CH377168A - Verfahren zur Nitrierung von Gegenständen aus Stahl - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Nitrierung    von Gegenständen aus Stahl    Die vorliegend-. Erfindung bezieht sich auf ein  Verfahren zur     Nitrierung    von Gegenständen aus Stahl.  



  Es ist bekannt,     dass    eine     Nitrierung    der Flächen  eines Gegenstandes aus Stahl eine bedeutende Steige  rung der Härte der genannten Flächen mit sich führt.  Die nitrierte Schicht bekommt jedoch an sich eine  äusserst dünne Oberflächenschicht (die     sogenannte     weisse Schicht), die grosse Sprödheit aufweist und  leicht abblättert, wenn die Fläche Verschleiss aus  gesetzt wird.  



  Noch ernster sind jedoch die auch in der weissen  Schicht enthaltenen und beim Nitrieren gebildeten       Karbonitride,    die in einer bedeutend grösseren Tiefe,  die oft die Hälfte der gesamten     Nitrierungstiefe    er  reicht, vorkommen. Die     Karbonitride    haben stark       versprödende    Wirkung auf die nitrierte Schicht, da  sie sich durch die Art der Bildung, die Umwandlung  von Karbiden in     Karbonitride,    gewöhnlich in den  Korngrenzen des Stahles sammeln und eine Steige  rung des Volumens der Ursprungskarbide mit sich  führen.

   Bei dem Vergüten, dem ein     Nitrierstahl    nor  malerweise unterworfen wird, werden nämlich die  Karbide zu einem bedeutenden Teil in den Korngren  zen ausgeschieden, ein Umstand, der um so markanter  wird,<B>je</B> höher die angewandte     Anlasstemperatur    ist.  



  Der     zuletztgenannte    Nachteil kann vermieden  werden, wenn die Fläche oder die Flächen, die  nitriert werden sollen, dadurch von Karbiden befreit  werden,     dass    sie vor dem Nitrieren einer     Ent-          kohlung    oder Härtung unterworfen werden. Das Ver  fahren ist auch als     Vorbehandlung    zum Nitrieren von  Stahl in beispielsweise normalisiertem oder gewalztem  (nicht     wärmebehandeltern)    Zustand vorteilhaft.  



  <B>Oft</B> ist es vorzuziehen, die Karbide durch eine       flärtung    zu entfernen. Eine Härtung ist weniger zeit  raubend als ein     Entkohlungsprozess,    der ausserdem    dazu führen kann,     dass    sorgfältig bearbeitete Flä  chen zerstört werden.  



  Das Härten     lässt    jedoch keine nachfolgende Be  arbeitung der Gegenstände zu, und oftmals kann es  infolge der Gefahr von     Harteverzug,    Massverände  rungen durch Volumensteigerung     usw.    unzweckmässig  sein,     e-inen    fertigbearbeiteten Gegenstand zu härten.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt die, Schaf  fung einer Verfahrensweise, die ermöglicht,     dass    das       Oberflächennitrieren    ohne     Entkohlung,    der Flächen  des Gegenstandes, ohne     Karbonitridbildung    und ohne  nennenswerte Massänderungen infolge der Wärme  behandlung durchgeführt werden kann.  



  Nach der Erfindung erreicht man das dadurch,       dass    der zu nitrierende Gegenstand auf das endgültige  Mass bearbeitet und einer Induktionshärtung oder       Flammhärtung    bis zu einer Tiefe ausgesetzt wird,  die von gleicher Grössenordnung wie die gewünschte       Nitriertiefe    ist, wonach das Nitrieren beispielsweise  im Vakuumofen in Glimmatmosphäre vorgenommen  wird.  



  Durch Vornahme einer Induktionshärtung (oder       Flammhärtung)    mit     darauffolgender        Nitrierung    er  hält man im Vergleich zu blosser     Nitrierung    eine  bedeutend bessere     Nitriertiefe    und grössere Ober  flächenhärte. Die Erfindung eröffnet auch Möglich  keiten zur     Nitrierung    von gewissen,     nitridbildende     Legierungselemente enthaltenden Stahltypen, wel  chen Stählen früher durch     Nitrierung    keine bedeutend  grössere Härte gegeben werden konnte, weil das       nitridbildende    Element chemisch als Karbid gebunden  war.

   Demzufolge wurde ein vergüteter     Mn-Mo-Stahl     bei<B>5200</B> nitriert, wobei die Oberflächenhärte nur  400 H, blieb, während der gleiche Stahl nach Induk  tionshärtung durch Nitrieren unter den gleichen Be  dingungen wie früher eine Oberflächenhärte von  <B>680</B> H, erhielt.      Die Erfindung wird nachstehend durch Angabe  zweier Beispiele näher beschrieben.  



  <I>Beispiel<B>1</B></I>  Eine Welle aus Stahl mit einer Länge von  <B>100</B> mm und einem Durchmesser von<B>15</B> mm mit  folgender Analyse<B>C 0,30,</B>     Cr   <B>25,</B> Ni<B>0,5,</B> Mo<B>0,3</B>  und V<B>0,25</B> wurde einem herkömmlichen Anlassen  (Härtetemperatur<B>9000 C</B> und     Anlasstemperatur     <B>6500C)</B> unterworfen. Während der Wärmebehand  lung warf sich die Welle etwas. Die Verformung  wurde durch Abdrehen auf einen Durchmesser von  14 mm eliminiert. Die Welle wurde dann durch     Hoch-          frequenzerhitzung    bei einer Periodenzahl von 400<B>000</B>  und Abkühlung in Wasser einer Induktionshärtung  ausgesetzt.

   Die Oberflächenhärte wurde 480 H, und  eine- Schicht von<B>0,6</B> mm Dicke bekam     martensitische     Struktur.  



  Nach dem Schleifen der Welle wurde sie wäh  rend<B>8</B> Stunden bei einer Temperatur von<B>5200 C</B>  im Vakuumofen einer     Glimmnitrierung    unterworfen.  Die Oberflächenhärte wurde<B>1100</B> H, und die     Nitrie-          rungstiefe    etwa 0,4 mm. Der Verlauf der     Nitrierungs-          kurve    wird im beigefügten     Diagranun    als Kurve<B>1</B>  wiedergegeben. Die entsprechende Kurve für eine  vergütete und nitrierte Welle ohne dazwischenlie  gende Induktionshärtung ist als Kurve<B>21</B> auch ein  gezeichnet worden. Die Vorteile mit der Induktions  härtung mit     darauffolgender        Nitrierung    sind klar  ersichtlich.  



  <I>Beispiel 2</I>  Ein 4 mm dickes Zahnrad aus Stahl mit einem  Durchmesser von<B>37</B> mm und mit der Analyse    <B>C 0,35,</B>     Cr   <B>1,1,</B> Mo<B>0,25</B> und<B>AI 1,1</B> wurde mit       85011   <B><I>C</I></B> Härtetemperatur und 620u<B>C</B>     Anlasstemperatur     einer herkömmlichen Vergütung unterworfen. Das  Zahnrad wurde dann durch     Hochfrequenzerhitzung     bei einer Periodenzahl von 400<B>000</B> und Abkühlung  im Wasser einer Induktionshärtung ausgesetzt. Die  Oberflächenhärte wurde etwa<B>500 R,</B> und eine  Schicht von<B>0,6</B> mm Dicke bekam     martensitische     Struktur.  



  Das Zahnrad wurde dann einer     Beizung    unter  worfen, wodurch die Fläche     oxydfrei    wurde. Danach  wurde während<B>8</B> Stunden bei einer Temperatur von       52011   <B>C</B> im Vakuumofen eine     Glimmnitrierung    aus  geführt. Die Oberflächenhärte wurde<B>1370</B> H, und  die     Nitrierungstiefe    etwa<B>0,35</B> mm.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Verfahren zur Nitrierung von Gegenständen aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass der zu nitrie rende Gegenstand auf fertiges Mass bearbeitet und einer Induktionshärtung oder Flanunhärtung auf eine Tiefe ausgesetzt wird, die von gleicher Grössenord nung wie die gewünschte Nitriertiefe ist, wonach das Nitrieren vorgenommen wird. <B>UNTERANSPRUCH</B> Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Nitrieren im Vakuv.mofen unter Glimmatmosphäre erfolgt.