CH169416A - Verfahren zur Herstellung von Gegenständen, deren Oberfläche verschleissfest und deren Kern zähe ist. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Tierstellung    von Gegenständen, deren Oberfläche     verschleissfest     und deren Kern zähe ist.    Zur Herstellung von Stahlgegenständen  mit harter verschleissfester Oberfläche und  zähem Kern bedient man sich bisher der  bekannten Verfahren der Einsatz- und     Ni-          trierhärtung.     



  Bei der üblichen Einsatzhärtung müssen  die Werkstücke lange Zeit auf Temperaturen  von etwa 800 bis 900 o gehalten und nach  Regenerieren des Kernes (kurzes Glühen bei  900 bis 920 o mit anschliessender Luftabküh  lung) zur Erzielung maximaler Härte und  Verschleissfestigkeit in der Randschicht von  750 bis 800 o C schroff abgeschreckt werden.  Beim Abschrecken besteht naturgemäss die  Gefahr der Entstehung von Härterissen,     um-          somehr,    je komplizierter die Stücke sind.  Daneben erleiden die Werkstücke mehr oder  weniger starke     Verziehungen,    die ein Nach  schleifen erforderlich machen, was bei der  schwierigen     Bearbeitbarkeit    der martensiti-    sehen Oberfläche mit grossen Kosten ver  bunden ist.  



  Die     Nitrierhärtung    erfordert zwar kein  Abschrecken der Werkstücke, die gehärteten  Oberflächen sind jedoch spröde, so dass ein  Nitrieren für Gegenstände, die Stössen und  schlagenden Beanspruchungen ausgesetzt sind,  nicht in Frage kommen kann.  



  Es ist bereits vorgeschlagen worden, für  Gegenstände, bei denen es auf     hobe    Verschleiss  festigkeit ankommt,     eutektoide    Stähle zu ver  wenden, welche bei einem     Mn-Gehalt    von 0,6  bis 0,8 % rein     lamellar    -     perlitisches    Gefüge  besitzen. Derartige Gegenstände besitzen bei  der durch die Zusammensetzung .bedingten  Festigkeit gute Zähigkeit. In manchen Fällen  ist jedoch eine höhere Zähigkeit erwünscht, die  mit der Natur dieses verschleissfesten Stahles  nicht zu vereinen ist.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein Ver  fahren zur Herstellung von Gegenständen,      deren Oberfläche verschleissfest ist, und deren  gern sich durch hohe Zähigkeit auszeichnet.  Man geht dabei von einem Werkstück aus  weichem Stahl aus, der mindestens einen       Doppelkarbidbildner    in einer Höhe von min  destens 0,6 % enthält; und führt in dieses  auf dem Wege der Einsatzhärtung so lange  Kohlenstoff ein, bis sich an der Oberfläche       eutektoide    Zusammensetzung eingestellt hat.  Hierauf wird das Stück zwecks Regenerierung  des Kernes normalisiert, das heisst kurze Zeit  dicht über dem obern Haltepunkt des Aus  gangsmaterials geglüht und dann so abge  kühlt, dass     lamellar-perlitisches    Gefüge ent  steht.  



  Der Ausgangswerkstoff kann weicher  Stahl mit einem     Mangangehalt    von 0,6 bis       0,8        %        sein,        der        zur        Ausbildung        des        lamellar-          perlitischen    Gefüges an ruhiger Luft abge  kühlt wird.

   Man kann aber auch einen  schwach mit Chrom, Wolfram,     Molybdän     oder     Vanadin    legierten Stahl verwenden, der       0,5        bis        0,7        %        Mn        enthält        und        dessen        Gehalt     an sonstigen     Doppelkarbidbildnern    -bis zu       0,

  5        %        ausmacht.        Es        hat        sich        ferner        als     zweckmässig erwiesen, den     Siliziumgehalt     höher als 0,30 0% zu halten, so dass er 0,35  bis 0,80 % beträgt.. Die Eigenschaften des  Werkstoffes können weiter verbessert werden,  wenn man ihm Nickel bis zu 3 % oder       Kupfer        bis        zu        1,5        %        hinzulegiert.     



  Man wird also die Zusammensetzung des  Ausgangsmaterials so abstimmen, dass sich  beim Zementieren ein     Eutektoid    ergibt, dessen       Zementit    bei     lamellarer    Ausbildung die für  den hohen Verschleisswiderstand massgebende  Zusammensetzung besitzt. Versuche haben  ergeben, dass der Verschleisswiderstand der  gemäss der Erfindung hergestellten abnutzungs  beständigen     Oberflächen    mindestens ebenso  hoch ist, wie der eines in Wasser abge  schreckten verschleissfesten Stahles mit  160     kg/mm2    Festigkeit.  



  Nach dem den Gegenstand der     Erfindung     bildenden Verfahren lassen sich Werkstücke  herstellen, bei denen es darauf ankommt,  eine verschleissfeste Oberfläche zu schaffen,  während in dem Kern des Werkstückes eine    hohe Zähigkeit erhalten bleibt. Das Verfahren  lässt sich daher mit besonderem Vorteil ver  wenden bei Zahnrädern, hochbeanspruchten  Maschinenteilen, wie Spindeln, Zapfen, Lauf  flächen, Laufrädern für Winden und Krane,  Teilen für den Automobil-, Motor- und Fahr  radbau usw.  



  Die gemäss der Erfindung hergestellten  Werkstücke mit verschleissfester Oberfläche  haben gegenüber den bisherigen einsatzge  härteten Gegenständen erhebliche Vorteile.  Sie sind einmal wesentlich einfacher herzu  stellen, weil sich das zur Erzielung verschleiss  fester Oberflächen bisher für notwendig ei-  achtete Abschrecken erübrigt, zu andern sind  sie auch, eben weil nicht gehärtet und damit  mit Härterissen nicht gerechnet zu werden  braucht, im Betrieb erheblich sicherer. Über  dies treten keine     Verziehungen    auf. Die  Oberfläche ist nicht spröde und lässt sich gut  bearbeiten. Die Werkstücke sind gegen     Stoss-          und    Schlagbeanspruchung in hohem Masse  sicher.  



  Ein besonderer Vorteil des-Verfahrens ist  weiter darin zu erblicken, dass bei im Ver  gleich zu den üblichen Einsatzstählen höheren  Gehalten an Mangan beziehungsweise     doppel-          karbidbildenden    Elementen die     Kohlungsge-          schwindigkeit    erhöht werden kann. Infolge  dessen kommt man dann mit geringerer       Zementationsdauer    aus als bei der normalen  Einsatzhärtung. Ein hoher Gehalt an     doppel-          karbidbildenden    Elementen begünstigt ausser  dem die Entstehung eines für die Güte der  zementierten Gegenstände wesentlichen all  mählichen Überganges von den hohen Kohlen  stoffgehalten des Randes zu den niedrigeren  des Kerns.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Gegen ständen, deren Oberfläche verschleissfest und deren gern zähe ist, dadurch gekennzeichnet, dass Gegenstände aus weichem Stahl, der mindestens einen Doppelkarbidbildner in einer Höhe von mindestens 0,6 % enthält, auf dem Wege der Einsatzhärtung so lange gekohlt werden, bis ihre Oberflächen eutektoide Zu- sammensetzung erhalten,

   und anschliessend einer kurzen Glühung dicht über dem obern Haltepunkt des Ausgangsmaterials unter worfen und dann so abgekühlt werden, dass lamellar-perlitisches Gefüge entsteht. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der weiche Stahl 0,6 bis 0,8 % Mangan als Doppelkarbid- bildner enthält. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der weiche Stahl 0,5 bis 0,7 % Mangan und bis 0,5 % wei- tere Doppelkarbidbildner enthält. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des geglühten Werkstückes an ruhiger Luft erfolgt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangswerk stoff gewählt wird, dessen Siliziumgehalt 0,35 bis 0,80 % beträgt. 5. Verfahren nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch Verwendung eines Aus gangswerkstoffes mit einem Nickelgehalt bis zu 3 %. 6. Verfahren nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch Verwendung eines Aus gangswerkstoffes mit einem Kupfergehalt bis zu 1,5<B>170-</B> <B>7.</B> Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Akühlung des geglühten Werkstückes an ruhiger Luft erfolgt. B.

   Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des geglühten Werkstückes an ruhiger Luft erfolgt. 9. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangswerk stoff gewählt wird, dessen Siliziumgehalt 0,35 bis 0,80 % beträgt. 10. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangswerk stoff gewählt wird, dessen Siliziumgehalt 0,35 bis 0,80 % beträgt. 11.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, gekenn zeichnet durch Verwendung eines Aus gangswerkstoffes mit einem Nickelgehalt bis zu 3 %. 12. Verfahren nach Unteranspruch 2, gekenn zeichnet durch Verwendung eines Aus gangswerkstoffes mit einem Nickelgehalt bis zu 3 %. 13. Verfahren nach Unteranspruch 1, gekenn zeichnet durch Verwendung eines Aus gangswerkstoffes mit einem Kupfergehalt bis zu 1,5 0/0. 14. Verfahren nach Unteranspruch 2, gekenn zeichnet durch Verwendung eines Aus gangswerkstoffes mit einem Kupfergehalt bis zu 1,5 %.