DD231950A3 - Verfahren zur herstellung hochfester normteile aus kaltstauchstahl - Google Patents

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DD231950A3
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Karl-Heinz Lerche
Heinz Klaas
Johannes Steiniger
Horst-Werner Nitschke
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Florin Stahl Walzwerk
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine spezielle Herstellungstechnologie fuer Normteile erhoehter Festigkeit, wobei der Walzdraht aus der Verformungswaerme durch gesteuerte Abkuehlung thermisch vorverfestigt und durch eine nachgeschaltete, auf die nach dem Walzen erreichte Festigkeit abgestimmte Kaltumformung eine solche Verfestigung erhaelt, dass die Normteile nach dem Stauchen standardgerechte fuer hoehere festigkeitsansprueche ohne die sonst uebliche Schlussverguetung erfuellen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein spezielles technologisches Verfahren zur Herstellung hochfester Normteile aus Kaltstauchstahl. Mit diesem Verfahren können Normteile für höhere Festigkeitsklassen hergestellt werden, deren mechanische Eigenschaften den geltenden Standards für vergütete Normteile entsprechen.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, hochfeste Normteile aus un- oder niedriglegierten Stählen herzustellen, wobei das Halbzeug in folgenden Verfahrensschritten zum Endprodukt verarbeitet wird.
— Walzen
— Kaltziehen (im Zustand „kaltgezogen" oder kaltgezogen — geglüht — kaltgezogen)
— kaltpressen oder kaltstauchen
— wärmebehandeln (Härten und Anlassen)
Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß es neben einem hohen technischen und technologischen Aufwand für die Verformung auch einen hohen Energieeinsatz bei der Wärmebehandlung erfordert, um die hohe Endfestigkeit zu erreichen. Um die abschließende Wärmebehandlung einzusparen und dennoch die hohe Endfestigkeit zu erreichen ist es weiterhin bekannt bei der Kaltumformung des Walzdrahtes Umformgrade von 50-60% anzuwenden, was einem 3—4maligen Kaltziehen entspricht. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß neben einem hohen Zeitaufwand durch die extram hohen Kaltumformgrade jede Form der Materialinhomogenität im Bereich der Oberfläche zu Oberflächenfehlern führt. Das heißt, daß zur Erreichung der erforderlichen hohen Oberflächengüte ein überdurchschnittlicher Bearbeitungs- und Prüfaufwand am zu bearbeitendem Halbzeug erforderlich ist.
Außerdem ist es bekannt. Bolzen höherer Festigkeit in der Weise herzustellen, daß in einem Walzdraht durch gesteuerte Abkühlung aus der Walzhitze in der Randzone ein zwei- bis dreischichtiges Gefüge aus angelassenem Martensit gebildet wird, wobei auf die Verfahrensschritte „Wärmebehandeln" und „Kaltumformen" verzichtet wird. Auch dieses Verfahren weist beim großtechnischen Einsatz Nachteile auf, weil einerseits der Verfahrensschritt „Kaltziehen" zur Erreichung einer hohen Oberflächengüte und Einhaltung engster Maßtoleranzen unbedingt erforderlich ist, insbesondere fürSch rauben mit Dehnschaft trifft dies zu. Andererseits werden durch eine Kaltverformung mit geringen Umformgraden die Staucheigenschaften des Halbzeugs günstig beeinflußt. Außerdem müßte beim Verzicht auf den Verfahrensschritt „Kaltziehen" der Walzdraht aus der Walzhitze sehr stark abgekühlt werden, wobei bei diesen niedrigen Temperaturen das Haspeln des Walzdrahtes zu Ringen mit größerem Durchmesser nur schwer beherrschbar ist.
Ziel der Erfindung
Die Erfindung bezweckt ein Verfahren zur Herstellung von hochfesten Normteilen zu schaffen, das es gestattet, auf den Verfahrensschritt der Schlußvergütung zu verzichten und damit gleichzeitig den anlagentechnischen und energetischen Aufwand in der Normteilindustrie zu senken.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde bei einem Verfahren zur Herstellung hochfester Normteile durch eine auf die Stahlzusammensetzung abgestimmte Kombination von gesteuerter Abkühlung aus der Walzhitze und einer nachgeschalteten Kaltumformung durch Ziehen dem Kaltstauchstahl neben einer guten Kaltumformbarkeit hohen Oberflächengüte und Maßhaltigkeit, eine zur Erreichung der Endfestigkeit ausreichende Vorverfestigung für den nachfolgenden Stauchprozeß zu geben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt unterhalb der eutektoiden Zusammensetzung mit geringen Gehalten an Mangan, Chrom und ggf. Bor aus der Walzhitze an seiner Oberfläche bis unter die Ms-Temperatur abgekühlt, zu Ringen gehaspelt, der in der Randzone gebildete Martensit durch die Kernwärme angelassen, anschließend durch Kaltziehen mit Umformgraden zwischen 10 und 20% verformt und durch Kaltstauchen zu Normteilen verarbeitet wird.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Normteile aus Kaltstauchstahl weisen mechanische Eigenschaften auf, die den in den gültigen Standards festgelegten Werten für höherfeste Normteile entsprechen.
Ausführungsbeispiel
Die erfindungsgemäße Stahlbehandlung erfolgte an zwei niedriglegierten untereutektoiden Vergütungsstählen auf der Basis Mn-B und Cr-B, die zu Außensechskantschrauben der Abmessung M12 verarbeitet wurden. Vergleichsmaterial ist ein sonst üblicherweise eingesetzter niedriggekohlter Mn-B-Stahl, der nach dem Stauchen auf die erforderliche Festigkeit vergütet wurde.
Erfindungs- Chemische Analyse Festigkeit nach dem Walzen
gemäßerStahl C Mn Cr B Rm Rp0,2 Z A5
% % % % MPa MPa % %
1 0,35 1,14 0,23 0,006 700 420 58 28
2 0,37 0,53 0,27 0,005 780 500 67 23 Vergleichsstahl 0,17 1,27 0,14 0,005 520 340 68 30
Erfindungsgemäßer Stahl
MPa
Festigkeit nach dem Stauchen RpO,2 Z A5
MPa % %
Festigkeit nach dem Vergüten Rm Rp0,2 A5
MPa MPa %
1 810 690 52 14,5 —
2 860 740 66 14,1 — — —
Vergleichsstahl — — — — mind. mind. mind.
800 640 12

Claims (1)

  1. Erfindungsanspruch:
    1. Verfahren zur Herstellung hochfester Normteile aus Kaltstauchstahl, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt unterhalb der eutektoiden Zusammensetzung mit geringen Gehalten an Mangan, Chrom und ggf. Bor.aus der Walzhitze an seiner Oberfläche bis unter die Ms-Temperatur abgekühlt, zu Ringen gehaspelt, der in der Randzone gebildete Martensit durch die Kernwärme angelassen, anschließend durch Kaltziehen mit Umformgraden zwischen 10 und 20% verformt und durch Kaltstauchen zu Normteilen verarbeitet wird.
DD25470783A 1983-09-09 1983-09-09 Verfahren zur herstellung hochfester normteile aus kaltstauchstahl DD231950A3 (de)

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