WO2010055163A1 - Verfahren und anlage zum kontinuierlichen einsatzhärten - Google Patents

Verfahren und anlage zum kontinuierlichen einsatzhärten Download PDF

Info

Publication number
WO2010055163A1
WO2010055163A1 PCT/EP2009/065254 EP2009065254W WO2010055163A1 WO 2010055163 A1 WO2010055163 A1 WO 2010055163A1 EP 2009065254 W EP2009065254 W EP 2009065254W WO 2010055163 A1 WO2010055163 A1 WO 2010055163A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
workpiece
quenching
loading
case hardening
workpieces
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/065254
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Horst Barth
Wolfgang Schalberger
Friedhelm Kühn
Karl Nolte
Original Assignee
Loi Thermprocess Gmbh
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Loi Thermprocess Gmbh filed Critical Loi Thermprocess Gmbh
Publication of WO2010055163A1 publication Critical patent/WO2010055163A1/de

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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0037—Rotary furnaces with vertical axis; Furnaces with rotating floor
    • 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
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • C21D11/005—Process control or regulation for heat treatments for cooling
    • 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
    • C21D9/0006—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • C21D9/0018—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces for charging, discharging or manipulation of charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/16—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0024—Charging; Discharging; Manipulation of charge of metallic workpieces

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for heat treating workpieces, and more particularly to a method and apparatus for continuous case hardening of workpieces.
  • the state of the art is the batchwise heat treatment of these wind power gears.
  • the gears are brought to austenitizing temperature in shaft or chamber furnaces and kept for a corresponding time at austenitizing temperature and thereby subjected to a carburizing process.
  • the marginal carbon content is brought to about 0.8%.
  • the workpiece is removed from the oven, predominantly manually with discharge devices, and placed under atmospheric conditions, ie in the air, in an open quench bath.
  • a quenching agent for example, oils or polymer solutions are used.
  • the temperatures of the quenching agent are between 60 0 C and 150 0 C.
  • the parts are removed manually with, for example, a crane and fed to a washing bath.
  • the temperatures during the washing process are between about 60 0 C and 80 0 C.
  • the parts again usually manually, fed to a tempering process.
  • This manual procedure repeatedly results in different transport and storage times between the individual treatment steps, which cause a different starting structure in the workpieces with different contents of retained austenite before the tempering process. In case of too long storage The retained austenite is stabilized and remains at this high level before the tempering furnace.
  • a workpiece is first activated in a pre-oxidation at a temperature between 400 0 C and 500 0 C. At the same time as the activation of the workpiece, cutting oil and detergent residues present on the workpiece surface are possibly burned off.
  • the workpiece is introduced with a first loading / unloading manipulator via a closable loading / unloading in a rotary hearth furnace and heated to a predetermined carburizing temperature. Subsequently, the workpiece is carburized until reaching a predetermined carburizing depth (CD) and cured at a predetermined hardening temperature.
  • CD carburizing depth
  • the choice of the carburettor, the carburization depth and the hardening temperature are each adapted to the workpiece to be machined.
  • the workpiece with the first loading / unloading manipulator is removed from the rotary hearth furnace via the loading / unloading opening and deposited on a lifting device of a quenching device, the lifting device being associated with the loading / unloading opening of the rotary hearth furnace.
  • the workpiece is then lowered with the lifting device in a quenching medium and quenched to a core temperature between 60 0 C and 150 0 C to reach a given Einhärtungstiefe (CHD) and to reach a predetermined hardness, wherein, for example, toothed edges as workpieces in a depth of 5 times CHD a predetermined hardness in the tooth base is to be achieved by quenching.
  • CHD Einhärtungstiefe
  • the above core temperature between 60 0 C and 150 0 C requires that no large voltages and thus distortions during typical for quenching Kristallgitterumklappens of austenite to martensite formed.
  • the abovementioned core temperature has the disadvantage that, with a carbon content of 0.6% and more, it is to be expected that there will be a not inconsiderable amount of retained austenite in the edge region of the workpieces, since due to the relatively high core temperature not all austenite is converted into martensite.
  • the workpiece is lifted from the quench media and fed to a post-treatment with a load / unload manipulator, wherein post-processing the workpiece to prepare for starting the workpiece includes washing, cooling, and drying. Only after-treatment ensures that the workpieces have a uniform quality with the lowest possible residual content before tempering, since significantly more austenite is converted into martensite at a core temperature of 25 ° C - 35 ° C.
  • the workpiece After the aftertreatment, the workpiece has a core temperature between 25 ° C and 35 ° C, wherein a core temperature in this area ensures that heat flow from the core of the workpiece to the edge structure is avoided or at least severely restricted and thus the microstructure setting for the edge structure is not Negatively influenced (when using gears as workpieces, for example, a negative effect on the microstructure setting of the edge structure is avoided, especially in the tooth base and in a depth of the tooth base of 5 times CHD). Furthermore, a core temperature between 25 ° C and 35 ° C that the retained Austenitgehalt can be kept very low, which increases the overall quality of the workpieces.
  • the workpiece may be fed to the post-treatment with the first loading / unloading manipulator, but it is preferred that the feeding for aftertreatment be performed with a second loading / unloading manipulator, thus avoiding contaminating the first manipulator with quenching medium.
  • the individual steps of the aftertreatment are preferably carried out in separate zones of a post-treatment device.
  • the workpieces are preferably moved between the individual zones with the second loading / unloading manipulator, but it is also possible for a third loading / unloading manipulator to be used for moving the workpieces between the individual zones of the aftertreatment device.
  • the term "workpiece” encompasses both a large workpiece which passes through the individual method steps "as such” as well as a plurality of workpieces which are arranged on a grate and pass through the method steps.
  • At least one fully automatic loading / unloading manipulator enables a continuous process, since all loading and unloading operations, for example from the pre-oxidation furnace in the rotary hearth furnace and from this to the first lifting device of the quenching device, need not be carried out manually and so fluctuating storage and transport times are avoided.
  • the cycle rate of automated continuous processes is always determined by the slowest process step. Quenching is a relatively time consuming task, especially for very heavy workpieces
  • the quenching device is associated with the rotary hearth furnace, i. the rotary hearth furnace on the quenching device in the radial direction loading and
  • the quenching of the workpiece is such that the workpiece is first quenched in a first chamber of the quenching device associated with the rotary hearth furnace with a first quenching medium for a predetermined period of time, the workpiece after the first quenching with a loading / unloading manipulator is placed on a second lifting device in a second chamber of the quenching device, in a second quenching dium and is quenched with the second quenching medium, wherein the core temperature of the workpiece after the Automatabschreckvorgang between 60 0 C and 150 0 C.
  • the subdivision of the quenching into two substeps ensures that the method can be operated faster, even with protracted work pieces, because the first chamber of the quenching device, which blocks the loading and unloading of the rotary hearth furnace during quenching, is occupied for a shorter period of time , As soon as the workpiece to be scared off is removed from the first chamber, the rotary hearth furnace can be re-unloaded and / or loaded.
  • a loading / unloading manipulator In order to move the workpiece from the first to the second chamber of the quenching device, a loading / unloading manipulator is used, wherein either the first loading / unloading manipulator, which also serves for loading the rotary hearth furnace, or a second loading / unloading manipulator can be used.
  • the second loading / Entlademanipulator is used, since it can be avoided that the first manipulator is contaminated with quenching medium.
  • either the same or different quench media may be used, thereby greatly increasing the flexibility of the process itself in terms of quenching.
  • the workpiece is deposited by the first lifting device in the first quenching medium on a turntable with a turntable, wherein the turntable ge the workpiece with an adjustable speed in the quenching - is turned.
  • the first lifting device is lowered over the outer circumference of the turntable of the rotary device down. It is further preferred, especially for special workpieces such as gears, that special outdoor areas, such as the sprocket surfaces, are flown with a nozzle system.
  • the core temperature of the workpieces after post-treatment is 25 ° C to 35 ° C. It is also important to ensure that not one step slows down the whole procedure because of its duration. In the case of particularly large workpieces, however, the time available for cooling, given by the remaining process steps, may not be sufficient to reach the abovementioned core temperature of the workpieces.
  • the aftertreatment comprises a further cooling step, in which the workpiece is further cooled, so that it is ensured at the end of the post-treatment that the above-mentioned core temperature is reached in the workpieces.
  • This second cooling step can be carried out either after drying or directly after the first cooling.
  • the second cooling step is carried out after drying, in particular, when it is desired to cool with a coolant other than the first step and to prevent contamination of the second coolant by the first one.
  • the second cooling step is carried out after drying, and yet must be cooled with a water-containing cooling liquid due to the workpiece, it should be ensured that the workpiece is tempered quickly to avoid oxidation on the workpiece surface.
  • the steps of Post-treatment for 20 minutes per millimeter (20 min / mm) hardening depth.
  • the workpiece is aligned cold immediately after cooling, in order to eliminate possibly occurring distortions of the workpiece.
  • the workpiece after tempering is at least partially subjected to a shot peening process.
  • an inventive plant for continuous case hardening of workpieces having a pre-oxidation furnace and a rotary hearth furnace with at least one loading / unloading and with a plurality of vertically movable doors via separate treatment zones.
  • the loading / unloading opening of the rotary hearth furnace is associated with a quenching device with at least one lifting device, and the quenching device is followed by an after-treatment device having a washing zone, a cooling zone and a drying zone.
  • the plant further comprises a tempering furnace and at least one loading / unloading manipulator, with which the workpieces are introduced into the rotary hearth furnace and are removed after the heat treatment from this, and are deposited on the lifting device of the quenching device.
  • the loading / unloading manipulator also serves to remove the workpiece from the quenching device and supply it to the aftertreatment device.
  • the loading / unloading manipulator can also be used to move the workpieces between each facility.
  • the aftertreatment device can also be designed such that the workpieces are transported on transport rollers or with conveyor chains from one zone to the next.
  • the system has a second loading / unloading manipulator, wherein it is preferably provided that the first loading / unloading manipulator is merely for loading and unloading the rotary hearth furnace serves and the second loading / unloading manipulator removes the workpiece from the quenching device and the post-treatment device supplies.
  • the use of at least two loading / unloading manipulators also has the advantage that the first loading / unloading manipulator is not contaminated with quenching medium and that the cycle times of the equipment can be reduced since the loading, unloading and feeding operations described above are reduced to two Manipulators can be split. Furthermore, there is the advantage that, in the event of a failure of a loading / unloading manipulator with the second loading / unloading manipulator, the rotary hearth furnace system can still be emptied after the intended method steps, so that the financial damage can be kept within limits. For this, under certain circumstances, a loading / unloading manipulator would have to be brought into a parking position within a cycle time, which does not disturb the course of the procedure.
  • a preferred embodiment of the plant has a quenching device with two quenching chambers, each of which has quenching chambers.
  • a lifting device comprises.
  • the two lifting devices are separated from each other vertically movable.
  • the first quenching chamber of the quenching device is associated with the rotary hearth furnace, ie arranged directly in front of the loading / unloading opening of the rotary hearth furnace that a loading / unloading Removal manipulator must be moved to unload the rotary hearth furnace and settling of the workpiece on the first lifting device only in the radial direction.
  • the quenching process is critical because it may possibly be rate-determining for the process.
  • To accelerate the quenching is provided in a preferred embodiment of the system that the
  • Quenching or a chamber of the quenching device comprises a rotating device with a turntable, wherein the turntable of the rotary device is designed such that the lifting device can be lowered over the outer periphery of the turntable down, and in this way the workpiece can be stored on the turntable ,
  • the quenching device or one or both of the chambers of the quenching device can or can be equipped with nozzle systems in order to allow a targeted flow against certain areas of the workpiece.
  • the quenching device or the first chamber of the quenching device has a gas-tight inlet Is associated with a plurality of gas-tight-lockable doors.
  • the number and arrangement of gastight-closable doors depends on how the workpieces are placed in the rotary hearth furnace, if necessary moved between the individual chambers of the quenching device, and the quenching device are removed. In order to ensure, even with large workpieces, that the core temperature of the workpieces before tempering is between 25 ° C.
  • the aftertreatment device comprises a further cooling zone, this cooling zone preceding or following the drying zone can be.
  • this cooling zone preceding or following the drying zone can be.
  • the same coolant, or different cooling agents can be used, whereby when using water as the coolant and the arrangement of the cooling zone behind the drying zone (with respect to the process sequence) care should be taken that the workpiece quickly reaches the tempering furnace is supplied.
  • the system comprises a cold rectifying device connected downstream of the aftertreatment device for straightening the workpieces.
  • the system may comprise a ball-beam hardening device arranged downstream of the at least one tempering furnace.
  • Figure 1 is a plan view of the embodiment of the system according to the invention.
  • Figure 2 is a detailed plan view of the quenching device according to the embodiment of the system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a plan view of the embodiment of the system according to the invention.
  • the plant includes a preoxidizer tion furnace (1), in which workpieces (100) for activation to a temperature between 400 0 C and 500 0 C are heated. If the workpieces have cutting oil or detergent residues, they are burned off in the pre-oxidation oven.
  • the heating of the workpieces in the pre-oxidation furnace is preferably carried out by vertically arranged (not shown) gas burners.
  • Fans arranged in the furnace roof serve to circulate the atmosphere in the pre-oxidation furnace. Transport through the oven is either via powered transport rollers or conveyor chains. At the entrance and exit of the pre-oxidation furnace this is provided with lockable doors.
  • a moving carriage with lifting table is schematically illustrated, on which the workpieces are conveyed after passing through the pre-oxidation furnace.
  • the shuttle is perpendicular to the pre-oxidation furnace movable.
  • the plant according to the invention further comprises a rotary hearth furnace (50) with five vertically movable, possibly gas-tight doors (51a, 51b, 51c, 51d, 5Ie), wherein the doors have a heating zone (52a), a first carburizing zone (52b), a second Aufkoh Limiting zone (52c), a hardening zone (52d) and a loading / unloading zone (52e) limit.
  • the rotary hearth furnace is driven via a (not shown) controlled drive via gear and rack.
  • Absolute encoders (not shown) are distributed via the rotary hearth furnace in order to enable switching off of one or more treatment zones.
  • the rotary hearth furnace is mounted on roller blocks, and the positionally accurate side guide is produced by centering rollers.
  • the rotary hearth furnace is sealed to the outside by means of an inner and outer oil cup and is heated by vertically arranged, gas-heated, all-ceramic jacket-type radiant tubes.
  • the rotary hearth furnace in its outer wall (54) a preferably gastight closable loading / unloading (53).
  • the loading / unloading opening is associated with a quenching device (40) such that a loading / unloading manipulator (10, 10 ', 20) can remove the workpiece by a radial movement from the loading / unloading zone (52e) and on a lifting device of the Quenching device (40) can settle.
  • the quenching device (40) shown in FIG. 2 comprises two quenching chambers, each quenching chamber comprising an oil bath for quenching the workpieces and a lifting device with lifting plate (43a, 43b).
  • the first quenching chamber (shown in the drawing below) is associated with a gas-tight inlet / outlet lock (41) having a plurality of gas-tight lockable doors, the doors not being shown for reasons of clarity.
  • a rotating device with turntable (44) is arranged, wherein the turntable is moved by a drive (42).
  • a nozzle system is further arranged to allow the flow of certain areas of the workpieces, and the oil in the oil baths is circulated by axial nozzles.
  • other quenching means may be used, with the quenching means being adapted to the quenching media (s) used, the choice of quenching agent primarily depending on the size and nature of the workpiece.
  • the system according to the invention further comprises an aftertreatment device (60) having a washing zone (61), a first cooling zone (62), a second cooling zone (63) and a
  • the choice of washing liquid is primarily dependent on the or the quenching. It is customary to use water, if necessary with additives, as washing liquid. In order to increase the efficiency of washing, the washing process is carried out at temperatures between 40 0 C and 80 0 C.
  • the workpiece is moved into the first cooling device (62) and cooled there with a first cooling liquid, usually water, wherein it is preferred that the workpiece is lowered into the liquid.
  • a first cooling liquid usually water
  • the workpiece is removed and supplied to either the second cooling device (63) or the drying device (64) depending on the core temperature of the workpiece.
  • the workpiece is fed to the second cooling device (63), otherwise the drying device (64).
  • the drying device (64) supplied and dried in this, for example with a fan and / or a fan.
  • the individual devices of the aftertreatment device (60) are virtually "connected in series", with the result that the treatment times are the same in all devices (i.e., the first cooling time corresponds to the second cooling time).
  • the workpieces After drying, the workpieces have a defined retained austenite content that is significantly lower than workpieces that have been heat treated according to the prior art, since the additional post treatment step requires further austenite to martensite transformation, with the lowest possible retained austenite content being positive on the quality of the workpiece.
  • the prior art dispenses with the additional aftertreatment, so that the regestaustenite content of the workpieces is greater and thus the quality is lower.
  • the workpieces are removed from the drying device (64) and fed via a transverse carriage (70) to one of two tempering furnaces (81, 82), wherein the tempering furnaces in an alternative embodiment can be preceded by a cold rectifying device.
  • the tempering furnaces may further be followed by a ball-beam hardening device in an alternative embodiment.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 1 further comprises two loading / unloading manipulators (10, 20), wherein the first loading / unloading manipulator (10) is shown in two positions (10, 10 ').
  • the two loading / unloading manipulators (10, 20) are shown in two positions (10, 10 ').
  • the two loading / unloading manipulators (10, 20) are shown in two positions (10, 10 ').
  • the first loading / unloading manipulator (10) is for loading and unloading the rotary hearth furnace
  • the second loading / unloading manipulator (20) serves to move the workpiece from the first lifting means to the second lifting means, and is further provided to clamp the workpieces To supply after treatment device and to move it between the individual devices of the aftertreatment device.
  • the loading / unloading manipulators are designed as lifting / lowering manipulators, i. they grasp the workpiece for lifting and are suitable for lowering into suitable
  • the workpiece is stored, for example, in the rotary hearth furnace. After placing the workpiece the respective loading / unloading manipulator is removed via the recesses.
  • the workpiece (100) is first introduced into a pre-oxidation furnace (1), in which the workpiece is pre-oxidized at a temperature between 200 0 C and 500 0 C.
  • the workpiece may be, for example, large gears made of, for example, 18CrNiMo7 / 6 or 16MnCr5 steel. If the workpiece has cutting oil or detergent residues, they will be burned off.
  • the workpiece is extended to a movable lifting table and supplied from this to the first loading / unloading manipulator (10).
  • the loading / unloading manipulator engages the workpiece, raises it and moves with the resting workpiece in the direction of the quenching device (40) in front of the loading / unloading opening (53) of the rotary hearth furnace (50).
  • the first loading / unloading manipulator (10) in two positions (10, 10 ') is shown, namely once the receiving position (10) and once in the position in which the workpiece is introduced into the rotary hearth furnace.
  • the loading / unloading manipulator together with the workpiece is introduced into the inlet / outlet lock (41) through the open loading / unloading opening (53) of the rotary hearth furnace via the closable openings of the inlet / outlet lock (41) and the workpiece deposited in the loading / unloading zone (52e).
  • all recording or Absetzpositionen are designed in the system such that a loading / unloading manipulator can engage under the workpieces.
  • the workpiece is first heated in the heating zone (52a) to a predetermined carburizing temperature, wherein the temperatures in the heating zone between 400 0 C and 960 0 C. After the workpiece has reached the required temperature, it is introduced via the open door (51a) into the first carburizing zone (52b) and carburized with a predetermined gas, such as, for example, endogas or propane. In the embodiment shown in FIG. 1, carburizing is subdivided into two sub-steps in order to increase the flexibility of carburizing itself. After the treatment of the workpiece in the first carburizing zone (52b), it is guided via the opened door (51b) into the second carburizing zone (52c).
  • a predetermined carburizing temperature wherein the temperatures in the heating zone between 400 0 C and 960 0 C.
  • a predetermined gas such as, for example, endogas or propane.
  • carburizing is subdivided into two sub-steps in order to increase the flexibility of carburizing itself.
  • the carburizing itself takes place at temperatures between 900 0 C and 1000 ° C.
  • the workpiece is transferred via the opened door (51c) into the hardening zone (52d), in which the workpiece is adjusted to a predetermined hardening temperature, this temperature preferably being in the range between 820 0 C and 860 0 C.
  • the work is guided via the open door (5Id) into the loading / unloading zone (52e), with the atmosphere escaping from the hardening zone into the loading / unloading zone and via a separate outlet and with a torch is burned off.
  • the first loading / unloading manipulator (10) is moved through the closable door (53) of the rotary hearth furnace (50) and arranged on the lifting plate (53a) of the first lifting device.
  • Part of the furnace atmosphere is burnt down via a veil of flame at the entrance of the manipulator into the quenching chamber, in order to avoid the entry of too much oxygen into the system.
  • the oven door is closed again, the manipulator leaves the quenching device (40) and the outer door is closed.
  • the lifting plate (53a) of the lifting device is then lowered and placed the workpiece in the first oil bath on the turntable (44) of the rotary device.
  • the workpiece now lingers for a given quenching time in the first oil bath.
  • the oil is circulated through at least one axial pump (not shown), whereby the rotational speed of the pump is steplessly adjustable, and the edge regions of the workpiece are targeted with oil by a nozzle system.
  • the workpiece is rotated via the rotating device, wherein the speed is continuously adjustable between 1 to 10 revolutions per minute.
  • the workpiece is lifted out of the oil bath by means of the lifting plate (43a) of the lifting device and, if necessary after a predetermined dripping time, the outer door is opened for the second loading / unloading manipulator.
  • the workpiece is then engaged by the second loading / unloading manipulator (20) and removed via an opening (not shown) from the inlet / outlet lock of the first chamber of the quenching device (40), the opened door is occupied during removal of the workpiece with a gas veil.
  • the workpiece is then deposited by the loading / unloading manipulator (20) on the lifting plate (43b) of the second lifting device, and the workpiece is then deposited in the second oil bath, wherein in an alternative embodiment also a rotating device is arranged in the oil bath of the second quenching chamber can.
  • the workpiece is lifted out of the oil bath via the lifting plate (43b) of the second lifting device, the core temperature of the workpiece being between 60 ° C. and 150 ° C. after the total quenching process.
  • the workpiece is then, preferably after a certain ⁇ labtropfzeit attacked by the second loading / unloading manipulator (20) and the after-treatment device (60), wherein the workpiece is first deposited in the washing device (61) of the aftertreatment device (60).
  • the workpiece is via a (not shown) nozzle system with Washing liquid, which is preferably water with optionally an additive, washed.
  • the washing liquid has a temperature between 60 0 C and 90 ° C.
  • the workpiece After the workpiece has been washed, it is fed with the second loading / unloading manipulator of the first cooling device (62), in which the workpiece in a cooling liquid, preferably water, submerged and cooled, the temperature of the cooling liquid between 20 0 C and 40 0 C is.
  • the workpiece After the end of the first cooling time, the workpiece is removed from the first cooling device and the core temperature of the workpiece is determined. If this should not be in the range between 25 ° C and 35 ° C, the workpiece with the loading / unloading manipulator of the second cooling device (63) of the aftertreatment device (60) is supplied, in which the workpiece to a core temperature between 25 ° C and 35 ° C is cooled.
  • the workpiece with the second loading / unloading manipulator (20) of the drying device (63) is supplied, in which the workpiece is dried by fans and / or gas nozzles.
  • Such drying is necessary because the surface temperature of the workpiece has already been lowered by the previously performed cooling of the workpiece so that the washing liquid still adhering to the cooling process does not evaporate quickly enough and therefore, if cooled with water, can use oxidation of the workpiece surface ,
  • the workpiece After drying, the workpiece is fed to one of the two tempering furnaces, in which the workpieces are tempered at a temperature between 160 0 C and 180 0 C.
  • the workpiece may after the Annealing at least in some areas is still subjected to a shot peening.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken. Bei Verfahren und Anlagen gemäß dem Stand der Technik ist es nicht gewährlistet, dass Werkstücke einheitlicher Qualität hergestellt werden können. Zur Lösung dieses Problems wird das Werkstück (100) bei einer Temperatur zwischen 400°C und 500°C aktiviert, in einen Drehherdofen (50) eingebracht, auf eine vorgegebene Aufkohlungstemperatur erwärmt, bis zum Erreichen einer vorgegebenen Aufkohlungstiefe (CD) aufgekohlt und bei einer vorgegebenen Härtetemperatur gehärtet. Anschließend wird das Werkstück aus dem Drehherdofen (50) entnommen und in einer Abschreckeinrichtung (40) angeordnet. Dann wird das Werkstück in ein Abschreckmedium abgesenkt und auf eine Kerntemperatur zwischen 60°C und 150°C zum Erreichen einer vorgegebenen Einhärtungstiefe (CHD) und zum Erreichen einer vorgegebenen Härte abgeschreckt und zur Vorbereitung auf ein Anlassen nachbehandelt, wobei das Nachbehandeln ein Waschen, Kühlen und Trocknen umfasst, wobei das Werkstück nach dem Nachbehandeln eine Kerntemperatur zwischen 25°C und 35°C aufweist. Abschließend wird das das Werkstück bei einer Temperatur zwischen 160°C und 180°C angelassen.

Description

Verfahren und Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Wärmebehandeln von Werkstücken, und insbesondere ein Verfahren und eine Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken.
Beispielsweise bei der Wärmebehandlung von Windkraftzahnrädern, Sonnenrädern und Planetenrädern aus höher legierten Stählen und Abmessungen von z.B. 300 mm Durchmesser ist Stand der Technik die satzweise durchgeführte Wärmebehandlung dieser Windkraftzahnräder. Die Zahnräder werden in Schacht- oder Kammeröfen auf Austenitisierungstemperatur gebracht und eine entsprechende Zeit auf Austenitisierungstemperatur gehalten und dabei einem Aufkohlungsprozess unterzogen. Dabei wird der Randkohlenstoffgehalt bis auf ca. 0,8 % gebracht. Anschließend wird, vorwiegend manuell mit Austragvorrichtungen, das Werkstück aus dem Ofen entnommen und unter Atmosphärenbedingungen, also an der Luft, in ein offenes Abschreckbad eingebracht. Als Abschreckmittel werden beispielsweise Öle oder Polymerlösungen eingesetzt. Bei dem Abschreckvorgang liegen die Temperaturen des Abschreckmittels zwischen 600C und 1500C. Nach einer festgelegten Abschreckzeit werden die Teile manuell mit beispielsweise einem Kran entnommen und einem Waschbad zugeführt. Die Temperaturen bei dem Waschvorgang liegen zwischen ca. 600C und 800C. Nach diesem Prozess werden die Teile, wiederum zumeist manuell, einem Anlassprozess zugeführt. Bei dieser manuellen Verfahrensweise entstehen immer wieder unterschiedliche Transport- und Lagerzeiten zwischen den einzelnen Behandlungsschritten, die vor dem Anlassprozess ein unterschiedliches Ausgangsgefüge in den Werkstücken mit unterschiedlichen Gehalten an Restaustenit verursachen. Bei einer zu langen Lagerung wird dabei der Restaustenit stabilisiert und verbleibt vor dem Anlassofen auf diesem hohen Niveau.
Es ist Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage bereitzustellen, mit welchem bzw. welcher Werkstücke einheitlicher Qualität hergestellt werden können, bei welchen der Restaustenitgehalt vor dem Anlassprozess auf einen vorgegebenen Gehalt eingestellt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Bei dem erfindungsgemäßen Ver- fahren wird ein Werkstück zunächst in einem Voroxidationsofen bei einer Temperatur zwischen 4000C und 5000C aktiviert. Zeitgleich mit der Aktivierung des Werkstückes werden ggf. auf der Werkstückoberfläche vorhandene Schneidöl- und Waschmittelrückstände abgebrannt. Nach dem Verlassen des Voroxidationsofens wird das Werkstück mit einem erstem Belade/Entlademanipulator über eine verschließbare Belade/Entladeöffnung in einen Drehherdofen eingebracht und auf eine vorgegebene Aufkohlungstemperatur erwärmt. Anschließend wird das Werkstück bis zum Erreichen einer vorgegebenen Aufkohlungstiefe (CD) aufgekohlt und bei einer vorgegebenen Härtetemperatur gehärtet. Die Wahl des Aufkoh- lungsmittels, die Aufkohlungstiefe sowie die Härtetemperatur werden jeweils an das zu bearbeitende Werkstück angepasst. Nach dem Härten wird das Werkstück mit dem ersten Be- lade/Entlademanipulator über die Belade/Entladeöffnung aus dem Drehherdofen entnommen und auf einer Hebeeinrichtung einer Abschreckeinrichtung abgesetzt, wobei die Hebeeinrichtung der Belade/Entladeöffnung des Drehherdofens zugeordnet ist. Das Werkstück wird dann mit der Hebeeinrichtung in ein Abschreck- medium abgesenkt und auf eine Kerntemperatur zwischen 600C und 1500C zum Erreichen einer vorgegebenen Einhärtungstiefe (CHD) und zum Erreichen einer vorgegebenen Härte abgeschreckt, wobei bei beispielsweise Zahnrändern als Werkstücke in einer Tiefe von 5 mal CHD eine vorgegebene Härte im Zahngrund durch das Abschrecken erreicht werden soll. Die oben genannte Kerntemperatur zwischen 600C und 1500C bedingt, dass keine zu großen Spannungen und damit Verzüge während des für das Abschrecken typischen Kristallgitterumklappens von Austenit nach Martensit entstehen. Die oben genannte Kerntemperatur hat jedoch zum Nachteil, dass bei einem Kohlenstoffanteil von 0,6% und mehr damit zu rechnen ist, dass in dem Randbereich der Werkstücke ein nicht unerheblicher Teil Restaustenit vorliegt, da auf- grund der relativ hohen Kerntemperatur nicht das gesamte Austenit in Martensit umgewandelt wird. Sobald die vorgegebene Einhärtungstiefe erreicht ist, wird das Werkstück aus dem Abschreckmedium gehoben und mit einem Belade/Entlademanipulator einer Nachbehandlung zugeführt, wobei das Nachbehandeln des Werkstücks zur Vorbereitung auf ein Anlassen des Werkstücks ein Waschen, Kühlen und Trocknen umfasst. Erst das Nachbehandeln gewährleistet, dass die Werkstücke vor dem Anlassen eine gleichmäßige Qualität mit einem möglichst geringen Restauste- nitgehalt aufweisen, da bei einer Kerntemperatur von 25°C - 35°C deutlich mehr Austenit in Martensit umgewandelt wird.
Gleichzeitig wird mit diesem Härtevorgang eine gleichmäßigere und höhere Ansprunghärte bei den Werkstücken erreicht.
Nach dem Nachbehandeln weist das Werkstück eine Kerntemperatur zwischen 25°C und 35°C auf, wobei eine Kerntemperatur in diesem Bereich gewährleistet, dass ein Wärmefluss von dem Kern des Werkstücks zum Randgefüge vermieden oder zumindest stark eingeschränkt wird und so die Gefügeeinstellung für das Randgefüge nicht negativ beeinflusst wird (bei der Verwendung von Zahnrädern als Werkstücke wird beispielsweise eine negative Beeinflussung der Gefügeeinstellung des Randgefüges vor allem im Zahngrund und in einer Tiefe am Zahngrund von 5 mal CHD vermieden) . Ferner bedingt eine Kerntemperatur zwischen 25°C und 35°C, dass der Restaustenitgehalt sehr gering gehalten werden kann, was die Gesamtqualität der Werkstücke erhöht.
Das Werkstück kann der Nachbehandlung mit dem ersten Belade/Entlademanipulator zugeführt werden, es ist jedoch bevor- zugt, dass das Zuführen zum Nachbehandeln mit einem zweiten Belade/Entlademanipulator durchgeführt wird, da so vermieden werden kann, dass der erste Manipulator mit Abschreckmedium verunreinigt wird. Die einzelnen Schritte des Nachbehandelns werden vorzugweise in getrennten Zonen einer Nachbehandlungs- einrichtung durchgeführt. Die Werkstücke werden vorzugsweise mit dem zweiten Belade/Entlademanipulator zwischen den einzelnen Zonen bewegt, wobei es jedoch auch möglich ist, dass für das Bewegen der Werkstücke zwischen den einzelnen Zonen der Nachbehandlungseinrichtung ein dritter Belade/Entlademani- pulator zur Anwendung kommt.
Im Anschluss an das Nachbehandeln des Werkstücks wird dieses bei einer Temperatur zwischen 1600C und 1800C angelassen, um das Umklappen des Kristallgitters von Austenit nach Marten- sit noch weiter zu vervollständigen. Im Rahmen dieser Anmeldung umfasst der Begriff „Werkstück" sowohl ein großes Werkstück, welches „als solches" die einzelnen Verfahrensschritte durchläuft, als auch eine Mehrzahl von Werkstücken, die auf einem Rost angeordnet die Verfahrensschritte durchlaufen. Bei dem oben beschriebenen kontinuierlichen Verfahren zum Einsatzhärten von Werkstücken werden Transportzeiten minimiert und konstant gehalten und Lagerzeiten zwischen den einzelnen Behandlungsschritten vermieden, und es ist gewährleistet, dass vor dem Anlassen des Werkstückes dieses einen durch das Ver- fahren bestimmten Austenitgehalt aufweist, da das Werkstück, unabhängig von seiner Größe und Zusammensetzung, vor dem Anlassen stets auf eine Kerntemperatur zwischen 25°C und 35°C abgekühlt wird, wobei u.a. eine solche Kerntemperatur diesen definierten Austenitgehalt bedingt. Ein derart abgekühltes Werkstück neigt, zumindest bei der Verwendung von Wasser als Kühlmittel, zur Oxidation. Um dies zu vermeiden, wird das Werkstück erfindungsgemäß nach dem Kühlen getrocknet. Die Verwendung von zumindest einem vollautomatischen Belade/Entlademanipulatoren ermöglicht eine kontinuierliche Verfahrensführung, da sämtliche Belade- und Entladevorgänge, beispielsweise von dem Voroxidationsofen in den Drehherdofen und von diesem auf die erste Hebeeinrichtung der Abschreckeinrich- tung, nicht manuell ausgeführt werden müssen und so schwankende Lager- und Transportzeiten vermieden werden.
Die Taktrate bzw. Geschwindigkeit von automatisierten kontinuierlichen Verfahren wird stets durch den langsamsten Verfahrensschritt bestimmt. Insbesondere bei besonders schweren Werkstücken ist das Abschrecken ein relativ zeitaufwendiger
Vorgang, da die Werkstücke unbedingt auf eine bestimmte Temperatur abgeschreckt werden müssen, um eine ausreichende Umwandlung des Randaustenits zu erreichen. Da die Abschreckeinrichtung dem Drehherdofen zugeordnet ist, d.h. der Drehherdofen über die Abschreckeinrichtung in radialer Richtung Be- und
Entladen wird, ist der Drehherdofen blockiert, wenn ein Werkstück abgeschreckt wird, wodurch bei zeitaufwendig abzuschrek- kenden Werkstücken das Abschrecken das Verfahren ausbremst und so die Effizienz des Verfahrens beeinträchtigt. Um dies zu verhindern, erfolgt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens das Abschrecken des Werkstücks derart, dass das Werkstück zunächst in einer dem Drehherdofen zugeordneten ersten Kammer der Abschreckeinrichtung mit einem ersten Abschreckmedium für eine vorgegebene Zeitdauer abgeschreckt wird, das Werkstück nach dem ersten Abschrecken mit einem Belade/Entlademanipulator auf einer zweiten Hebeeinrichtung in einer zweiten Kammer der Abschreckeinrichtung abgesetzt wird, in ein zweites Abschreckme- dium gesenkt wird und mit dem zweiten Abschreckmedium abgeschreckt wird, wobei die Kerntemperatur des Werkstücks nach dem Gesamtabschreckvorgang zwischen 600C und 1500C beträgt.
Mit der Unterteilung des Abschreckens in zwei Teilschritte wird erreicht, dass das Verfahren auch bei langwierig abzuschreckenden Werkstücken schneller betrieben werden kann, da die erste Kammer der Abschreckeinrichtung, welche beim Abschrecken ein Beladen und Entladen des Drehherdofens blok- kiert, für eine geringere Zeitdauer belegt ist. Sobald das ab- zuschreckende Werkstück aus der ersten Kammer entfernt ist, kann der Drehherdofen neu Entladen und/oder Beladen werden.
Um das Werkstück von der ersten in die zweite Kammer der Abschreckeinrichtung zu bewegen wird ein Belade/Entlademanipulator verwendet, wobei entweder der erste Belade/Ent- lademanipulator, welcher auch zum Beladen des Drehherdofens dient, oder aber ein zweiter Belade/Entlademanipulator verwendet werden kann. Vorzugsweise wird der zweite Belade/Entlademanipulator verwendet, da so vermieden werden kann, dass der erste Manipulator mit Abschreckmedium verunreinigt wird.
Bei dem ersten und dem zweiten Abschreckvorgang können entweder die gleichen oder verschiedene Abschreckmedien verwendet werden, wodurch die Flexibilität des Verfahrens im Hinblick auf das Abschrecken selber erheblich erhöht wird. Um die Effizienz des Abschreckens zu erhöhen ist es bevorzugt, das bzw. die Abschreckmedien während des Abschreckens mit einer entsprechenden Pumpe umzuwälzen.
Um die Effizienz und Gleichmäßigkeit des Abschreckens weiter zu steigern ist es bei einem bevorzugten Ausführungsbei- spiels vorgesehen, dass das Werkstück von der ersten Hebeeinrichtung im ersten Abschreckmedium auf einer Dreheinrichtung mit Drehteller abgesetzt wird, wobei der Drehteller das Werkstück mit einer einstellbaren Drehzahl im Abschreckmedium ge- dreht wird. Um das Werkstück auf dem Drehteller der Dreheinrichtung absetzen zu können wird die erste Hebeeinrichtung über den äußeren Umfang des Drehtellers der Dreheinrichtung nach unten abgesenkt. Es ist ferner bevorzugt, besonders bei speziellen Werkstücken wie beispielsweise Zahnrädern, dass spezielle Außenbereiche, wie beispielsweise die Zahnkranzflächen, mit einem Düsensystem angeströmt werden.
Wie bereits oben ausgeführt, ist es von wesentlicher Bedeutung für das Verfahren, dass die Kerntemperatur der Werkstücke nach dem Nachbehandeln 25°C bis 35°C beträgt. Ferner ist darauf zu achten, dass nicht ein Verfahrensschritt aufgrund seiner Dauer das gesamte Verfahren verlangsamt. Bei besonderes großen Werkstücken kann es jedoch vorkommen, dass die Zeitspanne, die für das Kühlen, vorgegeben durch die übri- gen Verfahrensschritte, zur Verfügung steht, nicht ausreichend ist, um die oben genannte Kerntemperatur der Werkstücke zu erreichen .
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt daher das Nachbehandeln einen weiteren Kühlschritt, bei welchem das Werkstück weiter abgekühlt wird, so dass am Ende des Nachbe- handelns sichergestellt ist, dass bei den Werkstücken die oben genannte Kerntemperatur erreicht ist. Dieser zweite Kühlschritt kann entweder nach dem Trocknen oder aber direkt nach dem ersten Kühlen ausgeführt werden. Der zweite Kühlschritt wird insbesondere dann nach dem Trocknen ausgeführt, wenn mit einem anderen Kühlmittel als im ersten Schritt gekühlt werden soll und eine Verunreinigung des zweiten Kühlmittels durch das erste vermieden werden soll. Für den Fall, dass der zweite Kühlschritt nach dem Trocknen ausgeführt wird, und trotzdem werkstückbedingt mit einer wasserhaltigen Kühlflüssigkeit gekühlt werden muss, so ist darauf zu achten, dass das Werkstück rasch angelassen wird, um eine Oxidation an der Werkstückoberfläche zu vermeiden. Vorzugsweise werden die Schritte des Nachbehandelns für 20 Minuten pro Millimeter (20 min/mm) Ein- härtungstiefe durchgeführt.
Bei dem Nachbehandeln kann es vorkommen, dass sich, in Abhängigkeit von der für das Werkstück verwendeten Legierung und der Ausformung des Werkstücks, dieses beim Waschen und Kühlen geringfügig verzieht. Daher ist es bevorzugt, dass das Werkstück direkt nach dem Kühlen kalt ausgerichtet wird, um ggf. aufgetretene Verzüge des Werkstückes zu beseitigen.
Um eine weitere Aushärtung insbesondere der Randbereiche des Werkstücks zu erzielen, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass das Werkstück nach dem Anlassen zumindest in Teilbereichen einer Kugelstrahlverfestigung unterzogen wird.
Die oben genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch eine erfindungsgemäße Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken, wobei die Anlage einen Voroxidationsofen und einen Drehherdofen mit zumindest einer Belade/Entladeöffnung und mit mehreren über vertikal bewegbare Türen getrennte Behandlungszonen aufweist. Der Belade/Entladeöffnung des Drehherd- ofens ist eine Abschreckeinrichtung mit zumindest einer Hebeeinrichtung zugeordnet, und der Abschreckeinrichtung ist eine Nachbehandlungseinrichtung mit einer Waschzone, einer Kühlzone und einer Trockenzone nachgeschaltet. Die Anlage umfaßt ferner einen Anlassofen sowie zumindest einen Belade-/Entnahme- manipulator, mit welchem die Werkstücke in den Drehherdofen eingeführt werden und nach der Wärmebehandlung aus diesem entnommen werden, und auf der Hebeeinrichtung der Abschreckeinrichtung abgesetzt werden. Der Belade-/Entnahmemanipulator dient ferner dazu, das Werkstück aus der Abschreckeinrichtung zu entnehmen und der Nachbehandlungseinrichtung zuzuführen.
Für den Fall, dass die Waschzone, die Kühlzone und die Trockenzone als separate Einrichtungen ausgebildet sind, kann der Belade-/Entnahmemanipulator ferner dazu verwendet werden, die Werkstücke zwischen den einzelnen Einrichtungen zu bewegen. Die Nachbehandlungseinrichtung kann jedoch auch so ausgebildet sein, dass die Werkstücke auf Transportrollen oder mit Förderketten von einer Zone zur nächsten transportiert werden. Um den Ausfall des Belade-/Entnahmemanipulators zu kompensieren, kann es ferner vorgesehen sein, dass die Anlage einen zweiten Belade-/Entnahmemanipulator aufweist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der erste Belade-/Entnahmemani- pulator lediglich zum Be- und Entladen des Drehherdofens dient und der zweite Belade-/Entnahmemanipulator das Werkstück aus der Abschreckeinrichtung entnimmt und der Nachbehandlungseinrichtung zuführt. Die Verwendung von zumindest zwei Belade- /Entnahmemanipulatoren hat ferner den Vorteil, dass der erste Belade-/Entnahmemanipulator nicht mit Abschreckmedium verunreinigt wird, und dass die Taktzeiten der Anlage verringert werden können, da die oben beschriebenen Belade-, Entlade- und Zuführungsoperationen auf zwei Manipulatoren aufgeteilt werden können. Ferner besteht der Vorteil, dass bei einem Ausfall eines Belade/Entlademanipulators mit dem zweiten Belade/Entlademanipulator noch die Drehherdofenanlage nach den vorgesehenen Verfahrensschritten entleert werden kann, so dass der finanzielle Schaden in Grenzen gehalten werden kann. Hierfür müsste unter Umständen ein Belade/Entlademanipulator innerhalb einer Taktzeit in eine Parkposition gebracht werden, die den Verfahrablauf nicht stört. Bei der Verwendung von
Belade-/Entnahmemanipulatoren weisen die beiden Manipulatoren ein gemeinsames Führungssystem auf, da nur so gewährleistet ist, dass der eine Manipulator als Ersatz des anderen eingesetzt werden kann. Um, wie bereits oben ausgeführt, zu verhindern, dass ggf. das Abschrecken das Gesamtverfahren ausbremst, weist eine bevorzugte Ausführungsform der Anlage eine Abschreckeinrichtung mit zwei Abschreckkammern auf, wobei jede dieser Abschreckkam- mern eine Hebeeinrichtung umfaßt. Um die Verfahrensführung möglichst flexibel zu halten, sind die beiden Hebeeinrichtungen getrennt voneinander vertikal bewegbar. Um einen raschen und möglichst einfachen Transport des Werkstücks aus dem Dreh- herdofen in die Abschreckeinrichtung zu gewährleisten, ist die erste Abschreckkammer der Abschreckeinrichtung dem Drehherdofen zugeordnet, d.h. derart direkt vor der Belade-/Entlade- öffnung des Drehherdofens angeordnet, dass ein Belade-/Ent- nahmemanipulator zum Entladen des Drehherdofens und Absetzen des Werkstücks auf der ersten Hebeeinrichtung lediglich in radialer Richtung verfahren werden muss.
Wie bereits angedeutet, ist der Abschreckvorgang kritisch, da dieser ggf. für das Verfahren geschwindigkeitsbestimmend sein kann. Um das Abschrecken zu beschleunigen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Anlage vorgesehen, dass die
Abschreckeinrichtung bzw. eine Kammer der Abschreckeinrichtung eine Dreheinrichtung mit einem Drehteller umfaßt, wobei der Drehteller der Dreheinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Hebeeinrichtung über den äußeren Umfang des Drehtellers nach unten abgesenkt werden kann, und auf diese Weise das Werkstück auf dem Drehteller abgelegt werden kann. Die Abschreckeinrichtung bzw. eine oder beide der Kammern der Abschreckeinrichtung kann bzw. können mit Düsensystemen ausgerüstet sein, um ein gezieltes Anströmen bestimmter Bereiche des Werkstücks zu ermöglichen.
Um zu verhindern, dass das Werkstück bei der Entnahme aus dem Drehherdofen und dem Absetzen auf der Hebeeinrichtung der Abschreckeinrichtung bzw. der ersten Kammer der Abschreckeinrichtung durch Atmosphäreneinflüsse beeinträchtigt wird, ist es bevorzugt, dass der Abschreckeinrichtung bzw. der ersten Kammer der Abschreckeinrichtung eine gasdichte Eingangs-/Aus- gangsschleuse mit einer Mehrzahl von gasdicht-verschließbaren Türen zugeordnet ist. Die Anzahl und die Anordnung der gasdicht-verschließbaren Türen ist abhängig davon, wie die Werkstücke in den Drehherdofen eingebracht werden, ggf. zwischen den einzelnen Kammern der Abschreckeinrichtung bewegt werden, und der Abschreckeinrichtung entnommen werden. Um auch bei großen Werkstücken sicherzustellen, dass die Kerntemperatur der Werkstücke vor dem Anlassen zwischen 25°C und 35°C beträgt, umfasst bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage die Nachbehandlungseinrichtung eine weitere Kühlzone, wobei diese Kühlzone der Trocken- zone vor- oder nachgeschaltet sein kann. In beiden Kühlzonen kann das gleiche Kühlmittel, oder aber unterschiedliche Kühlmittel verwendet werden, wobei bei der Verwendung von Wasser als Kühlmittel und der Anordnung der Kühlzone hinter der Trockenzone (bezogen auf den Verfahrensablauf) darauf zu ach- ten ist, dass das Werkstück rasch dem Anlassofen zugeführt wird.
Um eine Überarbeitung des Werkstücks vor dem Anlassen zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass die Anlage eine der Nachbehandlungseinrichtung nachgeschaltete Kaltrichteinrichtung zum Richten der Werkstücke umfasst. Ferner kann die Anlage eine dem zumindest einen Anlassofen nachgeschaltete Kugelstrahlverfestigungseinrichtung umfassen .
Im Nachfolgenden wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver- fahrens sowie ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage und
Figur 2 eine detaillierte Draufsicht auf die Abschreckein- richtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage .
Figur 1 zeigt eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anlage. Die Anlage umfasst einen Voroxida- tionsofen (1), in welchem Werkstücke (100) zur Aktivierung auf eine Temperatur zwischen 4000C und 5000C erwärmt werden. Sollten die Werkstücke Schneidöl- oder Waschmittelrückstände aufweisen, werden diese im Voroxidationsofen abgebrannt. Die Be- heizung der Werkstücke im Voroxidationsofen erfolgt vorzugsweise durch senkrecht angeordnete (nicht darstellte) Gasbrenner. In der Ofendecke angeordnete Lüfter dienen zur Umwälzung der Atmosphäre im Voroxidationsofen . Der Transport durch den Ofen erfolgt entweder über angetriebene Transportrollen oder Förderketten. Am Eingang und Ausgang des Voroxidationsofens ist dieser mit verschließbaren Türen versehen. Am in Figur 1 links dargestellten Ende des Ofens ist schematisch ein Verfahrwagen mit Hubtisch dargestellt, auf welchen die Werkstücke nach Durchlaufen des Voroxidationsofens befördert werden. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verfahrwagen senkrecht zu dem Voroxidationsofen bewegbar.
Die erfindungsgemäße Anlage umfasst ferner einen Drehherdofen (50) mit fünf vertikal bewegbaren, ggf. gasdichten Türen (51a, 51b, 51c, 51d, 5Ie) , wobei die Türen eine Aufheizzone (52a) , eine ersten Aufkohlungszone (52b) , eine zweiten Aufkoh- lungszone (52c), eine Härtezone (52d) sowie eine Belade-/Ent- ladezone (52e) begrenzen. Der Drehherdofen wird über einen (nicht dargestellten) geregelten Antrieb über Zahnrad und Zahnstange angetrieben. Über den Drehherdofen sind (nicht ge- zeigte) Absolutwertgeber verteilt, um ein Abschalten einzelner oder mehrerer Behandlungszonen zu ermöglichen. Gelagert ist der Drehherdofen auf Rollenböcken, und die lagegenaue Seitenführung wird durch Zentrierrollen hergestellt. Der Drehherdofen ist nach außen über eine innere und äußere Öltasse abge- dichtet und wird durch senkrecht angeordnete, gasbeheizte, vollkeramische Mantelstrahlrohre beheizt. Zum Beladen und Entladen weist der Drehherdofen in seiner Außenwand (54) eine vorzugsweise gasdicht verschließbare Belade-/Entladeöffnung (53) auf.
Der Belade-/Entladeöffnung ist eine Abschreckeinrichtung (40) derart zugeordnet, dass ein Belade-/Entlademanipulator (10, 10', 20) das Werkstück durch eine radiale Bewegung aus der Belade-/Entladezone (52e) entnehmen kann und auf einer Hebeeinrichtung der Abschreckeinrichtung (40) absetzen kann.
Die Abschreckeinrichtung (40) wird nun unter Bezugnahme auf Figur 2 detaillierter beschrieben. Die in Figur 2 darge- stellte Abschreckeinrichtung (40) umfasst zwei Abschreckkammern, wobei jede Abschreckkammer ein Ölbad zum Abschrecken der Werkstücke und eine Hebeeinrichtung mit Hebeteller (43a, 43b) umfasst. Der ersten Abschreckkammer (in der Zeichnung unten dargstellt) ist eine gasdichte Eingangs/Ausgangsschleuse (41) mit einer Mehrzahl von gasdicht verschließbaren Türen zugeordnet, wobei die Türen aus gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Im Ölbad der ersten Abschreckkammer ist eine Dreheinrichtung mit Drehteller (44) angeordnet, wobei der Drehteller über einen Antrieb (42) bewegt wird. In mindestens dem ersten Ölbad ist ferner ein Düsensystem angeordnet, um das Anströmen bestimmter Bereiche der Werkstücke zu ermöglichen, und das Öl in den Ölbädern wird mit Axialdüsen umgewälzt. Bei anderen Ausführungsbeispielen können andere Abschreckmittel verwendet werden, wobei die Abschreckeinrichtung jeweils an das bzw. die verwendeten Abschreckmedien anzupassen ist, wobei die Wahl des Abschreckmittels primär von der Größe und Beschaffenheit des Werkstücks abhängt.
Die erfindungsgemäße Anlage umfasst ferner eine Nachbehandlungseinrichtung (60) mit einer Waschzone (61), einer er- sten Kühlzone (62), einer zweiten Kühlzone (63) und einer
Trockenzone (64), wobei bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die jeweiligen Zonen als separate Einrichtungen ausgebildet sind (und nachfolgend auch so bezeichnet werden) . Sobald das Werkstück in die Wascheinrichtung eingebracht ist, wird das Werkstück über ein Düsensystem mit einer Waschflüssigkeit gewaschen, wobei die Wahl der Waschflüssigkeit primär von dem bzw. den Abschreckmedium abhängig ist. Üblich ist die Verwen- düng von Wasser, ggf. mit Zusätzen, als Waschflüssigkeit. Um die Effizienz des Waschens zu erhöhen wird der Waschvorgang bei Temperaturen zwischen 400C und 800C durchgeführt.
Von der Wascheinrichtung (61) wird das Werkstück in die erste Kühleinrichtung (62) bewegt und dort mit einer ersten Kühlflüssigkeit, üblicherweise Wasser, abgekühlt, wobei bevorzugt ist, dass das Werkstück in die Flüssigkeit abgesenkt wird. Nach Ablauf einer vorgegebenen ersten Kühlzeit wird das Werkstück entnommen und in Abhängigkeit von der Kerntemperatur des Werkstücks entweder der zweiten Kühleinrichtung (63) oder der Trockeneinrichtung (64) zugeführt. Für den Fall, dass die takt- und verfahrensbedingte erste Kühlzeit nicht ausreichte, um die Kerntemperatur auf zwischen 25°C und 35°C abzusenken, wird das Werkstück der zweiten Kühleinrichtung (63) zugeführt, ansonsten der Trockeneinrichtung (64) . Wiederum nach Ablauf einer vorgegebenen zweiten Kühlzeit wird das Werkstück der zweiten Kühleinrichtung entnommen und der Trockeneinrichtung (64) zugeführt und in dieser getrocknet, beispielsweise mit Ventilator und/oder einem Gebläse. Die einzelnen Einrichtungen der Nachbehandlungseinrichtung (60) sind quasi „in Reihe" ge- schaltet, was zur Folge hat, dass die Behandlungszeiten in allen Einrichtungen gleich sind (d.h. auch die erste Abkühlzeit entspricht zweiter Abkühlzeit) .
Nach dem Trocknen weisen die Werkstücke einen definierten Restaustenitgehalt auf, der deutlich geringer ist als bei Werkstücken, die gemäß dem Stand der Technik wärmebehandelt wurden, da der zusätzliche Arbeitsschritt der Nachbehandlung ein weiteres Umwandeln von Austenit in Martensit bedingt, wobei ein möglichst geringer Restaustenitgehalt sich positiv auf die Qualität des Werkstücks auswirkt. Der Stand der Technik verzichtet auf die zusätzliche Nachbehandlung, so dass der Re- staustenitgehalt der Werkstücke größer und damit die Qualität geringer ist. Nach dem Trocknen werden die Werkstücke der Trockeneinrichtung (64) entnommen und über einen Querfahrwagen (70) einem von zwei Anlassöfen (81, 82) zugeführt, wobei den Anlassöfen bei einem alternativen Ausführungsbeispiel eine Kaltrichteinrichtung vorgeschaltet sein kann. Den Anlassöfen kann bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ferner eine Kugel- strahlverfestigungseinrichtung nachgeschaltet sein.
Das in Figur 1 gezeigte Ausführungsbeispiel umfasst ferner zwei Belade/Entlademanipulatoren (10, 20), wobei der erste Belade/Entlademanipulator (10) in zwei Stellungen (10, 10') dargstellt ist. Die beiden Belade/Entlademanipulatoren (10,
20) sind auf einem gemeinsamen Führungssystem (30) verfahrbar, so dass gewährleistet ist, dass bei dem Ausfall eines Belade/Entlademanipulators der andere Belade/Entlademanipulator die Aufgaben des ausgefallenen Belade/Entlademanipulators übernehmen kann. Der erste Belade/Entlademanipulator (10) dient zum Beladen und Entladen des Drehherdofens, während der zweite Belade/Entlademanipulator (20) dazu dient, das Werkstück von der ersten Hebeeinrichtung auf die zweite Hebeeinrichtung zu bewegen, und ferner dazu vorgesehen ist, die Werkstücke der Nachbehandlungseinrichtung zuzuführen und es zwischen den einzelnen Einrichtungen der Nachbehandlungseinrichtung zu bewegen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Belade/Entlademanipulatoren als Hebe/Senkmanipulatoren ausgebildet, d.h. sie untergreifen das Werkstück zum Anheben und werden zum Absenken in geeignete
Ausnehmen eingefahren, wobei das Werkstück abgelegt wird, beispielsweise im Drehherdofen. Nach dem Ablegen des Werkstücks wird der jeweilige Belade/Entlademanipulator über die Ausnehmungen entfernt.
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Figuren 1 und 2 beschrie- ben. Das Werkstück (100) wird zunächst in einen Voroxidations- ofen (1) eingebracht, in welchem das Werkstück bei einer Temperatur zwischen 2000C und 5000C voroxidiert wird. Bei dem Werkstück kann es sich beispielsweise um Großzahnräder handeln, die beispielsweise aus 18CrNiMo7/6- oder 16MnCr5-Stahl hergestellt sind. Sollte das Werkstück Schneidöl- oder Waschmittelrückstände aufweisen, werden diese abgebrannt. Am Ende des Ofens wird das Werkstück auf einen verfahrbaren Hubtisch ausgefahren und von diesem dem ersten Belade/Entlademanipulator (10) zugeführt. Der Belade/Entlademanipulator unter- greift das Werkstück, hebt es an und verfährt mit dem aufliegendem Werkstück in Richtung Abschreckeinrichtung (40) vor die Belade/Entladeöffnung (53) des Drehherdofens (50) . In Figur 1 ist der erste Belade/Entlademanipulator (10) in zwei Positionen (10, 10') gezeigt, nämlich einmal der Aufnahme- position (10) und einmal in der Position, in welcher das Werkstück in den Drehherdofen eingebracht wird.
Zum Einbringen des Werkstückes (100) in den Drehherdofen (50) wird der Belade/Entlademanipulator samt Werkstück über (nicht dargestellte) verschließbare Öffnungen der Ein- gangs/Ausgangsschleuse (41) durch die geöffnete Belade/Entladeöffnung (53) des Drehherdofens in diesen eingebracht und das Werkstück in der Belade/Entladezone (52e) abgesetzt.
Vorzugsweise sind sämtliche Aufnahme- oder Absetzpositionen bei der Anlage derart gestaltet, dass ein Belade/Entlade- manipulator die Werkstücke untergreifen kann.
Das Werkstück wird zunächst in der Aufheizzone (52a) auf eine vorgegebene Aufkohlungstemperatur erwärmt, wobei die Temperaturen in der Aufheizzone zwischen 4000C und 9600C liegen. Nachdem das Werkstück die erforderliche Temperatur erreicht hat, wird es über die geöffnet Tür (51a) in die erste Aufkoh- lungszone (52b) eingebracht und mit einem vorgegebenen Gas, wie beispielsweise Endogas oder Propan, aufgekohlt. Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Aufkohlen auf zwei Teilschritte unterteilt, um die Flexibilität des Aufkohlens selber zu erhöhen. Nach der Behandlung des Werkstücks in der ersten Aufkohlungszone (52b) wird dieses über die geöffnete Tür (51b) in die zweite Aufkohlungszone (52c) geführt. Die Aufkohlung selber findet bei Temperaturen zwischen 9000C und 1000°C statt. Nach dem Aufkohlen wird das Werkstück über die geöffnete Tür (51c) in die Härtezone (52d) überführt, in welcher das Werkstück auf eine vorgegebene Härtetemperatur eingestellt wird, wobei diese Temperatur vorzugsweise in dem Bereich zwischen 8200C und 8600C liegt. Nach der Verweilzeit in der Härtezone (52d) wird das Werkstück über die geöffnete Tür (5Id) in die Belade/Entladezone (52e) geführt, wobei die Atmosphäre aus der Härtezone in die Belade/Entnahmezone entweicht und über einen separaten Austritt und mit einer Fackel abgebrannt wird. Zur Entnahme des Werkstücks aus dem Drehherdofen (50) wird dieses von dem ersten Belade/Entlademanipulator (10) untergriffen und durch die verschließbar Tür (53) des Drehherdofens (50) bewegt und auf dem Hebeteller (53a) der ersten Hebeeinrichtung angeordnet. Dabei wird ein Teil der Ofen- atmosphäre über einen Flammenschleier am Eintritt des Manipulators in die Abschreckkammer abgebrannt, um den Eintritt von zuviel Sauerstoff in die Anlage zu vermeiden. Vor dem Absenken des Hebetellers wird die Ofentüre wieder verschlossen, der Manipulator verlässt die Abschreckeinrichtung (40) und die Außentüre wird geschlossen. Der Hebeteller (53a) der Hebeeinrichtung wird dann abgesenkt und das Werkstück im ersten Ölbad auf dem Drehteller (44) der Dreheinrichtung abgesetzt. Das Werkstück verweilt nun für eine vorgegebene Abschreckzeit im ersten Ölbad. Während dieser Zeit wird das Öl durch zumindest eine (nicht gezeigte) Axialpumpe umgewälzt, wobei die Drehzahl der Pumpe stufenlos verstellbar ist, und die Randbereiche des Werkstücks werden von einem Düsensystem gezielt mit Öl ange- strömt. Während des Abschreckvorgangs wird das Werkstück über die Dreheinrichtung gedreht, wobei deren Drehzahl stufenlos zwischen 1 bis 10 Umdrehungen pro Minute verstellbar ist.
Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer wird das Werkstück mit dem Hebeteller (43a) der Hebeeinrichtung aus dem Ölbad ge- hoben und, ggf. nach einer vorgegebenen Abtropfzeit, wird die Außentüre für den zweiten Belade/Entlademanipulator geöffnet. Bei der in Figur 1 gezeigten Anlage wird das Werkstück dann von dem zweiten Belade/Entlademanipulator (20) untergriffen und über eine (nicht gezeigte) Öffnung aus der Eingangs/Aus- gangsschleuse der ersten Kammer der Abschreckeinrichtung (40) entfernt, wobei die geöffnete Tür beim Entfernen des Werkstücks mit einem Gasschleier belegt wird. Das Werkstück wird nun von dem Belade/Entlademanipulator (20) auf den Hebeteller (43b) der zweiten Hebeeinrichtung abgesetzt, und das Werkstück wird dann in dem zweites Ölbad abgesetzt, wobei bei einem alternativen Ausführungsbeispiel auch in dem Ölbad der zweiten Abschreckkammer eine Dreheinrichtung angeordnet sein kann. Nach dem Ablauf einer vorgegebenen Abschreckzeit wird das Werkstück über den Hebeteller (43b) der zweiten Hebe- einrichtung aus dem Ölbad gehoben, wobei die Kerntemperatur des Werkstücks nach dem Gesamtabschreckvorgang zwischen 600C und 1500C beträgt.
Das Werkstück wird dann, vorzugsweise nach einer gewissen Ölabtropfzeit, von dem zweiten Belade/Entlademanipulator (20) untergriffen und der Nachbehandlungseinrichtung (60) zugeführt, wobei das Werkstück zunächst in der Wascheinrichtung (61) der Nachbehandlungseinrichtung (60) abgesetzt wird. Das Werkstück wird über ein (nicht dargestelltes) Düsensystem mit Waschflüssigkeit, bei welcher es sich vorzugsweise um Wasser mit gegebenenfalls einem Zusatz handelt, gewaschen. Um eine effiziente Entfernung des Öls von dem Werkstück zu gewährleisten, hat die Waschflüssigkeit eine Temperatur zwischen 600C und 90 °C. Nachdem das Werkstück gewaschen wurde, wird es mit dem zweiten Belade/Entlademanipulator der ersten Kühleinrichtung (62) zugeführt, in welcher das Werkstück in eine Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, abgetaucht und gekühlt wird, wobei die Temperatur der Kühlflüssigkeit zwischen 200C und 400C beträgt. Nach dem Ablauf der ersten Abkühlzeit wird das Werkstück der ersten Kühleinrichtung entnommen und die Kerntemperatur des Werkstücks ermittelt. Falls diese nicht in dem Bereich zwischen 25°C und 35°C liegen sollte, wird das Werkstück mit dem Belade/Entlademanipulator der zweiten Kühlein- richtung (63) der Nachbehandlungseinrichtung (60) zugeführt, in welcher das Werkstück auf eine Kerntemperatur zwischen 25°C und 35°C abgekühlt wird.
Nach Ablauf der vorgegebenen zweiten Abkühlzeit, die aus oben genannten Gründen der ersten Abkühlzeit entspricht, wird das Werkstück mit dem zweiten Belade/Entlademanipulator (20) der Trockeneinrichtung (63) zugeführt, in welcher das Werkstück über Ventilatoren und/oder Gasdüsen getrocknet wird. Eine solche Trocknung ist notwendig, da durch die zuvor erfolgte Kühlung des Werkstücks die Oberflächentemperatur des Werkstücks bereits soweit erniedrigt wurde, dass die noch von dem Kühlvorgang anhaftende Waschflüssigkeit nicht schnell genug verdampft und daher, falls mit Wasser gekühlt wurde, eine Oxidation der Werkstückoberfläche einsetzen kann.
Nach dem Trocknen wird das Werkstück einem der beiden An- lassöfen zugeführt, in welchen die Werkstücke bei einer Temperatur zwischen 1600C und 1800C angelassen werden. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das Werkstück nach dem Anlassen zumindest in Teilbereichen noch einer Kugelstrahlverfestigung unterzogen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werk- stücken, umfassend die Schritte a) Aktivieren des Werkstücks (100) in einem Voroxidations- ofen (1) bei einer Temperatur zwischen 4000C und 5000C, b) Einbringen des Werkstücks in einen Drehherdofen (50) über eine verschließbare Belade/Entladeöffnung (53) des Dreh- herdofens mit einem ersten Belade/Entlademanipulator (10, 10'), Erwärmen des Werkstücks auf eine vorgegebene Aufkoh- lungstemperatur, Aufkohlen des Werkstücks bis zum Erreichen einer vorgegebenen Aufkohlungstiefe (CD) und Härten des Werkstücks bei einer vorgegebenen Härtetemperatur, c) Entnehmen des Werkstücks mit dem ersten Belade/Entlade¬ manipulator (10, 10') aus dem Drehherdofen (50) über die Belade/Entladeöffnung (53) und Anordnen des Werkstücks auf einer ersten Hebeeinrichtung einer Abschreckeinrichtung (40), wobei die die Hebeeinrichtung der Belade/Entladeöffnung des Dreh- herdofens zugeordnet ist, d) Absenken des Werkstücks in ein Abschreckmedium und Abschrecken des Werkstücks auf eine Kerntemperatur zwischen 600C und 150°C zum Erreichen einer vorgegebenen Einhärtungstiefe (CHD) und zum Erreichen einer vorgegebenen Härte, e) Nachbehandeln des Werkstücks zur Vorbereitung auf ein Anlassen, wobei das Nachbehandeln ein Waschen, Kühlen und Trocknen umfasst, und wobei das Werkstück nach dem Nachbehandeln eine Kerntemperatur zwischen 25°C und 35°C aufweist, und f) Anlassen des Werkstücks bei einer Temperatur zwischen 1600C und 180°C.
2. Verfahren zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschrecken des Werkstücks gemäß Schritt d) derart erfolgt, dass das Werkstück zunächst in einer dem Drehherdofen zugeordneten ersten Kammer der Abschreckeinrichtung mit einem ersten Abschreckmedium für eine vorgegebene Zeitdauer abgeschreckt wird, das Werkstück nach dem ersten Abschrecken mit einem Belade/Entlademanipulator (10, 10', 20) auf einer zweiten Hebeeinrichtung in einer zweiten Kammer der Abschreckeinrichtung abgesetzt wird, in ein zweites Abschreckmedium gesenkt wird und mit dem zweiten Abschreckmedium abgeschreckt wird, wobei die Kerntemperatur des Werkstücks nach dem Gesamtabschreckvorgang zwischen 600C und 1500C beträgt.
3. Verfahren zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück von der ersten Hebeeinrichtung im ersten Abschreckmedium auf einem Drehteller (44) einer Dreheinrichtung abgesetzt wird, die das Werkstück mit einer ein- stellbaren Drehzahl im Abschreckmedium dreht, wobei die erste Hebeeinrichtung zum Absetzen des Werkstücks über den äußeren Umfang des Drehtellers der Dreheinrichtung nach unten abgesenkt wird.
4. Verfahren zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Nachbehandeln gemäß Schritt e) ein weiteres mal gekühlt wird.
5. Verfahren zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach einem der Schritte 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schritt des Nachbehandelns für 20 Minuten pro mm Einhärtungstiefe durchgeführt wird.
6. Verfahren zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach einem der Schritte 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass direkt nach dem Kühlen gemäß Schritt e) das Werkstück kalt gerichtet werden.
7. Verfahren zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach einem der Schritte 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück nach dem Anlassen gemäß Schritt f) zu- mindest in Teilbereichen einer Kugelstrahlverfestigung unterzogen wird.
8. Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstük- ken, aufweisend einen Voroxidationsofen (1), einen Drehherdofen (50) mit zumindest einer Belade/Entladeöffnung (53) und mit mehreren über vertikal bewegbare Türen (51a, 51b, 51c, 51d, 5Ie) getrennte Behandlungszonen (52a, 52b, 52c, 52d, 52e) , eine der Belade/Entladeöffnung (53) zugeordnete Abschreckeinrichtung (40) mit zumindest einer Hebeeinrichtung, eine Nachbehandlungseinrichtung (60) mit einer Waschzone, einer Kühlzone und einer Trockenzone, zumindest einen Belade/Entnahmemanipulator (10, 10', 20), und zumindest einen Anlassofen (81, 82).
9. Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstük- ken nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab- schreckeinrichtung (40) zwei Abschreckkammern und zwei Hebeeinrichtungen aufweist, wobei die beiden Hebeeinrichtungen getrennt voneinander vertikal bewegbar sind und die erste Abschreckkammer dem Drehherdofen zugeordnet ist.
10. Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschreckeinrichtung (40) bzw. eine Kammer der Abschreck- einrichtung eine Dreheinrichtung mit einem Drehteller (44) um- fasst, wobei der Drehteller der Dreheinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Hebeeinrichtung über den äußeren Umfang des Drehtellers nach unten abgesenkt werden kann.
11. Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschreckeinrichtung (40) bzw. der ersten Kammer der Abschreckeinrichtung eine gasdichte Eingangs/Ausgangsschleuse (41) mit einer Mehrzahl von gasdicht verschließ- baren Türen zugeordnet ist.
12. Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der gasdicht verschließbaren Türen eine Einrichtung zum Erzeugen eines Fluidschleiers aufweist.
13. Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbehandlungseinrichtung (60) eine weite- re Kühlzone umfasst.
14. Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ferner eine der Nachbehandlungsein- richtung (60) nachgeschaltete Kaltrichteinrichtung umfasst.
15. Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten von Werkstücken nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Anlage ferner eine dem zumindest einen Anlassofen (81, 82) nachgeschaltete Kugelstrahlverfestigungsein- richtung umfasst.
PCT/EP2009/065254 2008-11-17 2009-11-16 Verfahren und anlage zum kontinuierlichen einsatzhärten WO2010055163A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08169293.1A EP2186916B1 (de) 2008-11-17 2008-11-17 Verfahren und Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten
EP08169293.1 2008-11-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010055163A1 true WO2010055163A1 (de) 2010-05-20

Family

ID=40578613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/065254 WO2010055163A1 (de) 2008-11-17 2009-11-16 Verfahren und anlage zum kontinuierlichen einsatzhärten

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2186916B1 (de)
ES (1) ES2434954T3 (de)
PL (1) PL2186916T3 (de)
SI (1) SI2186916T1 (de)
WO (1) WO2010055163A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109097538A (zh) * 2018-09-27 2018-12-28 深圳市和胜金属技术有限公司 一种金属表面处理设备
CN113564514A (zh) * 2021-08-11 2021-10-29 闽侯县捷恒热处理有限公司 一种导向系列的渗碳工艺及加工结构
CN115287422A (zh) * 2022-08-11 2022-11-04 董永 一种机械铸件加工用淬火装置及淬火方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102766749B (zh) * 2012-07-14 2014-01-01 安徽省宣城市乾坤回转支承有限公司 一种回转支承滚道淬火的工艺方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986002104A1 (en) * 1984-10-02 1986-04-10 Ab Volvo Method and installation for heat treatment, especially case-hardening
WO2003081156A1 (de) * 2002-03-27 2003-10-02 Loi Thermprocess Gmbh Anlage zur wärmebehandlung von werkstücken

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007048041A1 (de) * 2007-10-05 2009-04-09 Loi Thermprocess Gmbh Drehherdofen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986002104A1 (en) * 1984-10-02 1986-04-10 Ab Volvo Method and installation for heat treatment, especially case-hardening
WO2003081156A1 (de) * 2002-03-27 2003-10-02 Loi Thermprocess Gmbh Anlage zur wärmebehandlung von werkstücken

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109097538A (zh) * 2018-09-27 2018-12-28 深圳市和胜金属技术有限公司 一种金属表面处理设备
CN109097538B (zh) * 2018-09-27 2023-05-09 深圳市和胜金属技术有限公司 一种金属表面处理设备
CN113564514A (zh) * 2021-08-11 2021-10-29 闽侯县捷恒热处理有限公司 一种导向系列的渗碳工艺及加工结构
CN115287422A (zh) * 2022-08-11 2022-11-04 董永 一种机械铸件加工用淬火装置及淬火方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2186916A1 (de) 2010-05-19
ES2434954T3 (es) 2013-12-18
PL2186916T3 (pl) 2014-03-31
EP2186916B1 (de) 2013-10-02
SI2186916T1 (sl) 2014-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2365100B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formteiles mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität
DE4110114C2 (de)
EP0735149B1 (de) Vorrichtung zur Wärmebehandlung metallischer Werkstücke unter Vakuum
EP0562250A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abschrecken metallischer Werkstücke
EP0621904B1 (de) Vorrichtung zur wärmebehandlung metallischer werkstücke
EP2186916B1 (de) Verfahren und Anlage zum kontinuierlichen Einsatzhärten
EP2717008A2 (de) Gasdichter schutzgasbegaster Industrieofen, insbesondere Kammerofen, Durchstossofen, Drehherdofen oder Ringherdofen
DE102013101489B3 (de) Wärmebehandlungslinie und Verfahren zum Betreiben der Wärmebehandlungslinie
WO2015158795A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines bandstahls
DE3441338C2 (de)
DE10310739A1 (de) Anlage zum Wärmebehandeln von Werkstücken
EP1767660B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Einkammer-Vakuumofens mit Wasserstoffabschreckung
DE102015207111B3 (de) Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung von kohlenstoffreduzierten Stählen
EP2685193B1 (de) Verfahren und Drehherdofen zum Wärmebehandeln von Werkstücken
DE602005004448T2 (de) Mehrstufiger Ofen und Verfahren zum kontinuierlichen Aufkohlen und Abschrecken
DE3435376C2 (de) Verfahren zur Wärmebehandlung von Werkstücken
EP2204460B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen von Werkstücken
WO2005052197A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur wärmebehandlung insbesondere metallischer werkstücke
DE10117987A1 (de) Chargiergestell für die Wärme- und/oder Kühlbehandlung von zu härtenden Metallteilen
DE102007048041A1 (de) Drehherdofen
DE19919738A1 (de) Durchlaufofen mit einer Einrichtung zum Abschrecken von Werkstücken sowie Abschreckverfahren
EP1153146B1 (de) Durchlaufofen mit einer einrichtung zum abschrecken von werkstücken sowie abschreckverfahren
EP0829554B2 (de) Niederdruck-Aufkohlungsanlage mit mehreren hintereinander angeordneten Kammern
DE19829825C2 (de) Karburierungs- und Abschreckungsvorrichtung und Verfahren zum Abschrecken dünner Plattenteile
DE602005005343T2 (de) Vorrichtung zur thermomechanischen behandlung bei niedrigem druck

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09749155

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09749155

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1