EP0864659B1

EP0864659B1 - Klinge für land- und forstwirtschaftliche Zwecke aus Stahl, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: EP0864659B1
Application number: EP19980102174
Authority: EP
Original assignee: Busatis GmbH
Current assignee: Busatis GmbH
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 2002-05-15
Anticipated expiration: 2018-02-09
Also published as: AT404363B; DE59804112D1; ATA42997A; EP0864659A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Klinge für land- und forstwirtschaftliche Zwecke aus Stahl, die thermisch durch Erwärmen und Abschrecken gehärtet wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Klinge.

Durch Härten kann niedrig gekohlter Stahl, wie z.B. C22 oder C35, bei Erwärmung auf ca. 900°C und anschließendem Abschrecken auf eine maximale Härte von bis zu 48 HRc gehärtet werden. Diese Härte ist für einen direkten Einsatz als Schneidenkante völlig unzureichend, hat aber den Vorteil, daß die Zähigkeit ausreichend hoch ist, so daß eine Nachbehandlung (Anlassen) nicht erforderlich ist. Um die als Schneidkante erforderliche Härte zu erreichen, wird bei Verfahren gemäß dem Stand der Technik die Klinge durch ein Oberflächenhärtungsverfahren, z.B. Karbonitrieren, in der äußersten Schicht gehärtet. Diese gehärtete Schicht kann eine Härte von 65 bis 70 HRc erreichen. Eine Klinge, die nach dem soeben beschriebenen Verfahren hergestellt wird und die genannten Eigenschaften hat, ist z.B. in der DE-C 42 04 000 oder auch der EP-B 555 694 beschrieben.

Dieses Verfahren ist für höher gekohlte Stähle nicht verwendbar, da dort das Grundmaterial eine höhere Härte annimmt, aber ohne Nachbehandlung (Anlassen) eine zu geringe Zähigkeit aufweist und damit die Bruchgefahr zu hoch ist. Beim Nachbehandeln durch Anlassen würde aber der Effekt der hohen Härte von 65 bis 70 HRc in der karbonitrierten Schicht wieder verlorengehen.

Ferner ist es aus der EP-A 180 805 bekannt, die Härte, Zähigkeit und somit Verschleissbeständigkeit von Stahlprodukten u.a. für land- und forstwirtschaftliche Zwecke zu verbessern, indem der Stahl mikroborlegiert wird.

Bei Klingen gemäß des Standes der Technik andererseits ist der Verbiegewiderstand durch die erreichbare Grundhärte limitiert, so daß es zu einem Verbiegen der Klinge kommen kann und auch der durch die unterschiedliche Härte der gehärteten Schicht und des Grundmaterials sich ergebende Selbstschärfeffekt durch den unterschiedlich schnellen Verschleiß ist unzufriedenstellend, da das Grundmaterial zu schnell verschleißt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Klinge zu schaffen, die die obengenannten Nachteile nicht aufweist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die erfindungsgemäße Klinge für land- und forstwirtschaftliche Zwecke aus Stahl durch Erwärmen und Abschrecken auf eine Härte von 54-56 HRc gehärtet sowie mindestens im Bereich der Schneide oberflächengehärtet ist, wobei der Stahl 0,35-0,50% Kohlenstoff und 0,0015-0,008% Bor enthält. Vorzugsweise enthält der Stahl 0,3 bis 0,5 % Chrom und/oder Titan in einem bevorzugten Anteil von 0,041%. Trotz der Härte von HRc 54-56 weist der Stahl eine hohe Zähigkeit auf und kann deshalb bei dieser hohen Härte belassen werden.

Bei gleicher Abmessung hat eine derartige Klinge einen höheren Biegewiderstand oder es kann bei gleichem Biegewiderstand die Dicke der Klinge reduziert werden. Dies ist ein ganz entscheidender Vorteil, da dadurch die translatorisch zu bewegenden Massen geringer werden und sowohl eine geringere Antriebskraft erforderlich ist als auch der Verschleiß der Antriebselemente reduziert wird. Weiters bewegt sich eine dünnere Klinge leichter durch das Schneidgut, was ebenfalls die erforderliche Antriebskraft verringert und außerdem die Verstopfungsgefahr reduziert. Die Reduktion der zu bewegenden Massen ist von großere Bedeutung, wenn man sich vor Augen hält, daß beispielsweise bei einem 9 m langen Mähmesser für Mähdrescher ca. 120 Stück Klingen montiert sind.

Auch der durch die Härtedifferenz gegebene Selbstschärfeffekt wird durch die Anhebung der Härte des Grundmaterials gegenüber der Klinge des Standes der Technik und damit durch die Verringerung der Härtedifferenz zwischen Härteschicht und Grundmaterial wesentlich verbessert. Es erhöht die Standzeit und ein Nachschleifen muß seltener vorgenommen werden.

Vorzugsweise weist die Klinge zumindest im Bereich der Schneide eine durch ein an sich bekanntes Oberflächenhärtungsverfahren, vorzugsweise durch Karbonitrieren, gehärtete Schicht an der Oberfläche mit einer Härte von 65 bis 70 HRc auf. Damit wird der Selbstschärfeffekt optimiert.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung einer Klinge für land- und forstwirtschaftliche Zwecke aus Stahl wird die Klinge aus mikroborlegiertem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,35 bis 0,50 % und einem Borgehalt von 0,0015 bis 0,008% gefertigt, durch Erwärmen und Abschrecken auf eine Härte von 54 bis 56 HRc gebracht und durch ein an sich bekanntes Oberflächenhärtungsverfahren, vorzugsweise durch Karbonitrieren an der Oberfläche zumindest im Bereich der Schneide, auf eine Härte von 65 bis 70 HRc gebracht.

Beim Oberflächenhärten werden vorzugsweise mehrere Klingen in einem Stapel aufeinandergelegt, wobei sich die Oberflächen der Klingen gegenseitig abdecken, außer in den Bereichen der Schneiden und an der oberen Fläche der obersten Klinge und an der unteren Fläche der untersten Klinge. Durch dieses an sich bekannte Stapeln der Schneidklingen (DE-C 584 864) kann das gesamte Härteverfahren wesentlich kostengünstiger durchgeführt werden, da einerseits in eine wesentlich kleinere Fläche Kohlenstoff oder Stickstoff hineindiffundiert werden muß und andererseits eine wesentlich größere Stückzahl von Schneidklingen gleichzeitig behandelt werden kann; d.h. bei gleichen Kosten eine mehrfache Stückzahl hergestellt werden kann.

Vorzugsweise wird die Klinge aus Stahl mit 0,3 bis 0,5 % Chrom und/oder Titan vorzugsweise in einem Anteil von 0,041% gefertigt.

Eine erfindungsgemäß gehärtete Klinge wird z.B., wie folgt, hergestellt:

Es wird eine Klinge aus einem Stahl mit 0,42 % C, 0,28 % Si, 1,13 % Mn, 0,012 % P, 0,001 % S, 0,40 % Cr, 0,03 % Ni, 0,041 % Ti und 0,0030 % B gefertigt und durch Erwärmen auf 900°C und Abschrecken in Öl gehärtet. Die resultierende Ansprunghärte dieser Klinge beträgt nach dem Härten 54 bis 56 HRc. Durch ein anschließendes Karbonitrieren nach einem bekannten Verfahren kann man ein Härten der Oberflächenschicht mit z.B. einer Oberflächenschichtdicke von 0,3 mm auf 66 bis 67 HRc erzielen. Trotz der hohen Werte für die Härte ist das Material der so erzeugten Klinge ausreichend zäh, um beim Einsatz der Klinge genügend Bruchbeständigkeit zu haben.

In den beiligenden Zeichnungen ist in Fig.1 eine von der Form her an sich bekannte Klinge in einer Ansicht von oben gezeigt. In Fig. 2 ist ein Stapel mit Klingen im Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1 dargestellt.

Die Klinge weist einen Körper 7 mit Befestigungsbohrungen 8 auf sowie die Schneidenbereiche 2 und 3, welche sich an die Schneide 6 anschließen und deren Härtung für die Standzeit der Klinge ausschlaggebend ist. Werden die Klingen wie in Fig. 2 übereinander gestapelt, so berührt die untere Fläche 4 einer Klinge 1 die obere Fläche 5 der darunterliegenden Klinge 1 und die Oberflächen der Klingen decken sich gegenseitig ab. Die Diffusion des Kohlenstoffs und Stickstoffs findet jedoch nur an den unbedeckten Flächen, d.h. in den Schneidenbereichen 2 und 3 sowie an der oberen Fläche 5 der obersten Klinge 1 und der unteren Fläche 4 der untersten Klinge 1, statt. Durch das Stapeln können in zeitsparender Weise die Schneidenbereiche mehrerer Klingen gleichzeitig oberflächengehärtet werden, wobei auch wesentlich weniger Diffusionsgas benötigt wird, dennoch findet an den wesentlichen Stellen, nämlich an den Schneidenbereichen 2 und 3, eine Härtung der Oberfläche statt.

Claims

Klinge für land- und forstwirtschaftliche Zwecke aus Stahl, die durch Erwärmen und Abschrecken auf eine Härte von 54 bis 56 HRc gehärtet sowie mindestens im Bereich (2, 3) der Schneide (6) oberflächengehärtet ist, wobei der Stahl 0,35-0,50% Kohlenstoff und 0,0015-0,008% Bor enthält.
Klinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl Titan, vorzugsweise in einem Anteil von 0,041% enthält.
Klinge nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl 0,3 bis 0,5 % Chrom enthält.
Klinge nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinge (1) durch ein an sich bekanntes Oberflächenhärtungsverfahren, vorzugsweise durch Karbonitrieren (Eindiffundieren von Kohlenstoff und/oder Stickstoff) an der Oberfläche zumindestens im Bereich (2, 3) der Schneide (6) eine gehärtete Schicht mit einer Härte von 65 bis 70 HRc aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Klinge für land- und forstwirtschaftliche Zwecke aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß

die Klinge aus einem mikroborlegiertem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,35 bis 0,50 % und einem Borgehalt von 0,0015 bis 0,008 % gefertigt wird,

durch Erwärmen und Abschrecken auf eine Härte von 54 bis 56 HRc gebracht wird,

und an der Oberfläche durch ein an sich bekanntes Oberflächenhärtungsverfahren, vorzugsweise durch Karbonitrieren zumindestens im Bereich (2, 3) der Schneide (6) auf einer Härte von 65 bis 70 HRc gebracht wird, wobei vorzugsweise wie an sich bekannt mehrere Klingen zu einem Stapel aufeinander gelegt werden, so daß sich die Oberflächen (4, 5) der Klingen gegenseitig abdecken, außer in den Bereichen (2, 3) der Schneiden (6).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinge (1) aus Stahl gefertigt wird, der 0,3 bis 0,5% Chrom enthält.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinge (1) aus Stahl gefertigt wird, der Titan vorzugsweise in einem Anteil von 0,041% enthält.