CH615948A5

CH615948A5 -

Info

Publication number: CH615948A5
Application number: CH263075A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Kieferle
Original assignee: Hawera Probst Kg Hartmetall
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1975-03-03
Publication date: 1980-02-29
Also published as: BR7501562A; FR2264889A1; DD116264A5; CA1052669A; ATA200775A; AT347993B; IT1034237B; US4006042A; NL7503114A; AU7913475A; JPS50131805A; FR2264889B1; ES435749A1; GB1489106A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten von Werkstücken aus Stahl, bei dem die Werkstücke in einem Gemisch aus Luft und Propan auf Austenitisierungstemperatur erhitzt und anschliessend abgeschreckt werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei einem bekannten Aufkohlungsverfahren werden die Werkstücke in einem Gemisch aus ungereinigter Luft und Propan aufgekohlt. Bei derart aufgekohlten Werkstücken wird üblicherweise eine sogenannte gestufte Härtung durchgeführt. Dabei lässt man die Werkstücke nach dem Aufkohlen auf Raumtemperatur abkühlen, erhitzt sie anschliessend wieder auf Austenitisierungstemperatur, bei der sie so lange gehalten werden, bis das Gefüge voll umgewandelt ist, und schreckt anschliessend in einem Öl- oder Warmbad ab. Schliesslich muss, um den bei der gestuften Härtung auftretenden Rest-austenit zu beseitigen, das Werkstück angelassen werden. Die gestufte Härtung ist ausserordentlich zeitaufwendig, umständlich und teuer. Es sind mehrere Arbeitsschritte und mehrere Durchgänge erforderlich, um die Werkstücke so zu behandeln, dass sie die gewünschte Härte aufweisen. Für das an das Aufkohlen anschliessende Härten sind aufwendige Apparaturen erforderlich, so zum Austenitisieren ein Neutralbad und zum Abschrecken ein Warm- oder Ölbad. Derartige Bäder sind teuer im Unterhalt und benötigen einen erheblichen Raum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gewünschte Härte der Werkstücke in kürzerer Zeit zu erreichen, als es mit den bekannten Verfahren möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemässe Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zum Erhitzen auf Austenitisierungstemperatur im Gasgemisch von Schmutzteilchen gereinigte Luft verwendet wird, die nur noch aus den Elementen Sauerstoff und Stickstoff sowie deren Verbindungen untereinander besteht, wobei der Taupunkt des Gasgemisches auf einen Bereich zwischen -4°C und -7°C eingestellt wird, und dass die Werkstücke anschliessend ebenfalls in diesem Gasgemisch abgeschreckt werden.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können die Werkstücke in einem einzigen Durchgang und in einer einzigen Anlage wärmebehandelt und gehärtet werden, weil sie in dem Gasgemisch auf Austenitisierungstemperatur erhitzt und unmittelbar anschliessend durch das gleiche Gasgemisch abgeschreckt werden. Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren gehärteten Werkstücke sind so wärmebehandelt, dass eine Nachbehandlung, wie Vergüten o. dgl., nicht mehr notwendig ist. Da die Werkstücke in dem Gasgemisch abgeschreckt werden, sind keine besonderen Härtebildner, wie Öl-, Wasseroder Warmbäder notwendig, so dass die für das erfindungsgemässe Verfahren erforderliche Vorrichtung einfach im Aufbau und im Vergleich zu den bei den bisher üblichen Verfahren benötigten Vorrichtungen wesentlich billiger in der Anschaffung ist.

Da die Gasgemischkomponente Sauerstoff und Stickstoff aus gereinigter Luft verwendet wird, liegen diese beiden Elemente in einem ganz bestimmten Verhältnis zueinander vor, nämlich so, wie sie auch in der Luft vorhanden sind. Das ist ein grosser Vorteil, da Luft jederzeit und in grossen Mengen zur Verfügung steht. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann ein Oberflächenhärten, ein Kernhärten und ein Kernhärten mit gleichzeitigem Oberflächenhärten durchgeführt werden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen Ofen und einen anschliessenden, vorzugsweise als Kanal ausgebildeten Abkühlbereich, wobei im Ofen und im Abkühlbereich ein Förderer vorgesehen ist, dessen Geschwindigkeit vorzugsweise durch ein insbesondere stufenlos verstellbares Getriebe veränderbar ist und durch den die Förderbahn des Werkstückes innerhalb des Ofens bestimmt ist, in dessen Ofenraum mindestens eine Gasretorte vorgesehen ist.

Die zu härtenden Werkstücke werden mit dem Förderer durch den Ofen geführt. Der Ofen wird mit dem Gasgemisch aus gereinigter Luft und Propan beschickt, das im Ofen auf die entsprechende Austenitisierungstemperatur gebracht wird. Die Geschwindigkeit, mit der das zu härtende Gut den Ofen durchläuft, wird entsprechend der gewünschten Härte eingestellt. Im Ofen wird das Härtegut auf die Austenitisierungstemperatur erhitzt. Nach dem Verlassen des Ofens wird das Härtegut beim Eintritt in den Kühlbereich durch das gleiche Gasgemisch abgeschreckt. Mit dem stufenlos verstellbaren Getriebe kann die Fördergeschwindigkeit des Förderers genau an das Härtegut angepasst werden, so dass das Härtegut beim Austritt aus dem Abkühlkanal die gewünschte Härte aufweist.

s

10

IS

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

615 948

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtimg zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 in einem Diagramm den Härteverlauf über den Durchmesser eines kerngehärteten 34 CrNiMo 6-Stahles, und

Fig. 8 in einem Diagramm den Verlauf der Härte über den Durchmesser eines 34 CrNiMo 6-Stahles nach einer Kernhärtung in Verbindung mit einer Oberflächenhärtung.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, weist die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens als Förderer ein über deren ganze Länge sich erstreckendes, endlos umlaufendes Transportband 1 auf, auf dem die zu härtenden Werkstücke durch die Vorrichtung geführt werden. Die Bandgeschwindigkeit kann mit einem Wechselgetriebe 2, das am Anfang der Transportbahn vorgesehen ist, verändert werden. Das Transportband 1 durchläuft zunächst einen Ofen 3, in dessen Ofenraum 4 Heizspiralen 14 vorgesehen sind (Fig. 6). Im Ofenraum 4 ist oberhalb des Transportbandes 1 knapp unterhalb der Ofenraumdecke eine horizontal zum Transportband verlaufende Gasretorte 5 angeordnet, mit der das Gasgemisch in den Ofen 3 geführt wird. Die gereinigte Luft und das Propan werden in getrennten Leitungen 7 und 8 von Vorratsbehältern 20,21 zu einer Hauptleitung 6 geführt, die direkt mit der Gasretorte 5 verbunden ist. In dieser Hauptleitung 6 sitzt ein Gasdruckmanometer 9, an dem der jeweilige Gasdruck des einzuführenden Gasgemisches abgelesen werden kann. Die Menge der beiden Gasbestandteile und damit das Mischungsverhältnis lässt sich mit Durchflussmessern 10,11 kontrollieren. An den Ofen 3 schliesst der als Abkühlkanal 12 ausgebildete Kühlbereich an, in dem das Transportband 1 geführt ist und der etwa doppelt so lang ist wie der Ofen 3. Der Abkühlkanal 12 ist an seinem freien Ende offen, so dass die wärmebehandelten Werkstücke vom Transportband 1 in bereitgestellte Behälter am Ende der Bahn fallen können. Am Ende des Abkühlkanales 12 ist das Transportband 1 über eine Umlenkrolie 13 geführt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 hat die Gasretorte 5a einen horizontal verlaufenden Abschnitt 16, an den ein Endstück 17 anschliesst, das auf das den Ofenraum 4 durchlaufende Transportband 1 gerichtet ist. Dieses Endstück 17 kann mit dem horizontalen Abschnitt 16 der Gasretorte 5 a einen Winkel zwischen 1° und 45° einschliessen. Die Grösse des Winkels richtet sich nach der gewünschten Kohlenstoffkonzentration im Werkstück, nach dem Anteil des Propans im Gasgemisch, nach dem Gasdruck oder nach der Grösse des Werkstückes. Die Austrittsöffnung 18 der Gasretorte 5a hat nur geringen Abstand von dem auf dem Transportband 1 liegenden Werkstück. Infolge des gebogenen Endstückes 17 trifft das aus der Gasretorte 5 a austretende Gasgemisch unmittelbar auf die auf dem Transportband 1 durch den Ofenraum 4 geführten Werkstücke.

Je genauer das Endstück 17 der Gasretorte 5a in Richtung auf das im Ofenraum 4 liegende Werkstück gerichtet ist bzw. je geringer der Abstand zwischen der Austrittsöffnung 18 und der Werkstückoberfläche ist, um so intensiver kann das eingefahrene Gasgemisch mit dem Werkstück reagieren, so dass der

Anteil des Gasgemisches, der nicht mit dem Werkstück in Berührung kommt, auf ein Minimum herabgesetzt werden kann. Das Endstück 17 der Gasretorte 5a kann vorteilhaft über ein nicht dargestelltes Anschlusstück mit dem geraden Retortenabschnitt 16 verbunden sein, so dass je nach den gewünschten Verfahrensbedingungen verschieden abgebogene Endstücke 17 schnell an den Retortenabschnitt 16 angeschlossen werden können.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 bis 6 münden in den Ofenraum 4 zwei mit Abstand voneinander liegende Gasretorten 5b und 5b', die gleich lang sind und in einer gemeinsamen Horizontalebene liegen. Die Austrittsöffnungen 18b und 18b' der beiden Gasretorten 5b und 5b' liegen dabei in einer zur Längsachse des Transportbandes 1 etwa senkrechten Ebene. Infolge dieser Ausbildung und Anordnung der Gasretorten ist sichergestellt, dass das im Ofenraum 4 zu behandelnde Werkstück gleichmässig vom Gasgemisch umgeben wird. Die beiden Gasretorten 5b und 5b' liegen jeweils auf einer Seite des Transportbandes 1, vorzugsweise in gleicher Höhe mit diesem, und verlaufen parallel zu dessen Längsachse. Die Austrittsöffnungen 18b bzw. 18b' liegen auf der dem Transportband 1 zugewandten Seite der Gasretorten 5b bzw. 5b', so dass eine direkte Begasung der auf dem Transportband 1 liegenden Werkstücke möglich ist. Die Austrittsöffnungen 18b und 18b' können auch am Ende der Gasretorten 5b und 5 b7 vorgesehen sein, wobei die Enden der Gasretorten so abgeschrägt sind, dass das aus den Gasretorten austretende Gasgemisch direkt auf die Werkstücke trifft. Infolge des geringen Abstandes zwischen den Austrittsöffnungen 18b und 18b' und dem auf dem Transportband 1 liegenden Werkstück ist auch bei dieser Ausführungsform sichergestellt, dass nahezu das gesamte in den Ofenraum 4 eingefahrene Gasgemisch mit dem Werkstück in Berührung kommt. Für eine gleichmässige Begasung des Ofenraumes 4 ist es von Vorteil, wenn jede Gasretorte mehrere gegen das Transportband 1 gerichtete Austrittsöffnungen aufweist.

Es ist selbstverständlich auch möglich, die Gasretorten 5b und 5b' so auszubilden, dass die Endstücke 17b und 17b'

gegen das Transportband 1 gerichtet sind. Die beiden Gasretorten werden vorzugsweise durch eine gemeinsame Leitung 19 mit dem Gasgemisch versorgt. Die Werkstücke brauchen nicht auf dem Transportband zu liegen. So können Werkstücke, beispielsweise aus Verzugsgründen, auch hängend durch den Ofenraum geführt werden, wobei die erfindungsgemässe Vorrichtung ebenfalls eine maximale Ausnutzung des eingefahrenen Gasgemisches gewährleistet.

Infolge der Ausbildung der Gasretorte nach den Fig. 3-6 kann das zu behandelnde Werkstück direkt begast werden. Wegen des geringen Abstandes zwischen der Austrittsöffnung 18,18b, 18b' der Gasretorte 5a, 5b, 5b' und dem Werkstück kann nahezu die gesamte eingefahrene Gasmenge am Werkstück reagieren. Bei einem Aufkohlen kann sich dadurch bei gleichem Kohlenstoffpotential im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen mit Retorten, deren Austrittsöffnungen einen grossen Abstand vom Förderer haben, eine wesentlich höhere Kohlenstoffkonzentration im Werkstück bilden. Das Kohlenstoffpotential des eingefahrenen Gasgemisches kann daher geringer sein als bei Verwendung der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2. Da bei Verwendung der Vorrichtung nach den Fig. 3-6 zwischen der Austrittsöffnung 18,18b, 18b' der Gasretorte 5a, 5b, 5b' und der Werkstückoberfläche infolge des geringen Abstandes keine bei der Reaktion des Gasgemisches an der Werkstückoberfläche entstehende Kohlenmonoxid-schicht liegt, kann die Kohlenstoffkonzentration im Werkstück nicht verfälscht werden. Daher gibt die Kohlenstoffkonzentration im Werkstück einen genauen Aufschluss über die Gasatmosphäre, so dass eine bessere Regelung der Gasatmosphäre im Ofenraum 4 möglich ist. Der an den Ofen 3 anschliessende s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

615948

4

Abkühlbereich kann infolge der maximalen Ausnutzung des Kohlenstoffgehaltes des eingefahrenen Gasgemisches kürzer sein als der Abkühlbereich der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2, so dass die gesamte Vorrichtung geringere Stellfläche benötigt.

Um eine Kernhärtung durchzuführen, werden die Werkstücke, die bei diesem Ausführungsbeispiel aus 34 CrNiMo 6-Stahl mit einem Durchmesser von etwa 6 bis 10 mm bestehen, am Anfang der Vorrichtung auf das Transportband 1 gelegt. Die Geschwindigkeit, mit der die Werkstücke durch den Ofen 3 und den Abkühlkanal 12 geführt werden, richtet sich nach dem Werkstoff und der Gasmenge und beträgt im Ausführungsbeispiel 240 mm/min. Das Gasgemisch, das im Ausführungsbeispiel aus gereinigter Luft und Propan im Volumenverhältnis von 1:1 besteht, wird durch die Retorte 5, 5a, 5b, 5b' mit einem bestimmten Druck, der je nach der zu erzielenden Härte sowie der Ofengrösse zwischen etwa 30 und 70 mbar liegt, in den Ofen 3 eingeleitet. Im vorliegenden Beispiel wird ein Druck von 30 mbar gewählt. Die Luft ist so gereinigt, dass sie nur noch aus einem Gemisch von Sauerstoff und Stickstoff bzw. aus Verbindungen der beiden Elemente untereinander besteht. Der Reinheitsgrad der Luft beträgt etwa 20 ppm bei einem maximalen Durchmesser der Schmutzteilchen von etwa 3 u. Im Ausführungsbeispiel strömt das Gasgemisch vom Ofen 3 in den Abkühlkanal 12, bis auch dieser vollständig mit dem Gasgemisch gefüllt ist. Es ist ebenso möglich, durch eine gesonderte Leitung in den Abkühlkanal 12 das Gasgemisch aus gereinigter Luft und Propan einzuführen, das dann in bekannter Weise auf die gewünschte Abschrecktemperatur gebracht wird. Das Gasgemisch wird im Ofen 3 mit den Heizspiralen 14 auf eine Austenitisierungstemperatur zwischen 1120°C und 1140°C aufgeheizt. Dieser Temperaturbereich ist deshalb von Bedeutung, weil dadurch ein Härten und Löten im gleichen Arbeitsgang möglich ist, ohne dass ein Zusatzgas verwendet werden muss. Beim Ausführungsbeispiel beträgt die Austenitisierungstemperatur 1140°C. Im Anfangsbereich des Abkühlkanales 12 ist das Gasgemisch schon so weit abgekühlt, dass es nur noch eine Temperatur zwischen etwa 800°C und 900°C aufweist, die in Richtung auf das hintere Ende des Abkühlkanales 12 noch weiter abnimmt.

Wenn der Ofen 3 und der Abkühlkanal 12 mit dem Gasgemisch gefüllt und die entsprechende Temperatur erreicht ist, werden die Werkstücke in den Ofen 3 eingefahren. Das Werkstück wird in dieser Gasatmosphäre geglüht. Das bei diesem Mischungsverhältnis überschüssige Propan zerfällt bei diesen hohen Temperaturen an der Werkstückoberfläche, wobei Kohlenstoff frei wird, der in das Werkstück eindiffundiert. In dieser Gasatmosphäre bildet sich auch Methan, aus dem durch Reaktion an der Werkstückoberfläche teilweise Wasserstoff abgespalten wird. Sowohl der Wasserstoff als auch das Methan haben, wie sich in Versuchen gezeigt hat, bei diesen geringen auftretenden Mengen keinen Einfluss auf den Härtungsvorgang. Die Gaszusammensetzung im Ofenraum lässt sich mit Hilfe des Taupunktes kontrollieren. Um optimale Verhältnisse zu erreichen, sollte der Taupunkt -4°C bis -7°C betragen. Im Anschluss an den Ofen 3, in dem der 34 CrNiMo 6-Stahl etwa fünf Minuten geglüht wurde, wandert das Werkstück in den Abkühlkanal 12. Beim Eintritt in den Abkühlkanal wird das Werkstück von der Austenitisierungstemperatur von 1140°C im Ofen 3 durch das Gasgemisch auf etwa 800°C bis 900°C abgeschreckt. Die Abschreckgeschwindigkeit ist über die Gasmenge bzw~ den Gasdruck steuerbar. Sie wird so gewählt, dass direkt die Zwischenstufe erreicht wird. Das Werkstück durchläuft anschliessend langsam den Abkühlkanal 12 und ist dabei ständig vom Gasgemisch umgeben. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Verweilzeit im Abkühlkanal 12 etwa 15 Minuten. Am Ende des Kanales fallen die Werkstücke dann in bereitgestellte Behälter.

Wie die metallografische Untersuchung zeigt, weist das wärmebehandelte Werkstück ein vergütetes Martensitgefüge auf, das mit Zwischenstufengefüge durchsetzt ist. Dieses Gefüge ist für das beschriebene Härteverfahren charakteristisch. Der Verlauf der Härte, wie er sich bei der beschriebenen Wärmebehandlung ergibt, in Abhängigkeit vom Werk-stückdurchmesser, ist in Fig. 7 dargestellt. Dabei wurde die Härte in Rockwell angegeben. Sie liegt vom Kern bis zur Aussenschicht des 34 CrNiMo 6-Stahles bei einem konstanten Wert von etwa 48 HRc.

Diese Kernhärtung des Werkstückes wird durch die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches erzeugt. Dadurch wird verhindert, dass Wärme von der Ofenwand zum Werkstück gelangt, so dass die Wärmestrahlung sehr gering gehalten werden kann. Gleichzeitig kühlt die Gasmischung das Werkstück ab.

Um eine Oberflächenhärtung in Verbindung mit einer Kernhärtung durchführen zu können, muss der Gasdruck und damit die Gasmenge erhöht werden. Dadurch entsteht an der Werkstückoberfläche im Ofen 3 mehr freier Kohlenstoff, so dass auch eine höhere Oberflächenhärte erzielt werden kann. Dabei gibt es für jeden Stahl einen bestimmten Gasdruck, bis zu dem Kern und Oberfläche gleiche Härtewerte haben. Wird dieser Druck überschritten, so erzielt man nur noch eine Steigerung der Oberflächenhärte.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde der Gasdruck von 30 mbar auf 40 mbar erhöht. Der Härtungsablauf ist der gleiche, wie er oben beschrieben wurde. Der sich dabei ergebende Härteverlauf ist in Fig. 8 dargestellt. Die Härte des Kerns liegt bei etwa 48 HRc, also wie bei der Kernhärtung. Die Härte an der Oberfläche des Werkstückes ist aber stark angestiegen. Sie liegt nun bei etwa 69 HRc und ist damit wesentlich höher als der bislang erreichbare Härtewert für diesen 34 CrNiMo 6-Stahl, der mit maximal 57 HRc angegeben wird. Diese harte Oberfläche hat etwa eine Schichtdicke von 0,6 mm, deren hohe Härte durch eine reine Zementit-phase erzeugt wird.

Bekannte Verfahren zum Kern- und gleichzeitigen Oberflächenhärten sind im Vergleich zu dem oben beschriebenen Verfahren zeitaufwendig und erfordern einen grossen Arbeitsaufwand. So müssen die Werkstücke längere Zeit in einem Salzbad eingesetzt und danach eine Martensithärtung durchgeführt werden. Daran schliesst noch eine Vergütung an, um die Sprödigkeit des Werkstückes zu verringern. Durch die verschiedenen Arbeitsgänge ist ein wirtschaftliches Arbeiten nur schwer zu erreichen. Mit dem beschriebenen Verfahren ist es in überraschender Weise sogar möglich, bei hartem Kern eine noch härtere Oberflächenschicht zu erzeugen. Nachteilig wirkt sich ferner aus, dass bei den bekannten Verfahren in den meisten Fällen ein Ölbad als Härtebildner notwendig ist, wodurch die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Anlagen sehr aufwendig und damit teuer werden und ausserdem einen erheblichen Raumbedarf haben.

Zur Durchführung einer Oberflächenhärtung werden die Werkstücke im Ofen 3 wieder im Gasgemisch aus gereinigter Luft und Propan, auf die Austenitisierungstemperatur von etwa 1120°C bis 1140°C aufgeheizt. Anschliessend werden die Werkstücke abgeschreckt, vorzugsweise in dem Gasgemisch aus gereinigter Luft und Propan. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann die Oberflächenhärte über die bisher erreichbaren Werte hinaus gesteigert werden. Im Ausführungsbeispiel wurde für einen 34 CrNiMo 6-Stahl eine Härte von 69 HRc erreicht, während der bislang erreichbare Maximalwert der Härte für diesen Stahl lediglich bei 57 HRc liegt.

Durch Änderung des Druckes, der Bandgeschwindigkeit und der Konzentration des Gasgemisches können verschiedene Härtewerte erzielt werden, so beispielsweise durch Erhöhen des Druckes eine Härtesteigerung. Ausserdem kann auf gleis

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

615 948

che Weise festgelegt werden, ob beispielsweise eine Kernhärtung oder eine Kernhärtung mit gleichzeitiger Oberflächenhärtung erfolgen soll. Ein grosser Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt in der im Vergleich zu bekannten Verfahren wesentlich geringeren Zeitdauer. Dadurch können in der Zeiteinheit wesentlich höhere Stückzahlen gehärtet und damit die Herstellungskosten gesenkt werden.

Während bei bekannten Verfahren bei einer Kernhärtung das Werkstück in umständlicher Weise zunächst in einem Salzbad wärmebehandelt, dann je nach gewünschter Härte in öl oder Wasser abgeschreckt und anschliessend zur Beseitigung der Härtespannungen vergütet werden muss, ist für das

Kern- und/oder Oberflächenhärten nur ein Arbeitsgang notwendig. Das Härtegut wird am Anfang der Vorrichtung auf das Transportband gelegt und fällt am Ende der Vorrichtung fertig wärmebehandelt in bereitgestellte Behältnisse. Durch s das Wegfallen von besonderen Härtebildnern, wie öl, Wasseroder Warmbäder, ist die für dieses Verfahren verwendete Vorrichtung einfach im Aufbau und im Vergleich zu den bei den bisher üblichen Verfahren benötigten Vorrichtungen wesentlich billiger in der Anschaffung. Ausserdem können mit io diesem neuen Verfahren, wie sich überraschend herausgestellt hat, bisher noch nicht erreichbare Härtewerte bei einem angelassenen Grundgefüge erreicht werden.

B

4 Blatt Zeichnungen

Claims

616 948

1. Verfahren zum Härten von Werkstücken aus Stahl, bei dem die Werkstücke in einem Gemisch aus Luft und Propan auf Austenitisierungstemperatur erhitzt und anschliessend abgeschreckt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erhitzen auf Austenitisierungstemperatur im Gasgemisch von Schmutzteilchen gereinigte Luft verwendet wird, die nur noch aus den Elementen Sauerstoff und Stickstoff sowie deren Verbindung untereinander besteht, wobei der Taupunkt des Gasgemisches auf einen Bereich zwischen -4°C und -7°C eingestellt wird, und dass die Werkstücke anschliessend ebenfalls in diesem Gasgemisch abgeschreckt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasgemisch auf eine Temperatur zwischen 1120°C und 1140°C erhitzt wird.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasgemisch mit einem Druck zwischen 30 mbar und 70 mbar in den Ofen eingeführt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ofen (3) und einen anschliessenden Abkühlbereich (12), wobei im Ofen (3) und im Abkühlbereich (12) ein Förderer (1) vorgesehen ist, dessen Geschwindigkeit veränderbar ist und durch den die Förderbahn des Werkstückes innerhalb des Ofens bestimmt ist, in dessen Ofenraum (4) mindestens eine Gasretorte (5, 5a, 5b, 5b0 vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abkühlbereich (12) als Kanal ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Geschwindigkeit des Förderers (1) ein stufenlos verstellbares Getriebe (2) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (18,18b, 18b') der Gasretorte (5a) an einem auswechselbaren Endstück (17) der Gasretorte (5 a) vorgesehen ist, das gegen den Förderer (1) gerichtet ist, das vorzugsweise gebogen ist und/oder das an einen innerhalb des Ofenraumes (4) vorgesehenen geraden, vorzugsweise horizontalen Abschnitt (16) der Gasretorte (5a) anschliesst, und dass das Endstück (17) vorzugsweise im Winkel von 1° bis 45° zum geraden Abschnitt (16) der Gasretorte (5a) angeordnet und insbesondere über ein Anschlusstück mit dem geraden Abschnitt (16) der Gasretorte (5 a) auswechselbar verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des Förderers (1)

jeweils eine Gasretorte (5b, 5b') angeordnet ist und dass die beiden Gasretorten auf gleicher Höhe mit dem Förderer liegen und parallel zu dessen Längsachse verlaufen und/oder die Austrittsöffnungen (18,18b, 18b7) der beiden Gasretorten in einer zur Längsachse des Förderers etwa senkrechten Ebene liegen.