EP0984071A1 - Verwendung von Kupferlegierungen für Kühlpressplatten - Google Patents
Verwendung von Kupferlegierungen für Kühlpressplatten Download PDFInfo
- Publication number
- EP0984071A1 EP0984071A1 EP99115307A EP99115307A EP0984071A1 EP 0984071 A1 EP0984071 A1 EP 0984071A1 EP 99115307 A EP99115307 A EP 99115307A EP 99115307 A EP99115307 A EP 99115307A EP 0984071 A1 EP0984071 A1 EP 0984071A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- cooling
- copper alloys
- press plates
- steel
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
- C21D1/673—Quenching devices for die quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
Definitions
- the invention relates to the use of certain Alloys for cooling press plates in devices for the Heat treatment of steel parts, especially for the Hardening.
- the invention also relates to devices for Heat treatment, especially for hardening steel parts by means of a roller oven, the roller conveyor up to the Cooling zone leads in which the steel parts between the Cooling press plates with the desired cooling characteristics can be cooled, including steel parts with a small thickness and large longitudinal dimensions can be cooled quickly.
- the cooling press plates have been made of steel been based solely on the consideration that the workpieces before heat treatment temperatures in the range of 1000 ° C have and that only steel materials for this area
- the mechanical and the thermal are available Can cope with requirements.
- the steel plates themselves are designed so that they have a cooling system can be cooled so that the hot workpieces heat taken over can be dissipated quickly.
- the inventor of the present invention first of all recognized that steel is not the appropriate material to get from a large amount of heat relatively quickly on the hot workpieces decrease and then this amount of heat over the Dissipate cooling devices so the cooling press plate so as quickly as possible for the next operation low temperature is available again.
- copper and Wrought copper alloys have been found for here intended use in all its properties are usable.
- You have a sufficiently large thermal Storage capacity, so that at first touch the cooling press plate with the hot workpiece a relative large amount of energy per area that can be absorbed is then discharged via the cooling device.
- the Alloys according to the invention also have the advantage that they have a much higher thermal conductivity than have the steel materials used so far. You leave edit themselves with reasonable effort, so that the Manufacture of the cooling channels can be handled easily. Finally, they have such a hardness or strength that even higher pressures during the cooling press process and in Cooling circuit can be managed.
- a particularly preferred cooling press plate according to the invention is characterized in that it is compared to the previous cooling press plates a much greater thickness has, in particular a thickness in the range of 20 mm.
- the Steel plates previously used could only handle up to one 8 mm thick.
- With a cooling press plate with 20 mm thickness can due to the heat storage capacity and the thermal conductivity can be achieved at the Surface of the cooling press plate only a temperature of approx. 200 ° C occurs, although the cooling press plate with a Workpiece comes into contact, for example a Temperature of 1000 ° C.
- those copper alloys have been selected that are classified according to DIN in the range with the material no. 2.1200 to 2.1300, i.e. about 2.1285 and 2.1247, namely those that have a Brinell hardness of about 250 in N / mm 2 up to Have temperatures of 500 ° C and thermal conductivities of 150 to 250 W / m ⁇ K at 20 ° C.
- This is the optimal range for the copper alloys according to the invention.
- a table with the corresponding values for ferritic steel and electrolytic copper are examples that are classified according to DIN in the range with the material no. 2.1200 to 2.1300, i.e. about 2.1285 and 2.1247, namely those that have a Brinell hardness of about 250 in N / mm 2 up to Have temperatures of 500 ° C and thermal conductivities of 150 to 250 W / m ⁇ K at 20 ° C.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
Anwendung von Kupferlegierungen für Kühlpreßplatten in Rollenofen-Einrichtungen für die Wärmebehandlung von Stahlteilen. In der Kühlzone werden die Stahlteile mit der gewünschten Abkühlungscharakteristik und Wärmeleitfähigkeiten (in W/m·K bei 500°C) von 100 bis 250 abgekühlt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf den Einsatz bestimmter
Legierungen für Kühlpreßplatten in Einrichtungen für die
Wärmebehandlung von Stahlteilen, insbesondere für die
Härtung.
Die Erfindung bezieht sich dabei auch auf Vorrichtungen zur
Wärmebehandlung, insbesondere zum Härten von Stahlteilen
mittels eines Rollenofens, dessen Rollenbahn bis in die
Kühlzone führt, in der die Stahlteile zwischen den
Kühlpreßplatten mit der gewünschten Abkühlungscharakteristik
abgekühlt werden, wobei auch Stahlteile mit geringer Dicke
und großen Längsabmessungen rasch abgekühlt werden können.
In der Vergangenheit ist bereits vorgeschlagen worden (HTM
Härterei - Technische Mitteilungen, Bd 45, Nr. 6, Dezember
1990, München, S. 325-329), beim Wärmebehandeln von Stählen
Rollenöfen einzusetzen, an deren Ausgangsseite Preß- und
Spanneinrichtungen vorgesehen sind, die den Stahlteil
während des Abkühlvorganges fest einspannen können. Es geht
hier insbesondere um das Härten von besonders kritischen
Werkstücken, beispielsweise Kreissägeblättern im Durchmesser
von mehr als 30 cm oder aber Sägeblättern in
Längserstreckungen über 1, 2 oder gar 3 m. Hier ist es
zunächst von besonderer Bedeutung, den Erwärmungsvorgang so
gleichmäßig wie möglich durchzuführen und direkt
anschließend die gezielte Abkühlung durchzuführen, wobei
durch die Kühlpreßplatten auch noch erreicht werden soll,
daß sich diese besonders kritischen Werkstücke nicht
verziehen können.
Bislang sind die Kühlpreßplatten aus Stahl hergestellt
worden, allein aus der Überlegung heraus, daß die Werkstücke
vor der Wärmebehandlung Temperaturen im Bereich von 1000°C
haben und daß für diesen Bereich nur Stahlwerkstoffe zur
Verfügung stehen, die die mechanischen und die thermischen
Anforderungen bewältigen können. Die Stahlplatten selbst
sind dabei so ausgestaltet, daß sie über ein Kühlsystem
gekühlt werden können, damit die von den heißen Werkstücken
übernommene Wärme rasch abgeführt werden kann. Hierbei
stellt die relativ geringe thermische Leitfähigkeit von
Stahl ein Problem dar.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat zunächst einmal
erkannt, daß Stahl nicht der geeignete Werkstoff ist, um von
den heißen Werkstücken relativ schnell eine große Wärmemenge
abzunehmen und diese Wärmemenge dann auch noch über die
Kühleinrichtungen abzuführen, damit die Kühlpreßplatte so
schnell wie möglich für den nächsten Arbeitsvorgang auf
niedriger Temperatur wieder zur Verfügung steht.
Diejenigen Werkstoffe, die über deutlich bessere thermische
Leitfähigkeiten als Stahl verfügen, haben jedoch den
Nachteil, daß sie wegen ihrer geringen Wärmestandfestigkeit
und Verschleißfestigkeit nicht eingesetzt werden können.
Wegen der relativ geringen thermischen Belastbarkeit
scheidet beispielsweise Aluminium aus. Kupfer oder
Kupferlegierungen wären schon besser einsetzbar, fast alle
haben jedoch den Nachteil, daß sie im Laufe ständiger
thermischer Wechselbeanspruchung ihre Festigkeit verlieren,
also nur eine geringe Anlaßbeständigkeit haben, so daß nur
geringe Standzeiten von derartigen Kühlpreßplatten erreicht
werden können.
Schließlich kommt noch hinzu, daß bei der Wahl des
geeigneten Werkstoffes auch berücksichtigt werden muß, daß
die Kühlpreßplatten mit einer Kühleinrichtung ausgestattet
werden müssen. Dies bedeutet, daß deren Material mit
vertretbarem Aufwand bearbeitbar sein muß, um die
erforderlichen Kühlkanäle ausbilden zu können.
Gemäß der Erfindung sind nun Kupfer- und
Kupferknetlegierungen gefunden worden, die für den hier
vorgesehenen Einsatzzweck in allen ihren Eigenschaften
brauchbar sind. Sie haben ein hinreichend großes thermisches
Speichervermögen, so daß im ersten Moment bei der Berührung
der Kühlpreßplatte mit dem heißen Werkstück eine relativ
große Energiemenge pro Fläche aufgenommen werden kann, die
dann über die Kühleinrichtung abgeführt wird. Die
Legierungen nach der Erfindung haben weiterhin den Vorteil,
daß sie eine wesentlich höhere thermische Leitfähigkeit als
die bislang verwendeten Stahlwerkstoffe haben. Sie lassen
sich auch mit vertretbarem Aufwand bearbeiten, so daß die
Herstellung der Kühlkanäle problemlos bewältigt werden kann.
Schließlich haben sie eine solche Härte bzw. Festigkeit, daß
selbst höhere Drücke beim Kühlpreßvorgang und im
Kühlkreislauf bewältigt werden können.
In der Tabelle sind einige typische Zusammensetzungen für
derartige Legierungen zusammengestellt worden.
Eine besonders bevorzugte Kühlpreßplatte gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß sie im Vergleich zu den
bisherigen Kühlpreßplatten eine wesentlich größere Dicke
aufweist, insbesondere eine Dicke im Bereich von 20 mm. Die
bislang eingesetzten Stahlplatten konnten nur bis zu einer
Dicke von 8 mm ausgeführt werden. Bei einer Kühlpreßplatte
mit 20 mm Dicke kann aufgrund der Wärmespeicherfähigkeit und
der thermischen Leitfähigkeit erreicht werden, daß an der
Oberfläche der Kühlpreßplatte lediglich eine Temperatur von
ca. 200°C auftritt, wenngleich die Kühlpreßplatte mit einem
Werkstück in Berührung kommt, das beispielsweise eine
Temperatur von 1000°C hat.
Gemäß der Erfindung sind solche Kupfer-Legierungen
ausgewählt worden, die nach DIN im Bereich mit dem Werkstoff
Nr. 2.1200 bis 2.1300 klassifiziert sind, also etwa 2.1285
und 2.1247, und zwar solche, die eine Brinellhärte von etwa
250 in N/mm2 bis zu Temperaturen von 500°C und
Wärmeleitfähigkeiten von 150 bis 250 W/m·K bei 20°C haben.
Dies ist der optimale Bereich für die Kupferlegierungen
gemäß der Erfindung. Zum Vergleich eine Tabelle mit den
entsprechenden Werten für Ferritischen Stahl und
Elektrolytkupfer.
Brinellhärte (HB10) in N/mm2 bei 20°C | Brinellhärte (HB10) in N/mm2 bei 500°C | Wärmeleitfähigkeit in W/m × K bei 20°C | |
Kupferlegierungen gemäß der Erfindung | 150 ... 350 | 250 | 100 ... 350 |
bevorzugte Kupferlegierungen gemäß der Erfindung | 230 ... 280 | 250 | 100 ... 250 |
insbes. 250 | 250 | 220 | |
Ferritischer Stahl | 200 ... 450 | 150 ... 300 | 20 |
Elektrolytkupfer | 90 | 50 | 400 |
Claims (1)
- Anwendung von Kupferlegierungen für Kühlpreßplatten in Einrichtungen für die Wärmebehandlung von Stahlteilen mittels eines Rollenofens, dessen Rollenbahn zu einer Kühlzone führt, in der die Stahlteile mit der gewünschten Abkühlungscharakteristik abgekühlt werden, mit Brinellhärten (HB10 in N/mm2 bei 20°C) im Bereich von 150 bis 350, vorzugsweise 230 bis 280 und insbesondere vorzugsweise 250 und Wärmeleitfähigkeiten (in W/m·K bei 500°C) von 100 bis 250 und vorzugsweise 220.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19840094 | 1998-09-03 | ||
DE1998140094 DE19840094C2 (de) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Anwendung von Kupferlegierungen für Kühlpreßplatten in Einrichtungen für die Wärmebehandlung von Stahlteilen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0984071A1 true EP0984071A1 (de) | 2000-03-08 |
Family
ID=7879634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP99115307A Withdrawn EP0984071A1 (de) | 1998-09-03 | 1999-08-03 | Verwendung von Kupferlegierungen für Kühlpressplatten |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0984071A1 (de) |
DE (1) | DE19840094C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8865255B2 (en) | 2010-02-23 | 2014-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for assessing the coolant consumption within actively cooled components |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2003306A1 (de) * | 1969-01-25 | 1970-07-30 | Aisin Seiki | Verfahren und Einrichtung zum Pressen und Haerten eines Stahlteiles |
EP0305986A2 (de) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Mitsubishi Materials Corporation | Wassergekühlte Drehwalzenvorrichtung für schnelle Erstarrung |
DE4427939A1 (de) * | 1994-08-06 | 1996-02-08 | Kabelmetal Ag | Verwendung einer aushärtbaren Kupferlegierung |
EP0753587A1 (de) * | 1995-07-12 | 1997-01-15 | HEIMSOTH VERWALTUNGEN GmbH & CO. KG Beteiligungsgesellschaft | Vorrichtung zum Vergüten von metallischem Gut |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3208242C2 (de) * | 1981-03-27 | 1982-12-30 | Thyssen Edelstahlwerke AG, 4000 Düsseldorf | Vorrichtung zum verzugsarmen Härten von Stahlteilen |
-
1998
- 1998-09-03 DE DE1998140094 patent/DE19840094C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-08-03 EP EP99115307A patent/EP0984071A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2003306A1 (de) * | 1969-01-25 | 1970-07-30 | Aisin Seiki | Verfahren und Einrichtung zum Pressen und Haerten eines Stahlteiles |
EP0305986A2 (de) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Mitsubishi Materials Corporation | Wassergekühlte Drehwalzenvorrichtung für schnelle Erstarrung |
DE4427939A1 (de) * | 1994-08-06 | 1996-02-08 | Kabelmetal Ag | Verwendung einer aushärtbaren Kupferlegierung |
EP0753587A1 (de) * | 1995-07-12 | 1997-01-15 | HEIMSOTH VERWALTUNGEN GmbH & CO. KG Beteiligungsgesellschaft | Vorrichtung zum Vergüten von metallischem Gut |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
HELMUT LÜPFERT: "METALLISCHE WERKSTOFFE", C. F. WINTER'SCHE VERLAGSHANDLUNG, PRIEN, DE, 9. AUFLAGE, 1966, XP002116141 * |
J. WÜNNING: "DIE WÄRMEBEHANDLUNG IN DER FERTIGUNGSLINIE MIT EINEM NEUARTIGEN ROLLENHERDOFEN*", HÄRTEREI TECHNISCHE MITTEILUNGEN, MÜNCHEN, DE, vol. 45, no. 6, December 1990 (1990-12-01), pages 325 - 329, XP000163038, ISSN: 0341-101X * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8865255B2 (en) | 2010-02-23 | 2014-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for assessing the coolant consumption within actively cooled components |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19840094A1 (de) | 2000-03-16 |
DE19840094C2 (de) | 2002-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3037186B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines warmumform- und pressgehärteten stahlbauteils mit scharf berandetem übergangsbereich | |
DE102014108901B3 (de) | Verfahren und Umformwerkzeug zum Warmumformen sowie entsprechendes Werkstück | |
DE102014112325B4 (de) | Pressumformwerkzeug mit Toleranzausgleich | |
EP0181385B1 (de) | Aktiv gekühlte einrichtung | |
US2089030A (en) | Method for the production of bodies of extreme hardness | |
DE102017109613B3 (de) | Warmformlinie mit Temperierstation sowie Verfahren zum Betreiben | |
DE19840094C2 (de) | Anwendung von Kupferlegierungen für Kühlpreßplatten in Einrichtungen für die Wärmebehandlung von Stahlteilen | |
EP2490837A2 (de) | Temperiertes werkzeug | |
EP0122434B1 (de) | Ofen zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen | |
DE102004026762A1 (de) | Umform- und/oder Trennwerkzeug | |
DE2928792C2 (de) | Verfahren zum Verbundsintern | |
DE3234777C2 (de) | Graphitform für das Drucksintern | |
DE102017223252A1 (de) | Pressenanordnung sowie Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Stahlblechteils | |
EP0609492A1 (de) | Halterung zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen | |
AT217819B (de) | Verfahren zur Herstellung von Oxydschichten auf Gegenständen aus Eisen und Eisenlegierungen | |
DE3208242C2 (de) | Vorrichtung zum verzugsarmen Härten von Stahlteilen | |
WO2015155136A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum kühlen von stahlblechplatinen | |
DE202013003035U1 (de) | Kühlkörper für elektrische Bauteile | |
DE102018122574A1 (de) | Kupferlegierung | |
DE4244627C2 (de) | Verfahren zum Verbinden von Arbeitsplatten mit einem Grundkörper aus Stahl zur Herstellung von Werkzeugen | |
WO2021239353A1 (de) | Batterie und kraftfahrzeug | |
DE10218560B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines harzgebundenen Formteils | |
CH628556A5 (en) | Method for the production of a cooking utensil | |
DE102017127657B3 (de) | Werkzeug für eine Vorrichtung zum wärmegestützten Umformen, insbesondere Warmumformen und/oder Presshärten sowie Vorrichtung und Verfahren zum wärmegestützten Umformen, insbesondere Warmumformen und/oder Presshärten mit wenigstens einem solchen Werkzeug | |
DE4100908C2 (de) | Kokillenwerkstoff |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE NL |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20000313 |
|
AKX | Designation fees paid |
Free format text: DE NL |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20020213 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20020301 |