DE1758517B1 - Process for the heat treatment of elongated workpieces with a cross-sectional shape that changes in the longitudinal direction - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von langgestreckten Werkstücken mit in Längsrichtung veränderlicher Querschnittsform, insbesondere für die Kopfteile von Eisenbahnweichen, wie Weichenzungen, Weichenherzstücke, Flügelschienen, durch Mittelfrequenz-Induktionsheizung (2000 bis 2500 Hz) zu deren Härtung.The invention relates to a method for the heat treatment of elongated workpieces with in Longitudinal variable cross-sectional shape, especially for the head parts of railway switches, such as switch tongues, switch frogs, wing rails, through medium-frequency induction heating (2000 up to 2500 Hz) to harden them.

Die vorgenannten Eisenbahnweichenteile haben sehr veränderliche Querschnittsformen in Längsrichtung und eine Wärmebehandlung, die zu gleichmäßigen Ergebnissen bezüglich der Vergütungstiefe führt, ist mit Schwierigkeiten verbunden. Aus diesen Gründen werden im allgemeinen die Bestandteile von Eisenbahnweichen aus hochlegierten Stählen hergestellt.The aforementioned railroad switch parts have very variable cross-sectional shapes in the longitudinal direction and a heat treatment, which leads to uniform results with regard to the depth of tempering leads is fraught with difficulties. For these reasons, the constituents made of high-alloy steels by railway switches.

Dies bedingt umständliche Fertigungsverfahren und äußerst genaue Dosierungen teurer Legierungselemente, wie Vanadium, Chrom, Mangan, Molybdän usw.This requires laborious manufacturing processes and extremely precise dosing of expensive alloying elements such as vanadium, chromium, manganese, molybdenum etc.

Ein anderes Verfahren verwendet für die Herstellung der Weichenbestandteile gewöhnlich Schienen-Stahl, der einer Wärmebehandlung mit Flammenbeheizung unterworfen wird, wobei die entsprechenden Werkstücke durch eine Anordnung von Brennern geführt werden. Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, daß sowohl die Heizenergie als auch das Kühlmittel in stetiger Weise, entsprechend dem sich stetig ändernden Querschnitt der verschiedenen Weichenbestandteile (der Weichenzunge, des Herzstückes, der Flügelschiene) dosiert werden müssen. Andererseits ergibt dieses Verfahren im allgemeinen eine gerade, waagerechte Vergütungsschicht, die die Abrundungen der Profile nicht oder sehr ungleichmäßig berücksichtigt, und welche im Längenverlauf des Werkstückes unterschiedliche Tiefen aufweist.Another process usually uses rail steel for the manufacture of the turnout components, which is subjected to a heat treatment with flame heating, the corresponding Workpieces are passed through an array of burners. This procedure has the Disadvantage that both the heating energy and the coolant in a steady manner, according to the Constantly changing cross-section of the various switch components (the switch tongue, the frog, the wing rail) must be dosed. On the other hand, this method generally gives a straight, horizontal coating that does not round off the profiles or is very uneven taken into account, and which has different depths in the length of the workpiece.

Eine Abart dieses Verfahrens sieht entweder eine Änderung der Geschwindigkeit vor, mit welcher die zu behandelnden Werkstücke durch das Brennerfeld geführt werden, oder eine programmierte, dem Querschnitt des behandelten Teils verhältnisgleiche Zuteilung der Brennstoffmenge.A variant of this method either provides for a change in the speed with which the workpieces to be treated are passed through the torch field, or a programmed, dem Cross-section of the treated part, proportional allocation of the amount of fuel.

Die vorliegende Erfindung beseitigt den Nachteil einer genauen Zusammensetzung der zu verwendenden hochlegierten Stähle, da die entsprechenden Werkstücke aus gewöhnlichem Stahl für Eisenbahnschienen hergestellt werden können; ferner werden bei der Anwendung der Erfindung keine komplizierten Einrichtungen mit Brenneranordnungen und mit Emulsions-Kühlvorrichtungen benötigt, und es sind auch keine komplizierten Verfahren für die Änderung der Geschwindigkeit, mit welcher die zu härtenden Teile bewegt werden, oder für die programmgemäße Zuteilung des Brennstoffes erforderlich.The present invention eliminates the disadvantage of an accurate composition of those to be used high-alloy steels, as the corresponding workpieces are made from ordinary steel for railroad tracks can be produced; furthermore, there are no complications in using the invention Facilities with burner assemblies and with emulsion cooling devices are needed, and are also no complicated procedures for changing the rate at which the items to be hardened are to be cured Parts are moved, or required for the program allocation of the fuel.

Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß ein aus nichtmagnetischem Werkstoff bestehendes Ausgleichsteil, das eine Form aufweist, durch die das wärmezubehandelnde Werkstück und das Ausgleichsteil zusammen einen Körper von im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt ergeben, an das Werkstück angelegt wird, und daß der Kopfteil dieser Werkstücke in an sich bekannter Weise mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch eine Induktionsvorrichtung bewegt und dabei induktiv aufgeheizt und anschließend abgeschreckt wird. Die Erfindung sieht also folgendes vor:For this purpose, it is proposed according to the invention that a non-magnetic material existing compensation part, which has a shape through which the workpiece to be heat treated and the compensation part together form a body of substantially constant cross-section result, is applied to the workpiece, and that the head part of these workpieces is known per se Way moved at a constant speed by an induction device and thereby inductively is heated and then quenched. The invention therefore provides the following:

a) Anwendung einer elektrischen Mittelfrequenz-Induktionsheizung für die Wärmebehandlung der betreffenden Bauteile, was in vielen Hinsichten eine günstigere Lösung darstellt, sowohl was den spezifischen Energieverbrauch in kWh/ lfd. m. für das entsprechende Werkstück anbetrifft, als auch in bezug auf die erzielbare Genauigkeit der Wärmebehandlung und auf die leichte Anwendbarkeit des Verfahrens,
b) Verwendung eines aus nichtmagnetischem Material, z.B. Kupfer, hergestelltem Angleichteils entsprechender Gestaltung.a) Use of an electrical medium-frequency induction heating for the heat treatment of the relevant components, which in many respects represents a more favorable solution, both in terms of the specific energy consumption in kWh / running meter for the respective workpiece and in terms of the accuracy that can be achieved the heat treatment and the ease of use of the process,
b) Use of a matching part made of a non-magnetic material, such as copper, of a suitable design.

Ferner ist als Vorteil des Verfahrens noch hervorzuheben, daß damit Werkstücke erzielt werden können, welche keine durch die Wärmebehandlung hervorgerufenen bleibenden Verformungen aufweisen.It should also be emphasized as an advantage of the method that workpieces can be achieved with it, which do not show any permanent deformations caused by the heat treatment.

In Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung kann das Fußteil des Werkstückes nach der Abschreckung induktiv angelassen werden, falls remanente Verformungen auftreten oder andere Wärmebehandlungen erforderlich sind.In a further development of the method according to the invention, the foot part of the workpiece according to the Quenching can be inductively tempered if remanent deformations occur or others Heat treatments are required.

Ein die Möglichkeiten der Erfindung nicht erschöpfendes Ausführungsbeispiel wird nun an Hand der Zeichnung beschrieben.An exemplary embodiment which does not exhaust the possibilities of the invention is now given described in the drawing.

F i g. 1 zeigt die grundsätzliche Anordnung der ausgeführten Einrichtung;F i g. 1 shows the basic arrangement of the implemented device;

F i g. 2 zeigt im Querschnitt die Verteilung des Induktionsfeldes in der erfindungsgemäßen Anordnung des zu behandelnden Bauteils und des Ausgleichsteils zueinander.F i g. 2 shows in cross section the distribution of the induction field in the arrangement according to the invention of the component to be treated and the compensation part to each other.

Die elektrothermische Energie wird in gleichbleibender Durchflußmenge von rotierenden Umformern 1 geliefert, wobei die Blindstromkomponente durch die Kondensatorbatterie 2 kompensiert wird.The electrothermal energy is supplied in a constant flow rate by rotating converters 1, the reactive current component being compensated for by the capacitor bank 2.

Über den mit Spannungsanzapfungen versehenen Wandler 3 und den Induktor mit Schleifen 4, die in der Höhe abgestuft angeordnet sind, wird die elektrische Energie auf die Weichenzungen 5 bzw. auf die oberen Teile der anderen Weichenbestandteile übertragen, wobei an diese Teile ein Ausgleichsteil zweckentsprechender Form 6, aus nichtmagnetischem Material angeschlossen ist. Die zu behandelnden Werkstücke werden mit gleichbleibender Geschwindigkeit, in dem vom Pfeil gezeigten Sinn, durch den Induktor geführt.Via the converter 3, which is provided with voltage taps, and the inductor with loops 4, which are shown in the height are arranged in steps, the electrical energy on the switch blades 5 or on the Transfer upper parts of the other switch components, with a compensation part to these parts Appropriate form 6, is connected from non-magnetic material. The ones to be treated Workpieces are moved at a constant speed, in the sense shown by the arrow, passed through the inductor.

Die Kühlung erfolgt durch einen von Druckluft zerstäubten Wasserstrahl, vom begrenzten Einwirkungsfeld 7 und gegebenenfalls durch die Sprühvorrichtung 8, welche in angemessener Weise einen im wärmebehandelten Werkstück vor sich gehenden Selbstanlaßvorgang unterbrechen kann.The cooling takes place by a water jet atomized by compressed air, from the limited field of action 7 and optionally by the spray device 8, which in an appropriate manner can interrupt the self-starting process in progress in the heat-treated workpiece.

Um etwaige durch die Aufheizung bedingte bleibende Biegeverformungen auszugleichen, ist die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung noch mit einem getrennten Induktor 9 versehen, durch welchen eine zusätzliche Aufheizung der Werkstücksohlen vorgenommen wird.In order to compensate for any permanent bending deformations caused by the heating, the in F i g. 1 device shown is still provided with a separate inductor 9, through which a additional heating of the workpiece soles is carried out.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Wärmebehandlung von langgestreckten Werkstücken mit in Längsrichtung veränderlicher Querschnittsform, insbesondere für die Kopfteile von Eisenbahnweichen, wie Weichenzungen, Weichenherzstücke, Flügelschienen, durch Mittelfrequenz-Induktionsheizung, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus nichtmagnetischem Werkstoff bestehendes Ausgleichsteil (6), das eine Form aufweist, durch die1. Process for the heat treatment of elongated workpieces with in the longitudinal direction variable cross-sectional shape, especially for the head parts of railway switches, such as Switch tongues, switch frogs, wing rails, through medium-frequency induction heating, characterized in that a compensating part made of non-magnetic material (6), which has a shape through which das wärmezubehandelnde Werkstück (5) und das Ausgleichsteil (6) zusammen einen Körper von im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt ergeben, an das Werkstück (5) angelegt wird, und daß der Kopfteil dieser Werkstücke (5) in an sich bekannter Weise mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch eine Induktionsvorrichtung (4) bewegt und dabei induktiv aufgeheizt und anschließend abgeschreckt wird.the workpiece (5) to be heat treated and the compensation part (6) together form a body of result in a substantially constant cross-section, is applied to the workpiece (5), and that the head part of these workpieces (5) in a known manner at a constant speed moved by an induction device (4) and thereby inductively heated and then is deterred. 2. Verfahren nach Anspruch 1, daß das Fußteil des Werkstückes (5) nach der Abschreckung induktiv angelassen wird.2. The method according to claim 1, that the foot part of the workpiece (5) after the quenching is inductively tempered. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings COPYCOPY