Verfahren zur Herstellung kaltverformter Gegenstände aus Eisen, Stahl und deren Legierungen. Bei -der Herstellung von Stahldrähten geht man in ,der Regel vom Walzdraht aus, den man in einem oder mehreren Zügen auf die gewünschte Drahtstärke herunterzieht. Da bei ,dem Ziehen die Gefahr einer zu grossen Härtesteigerung durch Kaltverfor mung und damit des Reissens der Drähte auftritt, hat man den Werkstoff vor dem Ziehen und auch zwischen den einzelnen Zü gen warm behandelt.
Als Warmbehandlung ist bisher allgemein das sogenannte Paten tieren der Drähte bekannt, das ist eine Er hitzung der Drähte auf etwas über den Ac:t- Punkt, der je nach dem Kohlenstoffgehalt bei einer Temperatur zwischen 900- und etwa<B>700'</B> C liegt, und eine anschliessende Abschreckung im Bleibad auf eine Tempe ratur von etwa<B>500'</B> C.
Bei dieser Warm behandlung ergibt sieh. ein sorbitisohes Ge füge mit kleinster Nornaufteilung. Dadurch nämlich, dass man mit der Erhitzung nur etwas über den Ac3-Punkt geht, kommt man in das sogenannte Normalisiei-ungsgebiet, in ,dem die Werkstoffe feinkörnige Struktur annehmen.
Ausgedehnte Versuche haben nun er geben, dass das kleine Ausgangsgefüge für Draht, der auf .geringere Querschnitte her untergezogen oder gewalzt werden soll, des halb von ungünstigem Einfluss auf den. Zieh prozess und die Güte des Werkstoffes ist, weil die einzelnen Körner nur auf eine ganz bestimmte Länge verformt werden können und dann abreissen.
Es hat sich gezeigt, dass diejenigen Drähte die besten Güteeigenschaften auf weisen, deren Gefüge langfaserig ist. Ein solches langfaseriges Endgefüge aber ist nur dann zu erzielen, wenn von einem grossen Korn ausgegangen wird. Der grobkörnige Ausgangswerkstoff erlaubt weitgehendste querschnittsverminderung, d. h. grosse Kalt- verformung und bringt daher neben andern Vorteilen auch wesentliche betriebliche Er sparnisse.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung kaltver formter Gegenstände aus Eisen, Stahl und deren Legierungen, welches dadurch gekenn zeichnet ist, dass der Werkstoff vor seiner Kaltverformung zur Erzielung eines grob körnigen Gefüges schnell auf eine minde stens<B>60'</B> C über dem .4c3-Umwandlungs- punkt des Werkstoffes liegende Temperatur erhitzt, alsdann rasch auf eine unter<B>720'</B> C liegende Temperatur abgekühlt wird, diese Abkühlung aber zwecks Vermeidung von grosser Härte und von innern Spannungen in zwei Stufen erfolgt,
wobei die erste Stufe oberhalb<B>720'</B> C liebot und die zweite Stufe durch Abschrecken in einem Bad erreicht ,wird.
Auf der Zeichnung ist beispielsweise ein vereinfachtes Eisen-Kohlenstoff-Diagramm. dargestellt, in welchem drei Temperatur gebiete, mit I, 1I und III bezeichnet, einge tragen sind. Es bedeuten die Linien G-S, S-E, P-S etc. bekannte Zustandsänderun gen im System Eisen-Kohlenstoff. Mit I ist' das mindestens<B>60'</B> C über dem Ac3-Um- wandlungspunkt liegende Temperaturgebiet, mit 1I das erste,
oberhalb<B>720'</B> C liegende und mit III das zweite, unterhalb<B>720'</B> C liegende Temperaturgebiet der Abkühlung bezeichnet.
Zur Erzielung eines möglichst grobkör nigen Gefüges wird das kaltzuverformende Gut je nach -dem Kohlenstoffgehalt und dem Querschnitt schnell .auf eine im Gebiete I liegende Temperatur, d. h. auf eine zwischen 800 und<B>1300'</B> C liegende Temperatur ge bracht.
Bei dieser Temperatur befindet sich dann der gesamte Kohlenstoff in fester Lö sung, vor allem aber erhält der Werkstoff hier ein besonders .grobkörniges Gefüge. Aus dem Gebiet I wird der Werkstoff dann auf eine innerhalb des Gebietes 1I liegende Temperatur rasch abgekühlt und schliesslich in einem Blei-, Luft-, Salz-, Ü1-, Tran-, Petroleum-, Talg-, ,sauren oder alkalischen Bade, auf eine im Gebiete III, d. h. unter halb<B>720'</B> C liegende Temperatur abge schreckt und auf Raumtemperatur gebracht.
Die Temperaturführung ist dabei stets so zu handhaben, dass ein Gefüge möglichst grober Struktur .erzielt wird.
<I>Beispiel 1:</I> Geht man von einem Stahl mit 0,5 Kohlenstoff aus, so wird dieser zweckmässig auf eine Temperatur von etwa<B>1100'</B> C er hitzt, hierauf rasch auf eine im Gebiete II liegende Temperatur von etwa <B>850'</B> C abge kühlt und alsdann auf eine im Gebiete III sich befindende Temperatur von etwa 500 C abgeschreckt, um hierauf auf Raumtempe ratur .gebracht zu werden.
<I>Beispiel 2:</I> Beträgt der Kohlenstoffgehalt des Stahls 0,8%, so ist die Erhitzung auf 1100 C zweckmässig, mit anschliessender Abkühlung auf<B>780'</B> und Absehreckung auf<B>500'</B> C.
Die abgestufte Abkühlung hat folgenden Einfluss. Um die Gefügestruktur, die die Eisen-Kohlenstoff-Legierung bei einer be stimmten Temperatur angenommen hat, fest zuhalten, muss die Legierung so weit abge schreckt werden, dass, die Temperatur in einem Gebiete liegt, in welchem eine Ge fügeänderung nicht mehr auftritt. Da in vorliegendem Falle sehr hohe Ausgangs temperaturen einzuhalten sind, würde mann ohne Zwischentemperatur \ein zu spannungs reiches und zu hartes Material erhalten, das nicht oder nur schlecht zu ziehen ist.
Es hat sich gezeigt, dass die Glühtempe- ratur möglichst rasch gesteigert werden muss. Es scheint so, als ob dadurch ein restloses in Lösung gehen der Karbide eher erreicht würde als sonst.
Das Verfahren hat über haupt den Vorzug, dass ungelöst gebliebene Zementitlamellen aus einer vorhergehenden Warmbehandlung nicht mehr im Werkstoffe sind, wodurch auch während der Ab schreckung im Gebiete III des Eisen- Kohlenstoff-Diagrammes jede Anlagerung von Z ementit an solche testierende alte Zementitlamellen unterbleibt.
Auch ist fest gestellt worden, dass die Verteilung der Korngrenzensubstanz bei einer Warmbe handlung gemäss der Erfindung günstiger ist als bei der bisher üblichen. Durch das rasche Anstei,gem der Glühtemperatur bleibt nämlich der alten Korngrenzen- substa,nz keine Zeit, sich an den neuen Korn grenzen abzuscheiden, sondern sie scheidet sich in unschädlicher Weise intrakristallin ab.
Insgesamt haben sich bei der Anwen dung des Verfahrens der vorliegenden Er findung ausserordentliche Vorteile erwiesen. Einer der wesentlichsten ist, dass man bei spielsweise Drähte einer weit grösseren Kalt verformung bei gleicher Endfestigkeit unter ziehen und die Zahl der Warmbehandlungen auf ein Mindestmass herabdrücken kann. Die bisher üblichen Werte der Gütevor schriften für Draht, insbesondere die Werte bezüglich der Torsionen, Wechseltorsionen und Biegungen können bei Anwendung des Verfahrens gemäss,
der Erfindung zum Teil bis zu 100ö überschritten werden.
Da.s neue Verfahren hat sich nun nicht nur bei der Herstellung von Draht als be sonders brauchbar erwiesen, es lässt sich mit grösstem Vorteil, vielmehr überall da an- @venden, wo Werkstoffe aus Eisen, Stahl und deren Legierungen kalt zu verformen sind, wie beispielsweise bei der Herstellung von Blechen, Röhren, Bändern, Stangen oder dergleichen.
Wenn man diese kaltverformten Gegen stände bisher warm behandelte, so handelte es sich dabei auch immer wieder nur um eine Zwischenglühung unter dem .4c,-Punkt oder um ein Normalisierungsglühen zum Zwecke, eine vorangegangene Verfestigung vor üer nächsten Kaltbehandlung zu beseiti gen. Durch die Glühung unter dem -.cl- Pun#:
t oder durch die Normalisiernngs- glühung erzielte man nur kleinkörnige Ge füge. Demgegenüber ist das Gefüge der wie vorstehend behandelten Gegenstände grob körnig und weil festgestellt wurde, ,dass ein Werkstoff mit grobem Korn eine grössere Querschnittsverminderung bei gleicher End- festigkeit zulässt, erweist sich die Anwen dung des neuen Verfahrens auf die Behand lung aller kaltzuverformender Werkstoffe aus Eisen,
Stahl und -deren Legierungen als ausserordentlich fortschrittlich.
Es zeigt sich insbesondere, dass die über- eutektoiden und legierten Eisensorten, wenn sie wie beschrieben behandelt werden, eine sehr gleichmässige Verteilung des Kohlen stoffes respektive der gesamten Legierungs- bestandteile erfahren.
Die Grobkarbidbil- dung, die bei den früheren Warmbehandlun gen teilweise zur Unbrauchbarkeit des Werk stoffes führte, wird durch das neue Verfah ren unterbunden. Ebenso kann durch eine einmalige Warmbehandlung bei . über eutektoiden Werkstoffen eine völlige Zer störung des Zementitnetzes erzielt werden.
Man kann die Warmbehandlung auch noch dadurch ergänzen, dass. man den Werk stoff bei .einer Temperatur unter dem. Ac,- Punkt des Werkstoffes glüht, um ihn wei cher und für weitere Kaltverformung noch brauchbarer zu machen.
Die Warmbehandlung kann, wenn die Verformung der Werkstoffe sich in Stufen abspielt, ein oder mehrere Male wiederholt werden. Es können die fertig kaItverform- ten Gegenstände auch wie bei den bisher zur Anwendung gelangenden Verfahren noch einer Glühung im a- oder y-Gebiete unter zogen werden. Dabei werden diejenigen Glühtemperaturen eingehalten, die beim "Normalisieren" bis anhin üblich waren.
Wenn man im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm Temperaturen einhält, die nur wenige Grade oberhalb der G-8 Linie liegen, dann be findet man sich zwar im 7-Gebiete aber in einem so nahe an der Umwandlungsgrenze befindlichen Temperaturgebiete, dass die Le- gierung eine feinkörnige Struktur erhält.
Nur wenn das y-Gebiet I eingehalten wird, d. h. wenn man mindestens 6.0 C über .die G-<B>8</B> Linie hinausgeht, erhält man ,das ge wünschte grobkörnige Gefüge. Sollen die Gegenstände eine bestimmte Zieh- oder Walzhärte habe, so kann der Zieh- oder Walzprozess je nach der gewünschten Härte entsprechend früh unterbrochen werden.