüteofen mit regelbarer Geschwindigkeit auf eine Austenitisierungstemperatur TII aufgeheizt und über eine vorgegebene Zeit auf dieser Temperatur gehalten. Die Temperatur TII kann im weiten Bereich der verwendeten Stahlmarke angepaßt werden. Temperaturen TII zwischen in etwa 850° C und 900°C sind möglich.
    Anschließend werden sämtliche Gleisteile dem Vergüteofen entnommen und es erfolgt ein gesteuertes Abtauchen der Gleisteile in einem dem Vergüteofen nachgestellten Abschreckbad, in dem sich ein mit Wasser mischbares synthetisches Kühlmedium befindet. Dabei werden die Gleisteile einem zyklischen Abkühlprozeß derart unterworfen, daß die Schienenteile abwechselnd bereichsweise bzw. vollständig in das Kühlmittelbad eingetaucht werden. Der Abkühlprozeß selbst ist durch Überwachung und Eingrenzung der Verfahrensparameter wie Konzentration und Temperatur des Abkühlmediums, Eintauchzyklus, Eintauchtiefe etc. bestimmt.
    Nachdem durch das kontrollierte Abkühlen eine Umwandlung in ein vorgegebenes Gefüge über die gesamte Gleisteillänge erfolgt ist, werden sämtliche Gleisteile aus dem Kühlmittelbad entnommen und die Gleisteile werden erneut in einen Ofen gelegt, um eine Anlaßbehandlung durchführen zu können. Hierdurch werden alle Gefügeanteile, die gegebenenfalls querschnittsbedingt durch unterschiedliche Abkühlverhältnisse auftreten können, dem vorgegebenen Gefüge angepaßt. Anschließend kann ein Richten der Gleisteile aus der Anlaßwärme in einem Temperaturbereich abhängig von der Stahlmarke erfolgen. Dieser Temperaturbereich kann zum Beispiel knapp unterhalb von 300° C liegen.
    Um das vorgegebene Gefüge zumindest im Fahrbereich, vorzugsweise über den gesamten Gleisteilquerschnitt zu erzielen, wird erfindungsgemäß ein geregelter Abschreckprozeß nachstehender Art durchgeführt, wodurch die Abkühlgeschwindigkeit des Gleisteils über seinen gesamten Querschnitt vergleichmäßigt wird. Um dies auch im Stegbereich der Gleisteile sicherzustellen, können in diesen paarweise Ausgleichslaschen angeordnet werden.
    In den Fig. 1 und 2 soll das erfindungsgemäße Vergüteverfahren anhand eines geschweißten Herzstücks verdeutlicht werden. Das Herzstück bestand dabei aus Schienenstahl der Güte 900A nach UIC-Bedingungen.
    Auch wenn gleichzeitig mehrere entsprechende geschweißte Herzstücke vergütet werden sollen, d.h. gleichzeitig aufgeheizt, abgeschreckt, angelassen und abgekühlt werden, wird nachstehend stets von einem Herzstück bzw. Gleisteil gesprochen.
    In dem Temperaturzeitdiagramm der Fig. 1 soll durch die ansteigende Flanke I das Aufheizen des Gleisteils auf Austenitisierungstemperatur verdeutlicht werden. Nach Erreichen der Austenitisierungstemperatur wird das Gleisteil über einen vorgegebenen Zeitraum auf Austenitisierungstemperatur TII gehalten, um sodann unmitelbar anschließend in einem Kühlmittelbad abgeschreckt zu werden, wodurch die gewünschte Umwandlung in das vorgegebene Gefüge erfolgt. Dieser Bereich ist in dem Diagramm nach Fig. 1 mit III gekennzeichnet. Anschließend erfolgt ein Anlassen (Flanke IV), um sodann das Gleisteil über einen Zeitraum TV, der zum Beispiel 1-2 Stunden betragen kann, zu halten. Sodann erfolgt ein Abkühlen an ruhender Luft (fallende Flanke VI), wobei ein gegebenenfalls erforderliches Richten des Gleisteils erfolgen kann. Dieses kann in einem Temperaturbereich durchgeführt werden, der knapp unterhalb 300° C liegt.
    Erfindungsgemäß wird das geschweißte Herzstück zyklisch teilweise bzw. vollständig in ein mit Wasser mischbares synthetisches Medium enthaltendes Kühlmittelbad (10) gezielt derart getaucht, daß eine gewünschte vergleichmäßigte Abkühlung mit dem Querschnitt des Herzstückes erfolgt.
    Um die Zeitabfolge zu verdeutlichen, werden in Fig. 2 die Tauchzyklen durch eine durchgezogene Linie (120) symbolisiert, die in bezug auf die Herzstückquerschnittsdarstellungen (12), (14), (16), (18) derart verläuft, daß das Herzstück entweder nur in seinem Kopfbereich oder vollständig in dem Kühlmittelbad (10) eingetaucht ist. Die Querschnitte (12), (14), (16) und (18) sollen des weiteren verdeutlichen, daß das Herzstück stets über seine gesamte Länge ganz oder teilweise (Kopfbereich) in dem Kühlmittelbad (10) eingetaucht wird.
    Bei dem durch die Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Gleisteil zunächst über einen Zeitraum t1 nur mit seinem Kopfbereich eingetaucht. Über eine sich anschließende, jedoch kürzere Zeitspanne t2 erfolgt ein vollständiges Eintauchen des Gleisteils. Sodann erfolgt ein teilweises Anheben des Gleisteils aus dem Kühlmittel über einen Zeitraum t3 mit t3 ≥ t1, um erneut nur den Kopfbereich im Kühlmittelbad (10) zu kühlen. Es schließt sich ein Zeitraum t4 an, in dem das Gleisteil vollständig eingetaucht ist, dem ein Eintauchen allein des Kopfbereichs über eine Zeitdauer t5 ≥ t3 folgt. Über eine Zeit t6 mit vorzugsweise t2 = t6 > t4 wird das gesamte Gleisteil in das Kühlmittel eingetaucht, um sodann über eine Zeitdauer t7 nur mit seinem Kopfbereich im Kühlmittel zu verbleiben. Nach Ablauf der Zeitspanne t7 wird das Gleisteil vollständig aus dem Kühlmittelbad (10) entnommen, um auf eine Temperatur Tv zum Anlassen zu erwärmen und über einen Zeitraum tv auf dieser Anlaßtemperatur Tv gehalten zu werden. Dabei kann Tv zwischen 400 und 550° C liegen. Der Zeitraum tv kann 1 - 2 Stunden betragen. Dadurch entsteht das vorgegebene Gefüge und ein Spannungsausgleich über dem Querschnitt.
    Anhand der Fig. 3 und 4 soll eine Vergütebehandlung einer Flügelschiene (22) aus einem Werkstoff S 1100V rein prinzipiell verdeutlicht werden, wobei bezüglich des Aufheizens auf Austenitisierungstemperatur, Halten auf Austenitisierungstemperatur, Anlassen und Abkühlen vom Prinzip her ein - wenn zeitlich und temperaturmäßig auch abweichender - Prozeß erfolgt, der dem entspricht, der anhand der Fig. 1 und 2 verdeutlicht wurde.
    Auf das Gleisteil, d.h. im vorliegenden Fall der Flügelschiene (22) angepaßt, erfolgt jedoch eine abweichende zeitliche Abfolge des Abschreckens (Flanke III in Fig. 3), wie die Fig. 4 verdeutlicht.
    So wird zunächst die Flügelschiene (22) zunächst über eine Zeitdauer t0 vollständig in das Kühlmittelbad (10) eingetaucht, um sodann über eine der Zeitdauer t0 entsprechende Zeit t1 allein den Kopf im Kühlmittelbad (10) zu belassen. Es schließt sich dann über gleiche Zeitfolgen t2 t3 und t4 das vollständige bzw. partielle Eintauchen der Flügelschiene (22) an, um sodann über einen im Vergleich zu den Zeiträumen t0 bzw. t1 bzw. t2 bzw. t3 bzw. t4 erheblich längeren Zeitraum t5 allein den Kopf der Flügelschiene (22) im Kühlmittelbad (10) zu belassen. Sodann erfolgt eine Entnahme aus dem Kühlmittelbad (10), um - entsprechend dem Verfahrensablauf nach Fig. 1 - die Flügelschiene (22) anzulassen. Anschließend erfolgt ein Abkühlen an ruhender Luft (Flanke VI), wobei ein Richten der Flügelschiene (22) erfolgen kann. Dieser Temperaturbereich kann knapp unterhalb von 300° C liegen.
    Ist anhand der Fig. 1 - 4 verdeutlicht worden, daß die Gleisteile entweder nur in ihrem Kopfbereich oder vollständig in dem Kühlmittelbad (10) in bestimmter Zeitabfolge eingetaucht werden, so besteht - wie die Fig. 5 - 7 zeigen sollen - auch die Möglichkeit, ein Gleisteil wie zum Beispiel eine Weichenzunge (24) geneigt zur Oberfläche (26) des Kühlmittelbades (10) einzutauchen, um zusätzlich erheblich abweichenden Querschnittsflächen entlang der Weichenzunge (24) Rechnung zu tragen. So wird zum Beispiel nach Fig. 5 die Weichenzunge (24) im Bereich ihres Endes (28) stärker eingetaucht als im Bereich ihres Anfangs (30). Nach dem vollständigen Eintauchen (Fig. 6) erfolgt sodann ein erneutes Herausziehen der Weichenzunge (24) aus dem Kühlmittelbad (10), wobei der Anfang (30) der Weichenzunge (24) vollständig, deren Ende (28) jedoch noch innerhalb des Kühlmittelbades (10) verläuft. Ungeachtet dessen erfolgt jedoch eine Eintauchabfolge, die vom Prinzip her der der Fig. 2 und 4 entspricht.

    Claims (9)

    1. Verfahren zur Vergütung eines Gleisteils, insbesondere Weichenteils wie Federzunge oder Herzstück über den ganzen Querschnitt, wobei das Gleisteil vorzugsweise entlang seiner Länge sich ändernde Querschnittsformen aufweist,
      gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
      Erwärmen und Halten des Gleisteils auf Austenitisierungstemperatur,
      Eintauchen des Gleisteils in ein mit Wasser mischbares synthetisches Medium enthaltendes Kühlmittelbad allein im Kopfbereich über eine Zeit t1,
      anschließendes vollständiges Eintauchen des Gleisteils über eine Zeit t2,
      anschließendes erneutes Eintauchen des Gleisteils allein in seinem Kopfbereich über eine Zeit t3,
      anschließendes Herausnehmen des Gleisteils aus dem Kühlmittelbad,
      anschließendes Anlassen des Gleisteils und
      schließlich Kühlen des Gleisteils.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrmaliges Wiederholen des aufeinanderfolgenden vollständigen Eintauchens des Gleisteils und des Eintauchens des Gleisteils allein in seinem Kopfbereich erfolgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß das Gleisteil nach der Anlaßbehandlung vorzugsweise bei einer Temperatur TVI wie 250 ≤ TVI ≤ 300° C gerichtet wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrfachem zeitlich zueinander beabstandeten Eintauchen allein des Kopfbereiches des Gleisteils zu Beginn des Abkühlprozesses das Eintauchen des Kopfbereiches zeitlich kürzer als am Ende des Abkühlprozesses ist.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß allein das Eintauchen des Kopfbereichs des Gleisteils gerechnet vom Beginn des Abkühlprozesses an über Zeiträume t1, t3, t5, t7, tn-2, tn erfolgt, wobei t1 ≤ t3 und/oder t3 ≤ t5 und/oder tn-2 ≤ tn ist, jedoch insbesondere t1 < tn ist.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß das Gleisteil in Längsrichtung betrachtet geneigt zur Kühlmittelbadoberfläche bereichsweise bzw. vollständig in das Kühlmittelbad getaucht wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, bestimmt für ein Weichenteil aus Schienenstahl der Güte 900A bzw. S 1100V bzw. 1100 nach UIC-Bedingungen.
    8. Verfahren nach Anspruch 7,
      dadurch gekennzeichnet, daß vor dem vollständigen Abkühlen bei einer Temperatur TVI gerichtet wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet, daß das Weichenteil auf Austenitisierungstemperatur TII über eine Zeit tII mit 10 min ≤ tII ≤ 30 min und/oder bei einer Anlaßtemperatur TV von in etwa 400° ≤ TV ≤ 600° C über einen Zeitraum tV von in etwa 1 h ≤ tV ≤ 3 h gehalten wird und vorzugsweise bei einer Temperatur TVI von in etwa 300° C gerichtet wird.
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