CH156821A - Verfahren zur Herstellung von gehärteten Gegenständen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von gehärteten Gegenständen.         ,Bei    der Herstellung     nitriergehärteter    Ge  genstände ist es häufig     erwünscht,    auch dem  Kern der Gegenstände eine grosse Härte zu  erteilen, insbesondere dann, wenn es sich um       Gegenstände    handelt, die, wie beispielsweise  Matrizen, Zahnräder,     Klauenkupplungen,     Kugel- und Rollenlager hohen Druckbean  spruchungen oder Stössen ausgesetzt sind und  bei denen infolge der hohen Druckbeanspru  chung ein Eindrücken der nitriergehärteten       Oberflächenschicht    in das weichere Kern  material zu befürchten ist.

   Es ist schon vor  geschlagen worden, zur Herstellung derarti  ger Gegenstände solche     nitrierfähigen    Stahl  legierungen zu verwenden, die     anlassbestän-          dig    sind, das heisst, die in dem Zustand, wie  sie der     Nitrierung    unterworfen werden, hart  sind und auch durch die einer     Anlassbehand-          lung    gleichkommende Erwärmung auf     Ni-          triertemperatur    (etwa 500   C) ihre ursprüng  liche Härte nicht verlieren.

   Die Verwendung  derartiger Legierungen ist jedoch mit dem  Nachteil verbunden, dass die vor der Nitrie-         rung    in kaltem Zustand durchzuführende  Fertigbearbeitung der Gegenstände wegen der  grossen Härte des Materials schwierig ist.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt nun.  nitriergehärtete Gegenstände mit grosser  Kernhärte herzustellen, die vor dem Nitrie  ren ohne     Schwierigkeiten    in weichem Zu  stand fertig bearbeitet werden können.  



  Das .den Gegenstand der Erfindung bil  dende Verfahren kann beispielsweise in fol  gender Weise ausgeführt werden:  Es wird zunächst ein     Nitrierstahl    her  gestellt, der neben den die     Nitrierfähigkeit     hervorrufenden Elementen, wie Aluminium,  Chrom,     Molybdän,    Mangan usw. noch solche  Elemente enthält, die     Ausscheidungshärtung,     hervorzurufen in der Lage sind, wie bei  spielsweise Kupfer, Beryllium, Bor und Ti  tan.

   Diese Legierung     bezw.    der daraus roh  vorbearbeitete Gegenstand wird dann von  hoher Temperatur     (etwa    700 bis 1300   C) in  Wasser, Öl oder Luft abgekühlt und in     die-          sem.abgekühlten,    aber trotzdem weichen Zu-      stand fertig bearbeitet.

   Die darauf folgende       Nitrierung    bei etwa 400 bis<B>600</B>   C (am  zweckmässigsten bei etwa 500   C) ruft dann  in bekannter Weise eine Steigerung der  Härte der Oberflächenschicht der Gegen  stände hervor, wobei jedoch gleichzeitig  durch die beim Nitrieren herrschende     Anlass-          temperatur    infolge der Anwesenheit von bei  spielsweise Kupfer, Beryllium, Bor oder Ti  tan eine wesentliche, auf einer     .dispersen     Ausscheidung beruhende Steigerung der  Kernhärte erzielt wird.  



  So besitzt zum Beispiel ein Stahl mit  <I>0,30 ,wo</I> Kohlenstoff,<B>0,29%</B> Silizium,     0,35%     Mangan,     1,04%    Aluminium, 1,152% Chrom,       0,30%        Molybdän    und     1,08%    Kupfer, der  also als die     Nitrierfähigkeit    begünstigende  Elemente Aluminium, Chrom und     Molybdän     und als     ausscheidungshärtungsfähiges    Ele  ment Kupfer enthält,

   nach einem Abkühlen  von<B>900'</B> in Luft eine     Härte    von 280     Bri.          nelleinheiten.    In diesem verhältnismässig wei  chen Zustand ist die Legierung gut     b-earbeit-          bar.    Nitriert man darauf bei etwa 500   C,  so erfährt die Oberfläche eine Härtesteige  rung auf etwa 950     Firth-Einheiten,    während  gleichzeitig die Kernhärte infolge der eintre  tenden Ausscheidungshärtung auf 340     Bri-          nelleinheiten    steigt.

   Gute Ergebnisse werden  beispielsweise auch mit Stählen erzielt, die  0,24% Kohlenstoff,<B>0,31.%</B> Silizium, 0,41       Alaugan,    1,09 % Aluminium und 1,17 % Kup  fer oder     0,10/'0    Kohlenstoff,     3,5%    Silizium,  <B>8,7%</B> Chrom und<B>0,5%</B> Bor enthalten.  



  Das Verfahren kann auch in der Weise  durchgeführt werden, dass der Stahlgegen  stand vergütet, also von einer oberhalb des       Umwandlungspunktes    gelegenen Temperatur  abgekühlt und dann bei einer     unterhalb    der       Umwandlungstemperatur,    aber oberhalb der       Nitriertemperatur    gelegenen Temperatur an  gelassen wird, wobei er von dieser     Anlass-          temperatur    in Luft,     0l    oder Wasser ab  gekühlt werden kann.

   In diesem bearbei  tungsfähigen Zustand wird der Gegenstand  nitriergehärtet, wobei zufolge der Zusam  mensetzung der Stahllegierung gleichzeitig  auch eine     Ausscheidungshärtung        eintritt.       Das Verfahren kann ausserdem beispiels  weise auch so durchgeführt werden, dass man  eine     nitrierfähige    Legierung benutzt, in der  nicht während der     Nitrierung    Ausscheidungs  härtung hervorgerufen wird, in der vielmehr  durch eine genügend schnelle,

   nach der     Ni-          trierung        stattzufindende    Abkühlung von     Ni-          trier-    oder einer tiefer gelegenen Temperatur  ein Stoff in übersättigter Lösung gehalten  wird, der erst durch Lagerung oder Anlassen  auf eine unterhalb der     Nitriertemperatur    ge  legene Temperatur zur Ausscheidung ge  bracht wird und dann die Härtesteigerung  des Kernes bewirkt. Solche Stoffe sind bei  spielsweise Stickstoff und Kohlenstoff. Es  ist auf diese Weise auch möglich, die Aus  scheidungshärtung des Kernes erst nach dem  Nitrieren hervorzurufen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von gehärteten Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, dass aus nitrierfähigen und durch Ausscheidungs härtung im Kern härtungsfähigen Eisen- oder Stahllegierungen hergestellte Gegen stände dem Nitrier-- und Ausscheidungs- härtungsprozess unterworfen werden. UNTERANSPRüCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass aus durch Ausschei dungshärtung bei Nitriertemperatur im Kern härtungsfähigen Eisen- oder Stahl legierungen hergestellte Gegenstände von einer Temperatur oberhalb der Nitrier- temperatur schnell abgekühlt, darauf fer tig bearbeitet und anschliessend dem Ni trier- und Ausscheidungshärtungsprozess unterworfen werden. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass aus durch Ausschei dungshärtung unterhalb der Nitriertem- peratur im Kern härtungsfähigen Eisen- oder Stahllegierungen hergestellte Gegen stände von einer Temperatur oberhalb der Nitriertemperatur schnell abgekühlt, fer tig bearbeitet, nitriert und von einer Tem- peratur, die nicht höher ist als die Ni- triertemperatur,

   schnell abgekühlt und bei einer unterhalb der Nitriertemperatur ge legenen Temperatur angelassen werden. D. Verfahren (r nach Patentanspruch, dadurch kennzeichnet,

   daB aus durch Ausschei dungshärtung unterhalb der Nitriertempe- ratur im gern härtungsfähigen Eisen- oder Stahllegierungen hergestellte Gegen stände von einer Temperatur oberhalb der Nitriertemperatur schnell abgekühlt, fer tig bearbeitet, nitriert und von einer Tem peratur, die nicht höher ist als die Ni- triertemperatur, schnell abgekühlt und einem längeren Lagern bei Zimmertempe ratur ausgesetzt werden.