NL8001943A - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van in warme toestand gevormde veren. - Google Patents

Description

**' * N/29.573-St/vD. ”1_

Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van in warme toestand gevormde veren.

De uitvinding betreft een werkwijze voor het vervaardigen van in warme toestand gevormde veren, waarbij de werkstukken tot een temperatuur boven de austenitiseringstemperatuur Ac2 worden verwarmd, vervolgens worden vervormd en dan 5 worden afgekoeld. De uitvinding betreft tevens een inrichting voor het toepassen van de werkwijze.

Bij de vervaardiging van warm-gevormde veren wordt volgens de moderne technologie in het algemeen aldus te werk gegaan, dat eerst het uitgangsmateriaal tot op de vervor-10 mingstemperatuur wordt verwarmd, en dat na de vervorming met dezelfde warmte ook de warmtebehandeling van het werkstuk wordt uitgevoerd. Deze warmtebehandeling omvat meestal veredelen, dat uit harden en ontlaten bestaat. De werkstukken worden in een oven verwarmd, waarbij de mate van verwarming 15 door de ovendoorloopsnelheid kan worden geregeld. Het is gunstig om voor deze verwarming temperatuurzone-ovens toe te passen.

In de ovens worden de werkstukken tot in het austeni-tiseringsgebiedj. dus boven de temperatuur Ac3>verwarmd 20 en na de vervorming afgekoeld. Tijdens de austenitisering dringt de warmte via het oppervlak van het te verwarmen werkstuk daarin naar binnen en verhoogt de temperatuur van het werkstuk overeenkomstig de eigenschappen van het werkstukmate-riaal en de wetmatigheden van de warmteoverdracht. Het is 25 bekend, dat de temperatuur van de binnenste delen van het werkstuk vergeleken bij die van de buitenste delen exponentieel afneemt. De mate van deze temperatuurafneming hangt van de materiaaleigenschappen en afmetingen van het werkstuk en van de gloeitijd af.

30 Uit het bovenstaande volgt, dat het oppervlak van het werkstuk veel eerder de austenitiseringstemperatuur bereikt, dan de inwendige delen daarvan. Aan het begin van de gloeibehandeling treedt in de buitenste oppervlaktedelen van het werkstuk reeds een vergroting van de austenietkorrels op, 35 terwijl de temperatuur van de inwendige delen van het werkstuk de temperatuur Acg pas benadert.

Deze omstandigheid is bij de vervaardiging van veren -2- bijzonder ongunstig, omdat hierdoor behalve een korrelver-groting ook een oxydatie van de buitenste werkstukdelen optreedt en tevens de mogelijkheid van decarbonisatie bestaat.

Als gevolg van het feit, dat tijdens de werking van 5 de veren de buitenste vezels daarvan steeds sterker worden belast, dan de andere delen, leiden de genoemde nadelen principieel tot een verslechtering van de mechanische eigenschappen en tot een verkorting van de levensduur van de veren.

Een ander schadelijk resultaat van de korrelvergro-10 ting is, dat hierdoor de mogelijkheid van dislocatiebewegingen en de daarmee verbonden relaxaties vergroot.

Als gevolg van de bovengenoemde verschijnselen is g de praktische levensduur niet groter dan 10 bij veren van de hoogste kwaliteit.

15 De uitvinding beoogt een werkwijze van de in de aan hef genoemde soort en een inrichting voor het toepassen daarvan te verschaffen, waarmee de genoemde nadelen kunnen worden ondervangen en de tijdens de verwarming optredende korrelver-groting en de schadelijke gevolgen daarvan kunnen worden ver-20 meden, en waarbij het mogelijk is om gunstige warmtebehande-lingsmethoden toe te passen, zoals cyclische austenitisering, temperen en schoksgewijs ontlaten, zodanig, dat op economische wijze een produkt van hogere kwaliteit kan worden verkregen.

25 Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt de anders tijdens de austenitisering optredende korrelvergro-ting verhinderd, doordat de werkstukken ten hoogste tot een temperatuur van A^ + 10°C worden verwarmd en de verwarming door rechtstreekse elektrische weerstandsverwarming geduren-30 de maximaal 150 s wordt uitgevoerd.

De inrichting voor het toepassen van de boven beschreven werkwijze heeft een verwarmingseenheid, een ver-vormingseenheid en een koeleenheid, waarbij volgens de uitvinding de verwarmingseenheid is uitgevoerd met in een om-35 laag hellende aanvoerbaan voor de werkstukken ingebouwde elektrische stroomtoevoergeleiders, naast deze geleiders opgestelde aanslagen voor de te behandelen werkstukken, klem-organen voor het vastklemmen van de werkstukken tegen de stroomtoevoergeleiders, en naast deze klemorganen gestelde 40 snij inrichtingen.

8001943 i * -3-

De uitvinding berust op het inzicht, dat een verbetering van de kwaliteit van de veren alleen kan worden verkregen als de korrels van het werkstukmateriaal de gewenste fijnheid en de regelmatige verdeling vertonen.

5 Dit wordt volgens de uitvinding enerzijds bereikt, doordat bij de rechtstreekse elektrische weerstandsverhitting materiaal over de gehele doorsnede daarvan gelijkmatig wordt verhit en daarbij de temperatuur van + 10°C niet wordt overschreden, waardoor op zichzelf reeds een vergroting van 10 de korrels wordt vermeden. Daarnaast verhoogt het tijdens de verwarming optredende elektromagnetische veld de kristallisa-tiesnelheid, waardoor de korrelfijnheid eveneens gunstig wordt beïnvloed. Bij de fabricage van de veren wordt derhalve de rechtstreekse weerstandsverwarming zo uitgevoerd, dat de tem-15 peratuur en de tijdsduur van de austenitisering kleiner zijn, dan bij de bekende fabricagemethoden. Al deze faktoren leiden samen tot optimale omstandigheden bij de austenitisering.

De werkwijze volgens de uitvinding maakt het ook mogelijk om de op zichzelf bekende cyclische verwarming toe 20 te passen, die de mechanische eigenschappen van het produkt eveneens gunstig beïnvloedt. Deze cyclische austenitisering bestaat uit het herhaald verwarmen tot in het temperatuurgebied tussen Ac2 en A^ + 10°C en uit afkoelingscycli tussen de afzonderlijke verwarmingsstappen. Het aantal cycli moet 25 afhankelijk van de kwaliteit en de eigenschappen van het te verhitten materiaal zo worden gekozen, dat het materiaal een volkomen gelijkmatige austenitische structuur verkrijgt. Als gevolg van deze cyclische austenitisering wordt de korrelfijnheid en daardoor ook de sterkte van het materiaal verder 30 verbeterd.

De uitvinding maakt voorts ook de toepassing van bepaalde gunstige behandelingsmethoden op het gebied van de verenfabricage mogelijk, zoals het temperen en het schoksgewijs ontlaten. Door het temperen kunnen de mechanische eigen-35 schappen van de veren verder worden verbeterd en door het schoksgewijs ontlaten kan de ontlaatbrosheid worden vermeden.

Door de toepassing van het temperen bij de veer-fabricage kan een martensietstructuur worden vermeden. Daardoor treden de voor veren bijzonder ongunstige spanningsom-40 standigheden niet op, zodat betere parameters voor de sterkte, O Λ O 4 n t -4- de slagsterkte, de warmteuitzetting en contractie van de aldus behandelde materialen worden verkregen. Tevens worden ook de bij een zelfde materiaalkwaliteit temperbare werkstuk-afmetingen vergroot. Dit wordt bereikt, doordat aan het einde 5 van de verwarming het inwendige van het verwarmde materiaal een hogere temperatuur heeft, dat de buitenzijde daarvan.

De werkwijze volgens de uitvinding kan bij de vervaardiging van veren van velerlei soort worden toegepast, bijv, voor schroefberen, bladveren en stabilisatoren.

10 De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van een schematisch in.de tekening afgebeelde uitvoeringsvorm .......

van een inrichting voor het toepassen van de werkwijze.

Fig. 1 is een vooraanzicht van de verwarmingseen-heid van de inrichting; 15 Fig. 2 is een doorsnede volgens de lijn II-IIvan fig.

1;

Fig. 3 is een doorsnede van een vat van de koeleenheid; en

Fig. 4 is een doorsnede volgens de lijn IV-IV van 20 het in fig. 3 getekende vat.

De in fig. 1 en 2 getekende verwarmingseenheid heeft een op zichzelf bekende werkstuktoevoerinrichting met een glijbaan 1, waarop met behulp van een kraan stangen 2 worden gelegd, waarvan de diameter gelijk is aan de gewenste 25 diameter van de te vervaardigen veren. De stangen 2 glijden langs de schuine baan 1 omlaag tegen laadschijven 3 en vallen in langs de omtrek van deze laadschijven 3 gevormde groeven naarmate de laadschijven periodiek worden verdraaid. Bij deze draaiing van de laadschijven 3 rollen de stangen 2 aan de 30 tegenoverliggende zijde uit de groeven en geraken op een tot de verwarmingseenheid behorende hellende baan 5. Aan de naar deze hellende baan 5 gekeerde zijde van de laadschijven 3 is een afdekkap 4 om deze schijven aangebracht om het voortijdig naar buiten rollen van de stangen 2 te verhinderen.

35 De op de hellende baan 5 omlaag bewegende stangen 2 treden door een tegen veerkracht in verschuifbare klapdeur 10 in een de verwarmingseenheid omsluitend huis 9 naar binnen en stuiten dan tegen aanslagen 6. De weg van de stangen 2 langs de hellende baan 5 wordt bij voorkeur door geleidings-40 platen begrensd. Hierdoor komen de stangen 2 na het stuiten 8001943 f 1 -5- tegen de aanslagen 6 met hun einden nauwkeurig op stroom-toevoergeleiders 7 van de verwarmingseenheid te liggen. Deze stroomtoevoergeleiders 7 hebben gekoelde contactvlakken van koper.

5 De stangen 2 worden door een klemeenheid 8 tegen de stroomtoevoergeleiders 7 gedrukt. Deze klemeenheid 8 is bij voorkeur van een hydraulische aandrijving voorzien. Naast de klembekken van de klemeenheid 8 en naast de stroomtoevoergeleiders 7 zijn snijinrichtingen 12 opgesteld. De stangen 2 10 worden door deze snijinrichtingen 12 op de gewenste lengtemaat afgesneden. De aan de ene zijde van de verwarmingseen- --heid liggende stroomtoevoergeleider 7, klembek van de klemeenheid 8 en snijinrichting 12 zijn verstelbaar, zodat de stroomtoevoer, de vastklemming en het afsnijden bij wille-15 keurige afmetingen van de afzonderlijke werkstukken kunnen plaatsvinden.

Het gesloten huis 9 is om de verwarmingseenheid aangebracht om te voorkomen, dat de temperatuur van de stangen 2 door temperatuursveranderingen van de omgeving kan 20 worden beïnvloed, en om een snelle verwarming van het materiaal, dus het gloeien daarvan, met de gewenste nauwkeurigheid van + 2°C te kunnen uitvoeren. Om deze nauwkeurigheid te kunnen aanhouden is de verwarmingseenheid van een op een besturingsinrichting aangesloten temperatuurtaster voorzien, 25 die overzichtelijkheidshalve in de tekening niet is aangegeven. Het huis 9 heeft behalve aan de voorzijde ook aan de achterzijde een klapdeur 10, welke deuren bij het naar binnen en haar buiten rollen van de stangen 2 worden geopend. Het sluiten van de klapdeuren 10 vindt automatisch door veren 30 plaats.

De uit de verwarmingseenheid rollende en op de gewenste lengte afgesneden stangen 2 worden door transportrollen 11 opgevangen. Op de uit deze transportrollen 11 bestaande rollenbaan is bij voorkeur een aantal verwarmingseenheden 35 aangesloten. Deze verwarmingseenheden kunnen de rollenbaan vanaf twee zijden symmetrisch voeden. Hierdoor wordt de relatief lange cyclustijd van de verwarming van de afzonderlijke werkstukken onderverdeeld en komt de aanvoercyclus van de rollenbaan beter overeen met de cyclustijden van de andere 40 bewerkingsstappen. Als bijvoorbeeld de verwarmingstijd 100 s

QfiniQA.T

-6- en de transporttijd 20 s bedragen, is de totale cyclustijd van een verwarmingseenheid 120 s. Wanneer nu in het totale systeem aan beide zijden van de rollenbaan drie verwarmingseenheden zijn opgesteld, bedraagt de uitgangscyclustijd van het systeem 5 20 s.

Vanaf de rollenbaan komen de verwarmde stangen 2 in een wikkelinrichting 13, waarin op bekende wijze de stangen 2 tot schroefveren worden gevormd. De warm-vervormde en nog aus-tenitische werkstukken komen dan op een in fig. 3 en 4 afge-10 beelde hellende baan 14 terecht. Vanaf deze baan rollen zij-in troggen van een in een vat 15 naar binnen stekende hellende invoerinrichting. Deze hellende invoerinrichting is bij voorkeur uitgevoerd als een trogband 16, die de veren met een bepaalde snelheid in een in het vat 15 aangebracht koelmedium 15 transporteert. De werkstukken vallen pas uit de troggen van de trogband 15 als hun temperatuur reeds tot circa 400°C is gedaald. In het koelmedium zinken de werkstukken naar de hellende bodem van het vat 15 en rollen over deze bodem naar de troggen van een afvoerinrichting. Deze afvoerinrichting is 20 als een verticaal geplaatste trogband 17 uitgevoerd.

Door passende keuze van de hoogte van het vat 15 en de snelheid van de trogband 17 kan de tijdsduur van de koeling van de werkstukken nauwkeurig worden bepaald.

De koeleenheid bestaat bij voorkeur uit een aantal 25 van dergelijke vaten 15, van waaruit de gerede werkstukken in afzonderlijke verzamelsystemen of in een gemeenschappelijk verzamelsysteem terechtkomen.

Bij de inrichting volgens de uitvinding vindt de verwarming van de werkstukken door rechtstreekse elektrische 30 weerstandsverwarming plaats. Na het vastklemmen van de stangen 2 op de stroomtoevoergeleider 7 wordt door een driefase-transformator elektrische stroom van lage spanning in het werkstuk gevoerd. De temperatuur van het werkstuk neemt door de ontwikkelde Joulse warmte snel toe. Daar de snelheid, waarmee 35 de temperatuur toeneemt, exponentieel kleiner wordt, geschiedt de rechtstreekse benadering van de austenitiseringstemperatuur relatief langzaam. Hierdoor kan de besturingsinrichting met grote nauwkeurigheid de stroom bij het bereiken van deze austenitiseringstemperatuur afschakelen.

40 Als de verwarming cyclisch moet worden uitgevoerd, 800 1 9 43 t t -7- moet de temperatuur van het werkstuk slechts in zeer geringe mate boven de temperatuur A^ uitstijgen. Bij het bereiken van deze temperatuur wordt de stroom door de temperatuurtaster afgeschakeld. Als hierna een bepaalde ingestelde laagste tempe-5 ratuurwaarde optreedt, wordt de stroom weer automatisch ingeschakeld voor een volgende verwarmings- en afkoelingscyclus.

De cycli worden zolang herhaald tot een volkomen austenitische toestand is bereikt.

De verdere stappen van de warmtebehandeling kunnen 10 op verschillende wijzen worden uitgevoerd. Als het materiaal wordt veredeld, wordt na het afschrikken in een oliebad het werkstuk met loog ontvet, in een zoutbad ontlaten en tenslotte in koud water afgekoeld.

Volgens de uitvinding kan het afschrikken ook vol-15 gens een met temperen corresponderende technologie worden uitgevoerd. In dat geval vindt het afschrikken in een zout- of metaalbad plaats. De temperatuur van het bad moet hoger zijn, dan de met lijn corresponderende temperatuur. Vervolgens worden de werkstukken in koud water afgekoeld.

20 De toepasbaarheid van het temperen en de vergroting van de temperbare doorsnede bij gelijke materiaalkwaliteit van de werkstukken leiden eveneens tot een aanmerkelijke verbetering van de mechanische eigenschappen. De temperbare afmetingen van het werkstuk zijn bij de; werkwijze volgens de uitvinding 25 groter, doordat bij de rechtstreekse weerstandsverwarming aan het einde van de verwarmingsperiode het inwendige van het materiaal warmer is, dan de buitenzijde. De elektrische stroom verdeelt zich namelijk gelijkmatig over de doorsnede van het te verwarmen werkstuk, zodat dit ook gelijkmatig wordt ver-30 warmd, maar de warmteverliezen treden eerst aan het werkstuk-oppervlak op. Bij de normale netfrequentie is de werking van het skineffect van de stroom verwaarloosbaar.

Bij schoksgewijs ontlaten is de verwarmingssnelheid van het werkstuk kleiner, dan de verwarmingssnelheid bij de 35 austenitisering. Na de verwarming moeten de werkstukken onmiddellijk in koud water worden afgekoeld.

Na de warmtebehandeling kunnen de eindbewerkingen op bekende wijze worden uitgevoerd.

Bij de inrichting volgens de uitvinding kunnen de 40 het koelmiddel bevattende vaten eenvoudig worden verwisseld 8001943 -8- in afhankelijkheid van de toegepaste technologie. Er wordt tevens voor gezorgd, dat de in de vaten aanwezige koelmiddelen op de gewenste temperatuur kunnen worden ingesteld. Hiertoe zijn de vaten van verwarmings- en koeleenheden voorzien.

5 Met de werkwijze volgens de uitvinding kan een ide ale austenitisering van het veermateriaal worden verkregen.

Als gevolg daarvan verschijnt de ultrafijne korrelstructuur ook in het tijdens de warmtebehandeling gevormde sferoxdiet en bainiet. De vloeigrens van het materiaal van de aldus behan-10 delde veren wordt hierdoor belangrijk hoger. De grote korrel-fijnheid beperkt tevens de dislocatiebewegingen, waardoor de translatorische en andere nawerkingen afnemen (elastische nawerking, relaxatie, elastische syntherese, Bauschinger-effect).

15 De uitvinding maakt het mogelijk om de verwarming door rechtstreekse elektrische weerstandsverwarming te combineren met verschillende gunstige warmtebehandelingsmethoden, bijv. met temperen. Bij de verwarming kan ook de cyclische verwarmingsmethode worden toegepast. Door deze faktoren heb-20 ben de met de werkwijze volgens de uitvinding vervaardigde veren betere mechanische eigenschappen, dan vergelijkbare conventionele veren. Als tijdens de warmtebehandeling geen oxydatie of decarbonisatie optreedt, worden de afmetingen van het gerede werkstuk nauwkeuriger, terwijl de voor de warmte-25 behandeling vereiste warmtehoeveelheid slechts 15% van de bij de bekende methoden toegepaste warmtehoeveelheden bedraagt en ook het werktuigverbruik afneemt.

Met de inrichting volgens de uitvinding kunnen veren van uiteenlopende soort en uiteenlopende afmetingen 30 worden vervaardigd. Daarbij kan met deze inrichting de fabricage volkomen worden geautomatiseerd.

Door de toepassing van de verwarmingseenheid volgens de uitvinding bij het ontlaten kan het optreden van ont-laatbrosheid worden vermeden. Sommige laaggelegeerde staal-35 soorten, in het bijzonder de Cr- resp. de Cr-Mn-stalen zijn namelijk in hun ontlaten toestand tamelijk bros. Deze brosheid treedt meestal bij het ontlaten tussen de gebruikelijke ontlaattemperatuurgrenzen van 300 tot 550°C op en in het bijzonder in die gevallen, waarin de tot ontlaatbrosheid ge-40 neigde staalsoorten langzaam worden verhit. Daarbij bestaat 8001943 ♦ f -9- namelijk een mogelijkheid aan de grens van de voormalige mar-tensietkristallen tot grove uitscheiding van de brosse fase.

Als echter het ontlaten door de rechtstreekse weerstandsver-warming snel en schoksgewijs plaatsvindt, kan dit verschijnsel 5 worden vermeden, omdat het temperatuurinterval, waarin de ont-laatbrosheid ontstaat, zeer snel doorlopen en weer verlaten wordt. Daardoor is er geen tijd voor de vorming van de brosse fase aan de kristalgrenzen. De omzetting van het martensiet in een ontlaatstructuurelement vindt over de gehele doorsnede, 10 maar ook in de afzonderlijke kristallen gelijktijdig, om zo te zeggen explosieachtig plaats, hetgeen een uiterst gelijkmatige structuur tot gevolg heeft. Deze structuur kan de dynamische werkingen zeer goed weerstaan.

De volgens de uitvinding ingerichte fabricage-15 straat kan met relatief lage investeringskosten worden gebouwd, waarbij de vereiste plaatsruimte gering is en de ver-vaardigingskosten 30 - 40% lager zijn, dan bij toepassing van de bekende werkwijzen.

De metallografische structuur, de mechanische eigen-20 schappen en de levensduur van de met de werkwijze volgens de uitvinding vervaardigde veren zijn in vergelijking met de op de conventionele wijze vervaardigde veren aanmerkelijk beter.

In het onderstaande worden enkele concrete voorbeelden van de toepassing van de werkwijze volgens de uitvin-25 ding beschreven.

VOORBEELD I

Er werden schroefveren uit een staal van de kwaliteit 50 CrV4 vervaardigd. De veren werden in twee uitvoeringsvormen gefabriceerd. De ene uitvoeringsvorm had een diameter 30 van 10,1 mm en een gestrekte lengte van 1960 mm en de andere uitvoeringsvorm had een diameter van 11,25 mm en een gestrekte lengte van 2430 mm.

Tijdens de vervaardiging werden de werkstukken in 92-95 s tot een temperatuur van 810°C verwarmd. De verwarming 35 van de stangen met de diameter van 10,1 mm werd met een warmtehoeveelheid van 223,6 kcal en de verwarming van de andere uitvoeringsvorm met 369,8 kcal uitgevoerd. De elektrische spanning bedroeg 16,6 resp. 20,4 V.

Op de vervorming van de stangen volgde het tempe-40 ren van de werkstukken in een zoutbad met een temperatuur van 8001943 -10- 310°C. De tijdsduur van het temperen bedroeg 20 minuten. De afkoeling werd in water van ruimtetemperatuur uitgevoerd.

De aldus vervaardigde veren kregen een bainiet-structuur. Het aandeel van het bainiet in de structuur be-5 droeg 99% en was gelijkmatig verdeeld. De waarde van de korrelfijnheid bedroeg 13.

De hardheid van het veermateriaal lag tussen 48 crF · v en 50 HRc. De verhouding. — bedroeg 0,93.

De waarde van de statische zettingsverliezen lag 10 bij 1,06 - 1,62%. Bij de beproeving van de levensduur konden g de veren 2 x 10 belastingen zonder breuk doorstaan. Tijdens deze levensduurproeven bedroeg de frequentie 0,2 Hz en werden de veren bovendien ook aan een dynamische belasting onderworpen.

15 VOORBEELD II

Een deel van de in voorbeeld I beschreven schroef-veren werd na de verwarming veredeld. Tijdens de veredeling werd als koelmedium hardingsolie met een temperatuur van 50°C toegepast. Na het harden werden de werkstukken in een loogbad 20 met een temperatuur van 60°C ontvet en vervolgens in water van ruimtetemperatuur afgespoeld. Daarna werden de werkstukken in een zoutbad met een temperatuur van 320-330°C ontlaten. De ontlaattijd bedroeg 20 minuten. Na het ontlaten werd in water van ruimtetemperatuur afgekoeld.

25 De aldus verkregen werkstukken hadden een sferoï- dietstructuur gekregen. De verdeling van het sferoïdiet was volkomen gelijkmatig en de waarde van de korrelfijnheid bedroeg 12.

De hardheid van het materiaal was 49-51 HRc en de σΡ 30 verhouding bedroeg 0,9. De waarde van de statische zettings-

Co verliezen lag tussen 4,5 en 6%. De beproeving van de levens- g duur werd tot 1,6 x 10 belastingen uitgevoerd, waarbij de belastin gs frequentie 0,2-0,3 Hz bedroeg.

VOORBEELD III

35 Er werden bladveren van de materiaalkwaliteit 50

CrV4 vervaardigd. De lengte van de bladveren bedroeg 900 mm. de breedte 80 mm en de dikte 6 mm. De verwarming van het materiaal tot een temperatuur van 802°C werd cyclisch uitgevoerd. Het aantal cycli bedroeg 8, waarbij de tijdsduur van de 40 eerste verwarming 90 s en die van de afkoeling 8,4 s was, en 8001943 -11- η· * de tijdsduur van de tweede verwarming 17 s en die van de afkoeling 8,4 s bedroeg. De overige cycli waren gelijk aan de tweede cyclus. De laagste temperatuur van de cycli was 600°C.

De onderste temperatuurwaarde van de cyclische 5 verwarming bedroeg 600°C. De totale voor de verwarming gebruikte warmtehoeveelheid was 1757 kcal.

Na de vervorming werd het materiaal in een zout-bad met een temperatuur van 308°C getemperd. De tijdsduur van het temperen bedroeg 20 min. en de afkoeling werd in water van 10 ruimtetemperatuur uitgevoerd.

De werkstukken kregen een bainietstructuur, waarbij het aandeel van het bainiet 99% bedroeg en de verdeling van het bainiet volkomen gelijkmatig was. De korrelfijnheid bedroeg 14.

15 De hardheid van het materiaal was 48-49,5 HRc en

aF

de verhouding gg bedroeg 0,95.

VOORBEELD IV

Een stabilisator met een diameter van 20 mm en een gestrekte lengte van 2400 mm werd uit een werkstofkwali-20 text 55 Cr3 vervaardigd.

Tijdens de vervaardiging bedroeg de austenitise-ringstemperatuur 834°C, waarbij de verwarming continu in ca.

100 s werd uitgevoerd. De voor de verwarming nodige warmtehoeveelheid bedroeg 1037,3 kcal, de toegepaste elektrische 25 spanning '13,8 V. Het afschrikken werd in hardingsolie met een temperatuur van 50°C uitgevoerd.

De werkstukken werden door schoksgewijs ontlaten behandeld. De ontlaattemperatuur bedroeg 410°C, de ontlaat-tijd 100 s. Het ontlaten werd bij een spanning van 10,6 V uit-30 gevoerd. De koeling geschiedde in water van ruimtetemperatuur.

De metallografische structuur van de werkstukken was ook ditmaal bainietisch. Het aandeel van het bainiet bedroeg 98-99% en de verdeling daarvan was volkomen gelijkmatig.

De korrelfijnheid bedroeg 12.

35 De hardheid van het materiaal lag tussen 50,5 en

OF

52,5 HRc en de verhouding bedroeg 0,91.

De statische zettingsverliezen lagen tussen 1,4 en g 2,5%. De levensduurproeven werden tot 2 x 10 belastingen uitgevoerd bij een frequentie van 0,2-0,3 Hz.

40 VOORBEELD V

8001943 -12-

Er werden schroefveren van de in de voorbeelden I en II genoemde soort volgens een conventionele werkwijze vervaardigd. Tijdens de vervaardiging werden de stangen in de oven tot 830 - 860°C verwarmd en vervolgens vervormd.

5 Na de vervorming werden de werkstukken in een olie- bad met een temperatuur van 50°C veredeld en tenslotte bij een temperatuur van 330 - 480°C ontlaten.

De aldus vervaardigde veren hadden een sferoïdiet-structuur gekregen, maar de korrelverdeling was tamelijk onge-10 lijkmatig en de carbiden verschenen plaatselijk in gecoagu-leerde vorm. De korrelfijnheid bedroeg meestal 8-9. '

Bij de hardheidswaarden van de veren werd een spreiding van +4-5 HRc vastgesteld, in tegenstelling tot de veren van de voorbeelden I - IV, waarbij de waarde van de 15 spreiding +1-1,2 HRc bedroeg. In het materiaal van de op conventionele wijze vervaardigde werkstukken bedroeg de waarde

aF

van de verhouding meestel 0,9. Bij de beproeving van de levensduur waren alle schroefveren reeds onder de waarde van g 0,5 x 10 gebroken.

20 Uit het voorgaande volgt, dat met de werkwijze volgens de uitvinding een produkt kan worden verkregen, waarvan de structuur aanmerkelijk gunstiger is, dan dat van de met de bekende werkwijzen gefabriceerde produkten. Op grond hiervan heeft het nieuwe produkt aanmerkelijk betere mecha-25 nische eigenschappen en een grotere levensduur. Tevens is de vervaardiging van de veren met de werkwijze volgens de uitvinding aanmerkelijk eenvoudiger, goedkoper en sneller, dan met de bekende methoden.

8001943

Claims (11)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van in warme toestand gevormde veren, waarbij de werkstukken tot een temperatuur boven de austenitiseringstemperatuur worden ver warmd, vervolgens worden vervormd en dan worden afgekoeld, 5met het kenmerk, dat de anders tijdens de auste-nitisering optredende korrelvergroting wordt verhinderd doordat de werkstukken ten hoogste tot een temperatuur van A^ + 10°C worden verwarmd en de verwarming door rechtstreekse elektrische weerstandsverwarming gedurende maximaal 150 s 10 wordt uitgevoerd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat de verwarming cyclisch wordt uitgevoerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat de afkoeling volgens de tempe- 15 ringstechnologie wordt uitgevoerd.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat na het afkoelen een schoksgewijs ontlaten wordt uitgevoerd en wel eveneens door toepassing van rechtstreekse elektrische weerstandsverwarming.

5. Inrichting voor het vervaardigen van in warme toestand gevormde veren met de werkwijze volgens een der voorafgaande conclusies, omvattende een verwarmingseenheid, een vervormingseenheid en een koeleenheid, met het kenmerk, dat de verwarmingseenheid is uitgevoerd met in een 25 omlaag hellende aanvoerbaan (5) voor de werkstukken ingebouw-de elektrische stroomtoevoergeleiders (7), naast deze geleiders opgestelde aanslagen (6) voor de te behandelen werkstukken (2), klemorganen (8) voor het vastklemmen van de werkstukken tegen de stroomtoevoergeleiders, en naast deze klem-30 organen opgestelde snijinrichtingen (12).

6. Inrichting volgens conclusie 5,met het kenmerk , dat de verwarmingseenheid van een periodiek werkende toevoerinrichting is voorzien.

7. Inrichting volgens conclusie 5 of 6, met 35 h e t kenmerk, dat de verwarmingseenheid in een met verende klapdeuren (10) uitgevoerd gesloten huis (9) is ondergebracht . 8001943 -14-

8. Inrichting volgens conclusie 5, 6 of 7, met het kenmerk, dat de verwarmingseenheid van een op een besturingsinrichting aangesloten temperatuurtas-ter is voorzien.

9. Inrichting volgens een der conclusies 5-8, met het kenmerk, dat de op de vervormingseenheid aangesloten koeleenheid ten minste een met koelmedium gevuld en met een hellende bodem uitgevoerd vat (15) , een op het onderste deel van het vat aangesloten afvoerinrichting voor 10 de werkstukken, en een tegenover deze afvoerinrichting op het vat aangesloten hellende aanvoerinrichting (16) voor de werkstukken heeft.

10. Inrichting volgens conclusie 9, m e t het kenmerk , dat de aanvoer- en de afvoerinrichting voor 15 de werkstukken zijn uitgevoerd als trogbanden (16, 17).

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, m e t het kenmerk, dat het of elk vat (15) van een koelen een verwarmingseenheid is voorzien. 800 1 9 43