DE2249642B2 - Verfahren zur zweistufigen Oberflächenhärtung von Werkstücken aus härtbaren Eisen- und StahJlegierangen - Google Patents
Verfahren zur zweistufigen Oberflächenhärtung von Werkstücken aus härtbaren Eisen- und StahJlegierangenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zweistufigen Oberflächenhärtung von Werkstücken aus härtbaren
Eisen- und Stahllegierungen, wobei ein ionisierbares gasförmiges Medium in einem elektromagnetischen
Hochfrequenz-Wechselfeld mit einer vorzugsweise zwischen 10 und 100 MHz liegenden, z. B. 13.56 MHz
betragenden Frequenz ionisiert wird und das auf diese Weise erzeugte Plasma mit dem zu erhitzenden
Werkstück in Verbindung gebracht wird, wobei ein Hochfrequenzstromkreis mit konstanter Frequenz über
das Werkstück und das kalte Plasma galvanisch geschlossen wird und das Werkstück mit den beiden
Ausgängen eines Hochfrequenzgenerators elektrisch leitend verbunden wird, nach Hauptanmeldung P
11 183.
Den mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Hauptanmeldung an unlegierten und legierten Stählen herstellbaren
Schichten oder Bereichen aus metastabilem Austenit sind hinsichtlich ihres Ausmaßes, insbesondere
hinsichtlich der erzielbaren Schichttiefen, Grenzen gesetzt, die ohne unerwünschte Oberflächenschädigungen
durch Aufschmelzerscheinungen nicht überschritten werden können. Die optimal erzielbaren Schichttiefen
sind sowohl von der Stahlzusammensetzung als auch von der geometrischen Form der Werkstücke abhängig,
die wieder von Einfluß auf die maximal einbringbare Energiemenge sein kann.
Der Wunsch nach Herstellung größerer Schichtdikken ist jedoch in der Praxis manchmal vorhanden. Die
Ursache hierfür kann die Notwendigkeit sein, daß beim Schleifen auf die Einbaumaße größere Materialmengen
abgenommen werden müssen, wobei die erzeugten Schichten aus metastabilem Austenit teilweise oder zur
Gänze entfernt werden, oder daß die Lebensdauer bei verschleißbeanspruchten Teilen durch größere Schichtdicken
zusätzlich verlängert werden soll.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg anzugeben, der unter sonst
gleichen Arbeitsbedingungen eine Vergrößerung der erzielbaren Schichtdicken aus metastabilem Austenit
ίο ermöglicht Erfindungsgemäß wird dies bei einem
Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Werkstücke zur Steigerung der Energiekonzentration
bei der Plasmabehandlung in einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit derart angeordnet werden, daß
die zu behandelnden Oberflächenbereiche vor der Behandlung mit einer gleichmäßig dicken Flüssigkeitsschicht bedeckt sind, die durch die Plasmaflamme vom
jeweils von der Behandlung erfaßten Oberflächenbereich des Werkstücks verdrängt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet gegenüber dem Verfahren gemäß der Hauptanmeldung den
Vorteil, daß sich durch ersteres unter sonst gleichen Arbeitsbedingungen wesentlich dickere Schichten aus
metastabilem Austenit erzielen lassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der Zeichnung erläutert F i g. 1 zeigt in schematischer
Darstellung die Herstellung einer metastabilen Austenitschicht im Bereich der Kante 4 des stab- oder
bandförmigen, durch einen Teil des Querschnitts angedeuteten Werkstücks 3, das kontinuierlich unter
dem feststehenden Plasmabrenner I durch die Plasmaflamme 2 mit gleichbleibender Geschwindigkeit vorbeigeführt
wird. Wie in der F i g. 1 angedeutet ist, erfaßt hierbei das Plasma einen weit größeren Bereich des
Werkstücks als zur Behandlung der Kante desselben notwendig wäre.
F i g. 2 gibt die erfindungsgemäße Anordnung vor der Behandlung wieder. Das Werkstück 3 ist in einer
elektrisch isolierenden Flüssigkeit 5 angeordnet, die über der zu behandelnden Werkstückkante eine
Flüssigkeitsschicht bildet Die Dicke dieser Schicht entspricht dem Abstand 6 zwischen den Pfeilspitzen.
Der darüber befindliche Plasmabrenner 1 ist betriebsbereit Wenn nun der Brenner gezündet wird, so daß es zur
Bildung des kalten Plasmas kommt, verdrängt dieses die Flüssigkeitsschicht im Bereich der zu behandelnden
Kante, wie dies die Fig.3 zeigt. Hierdurch trifft das Plasma praktisch ausschließlich den Kantenbereich. Die
Konzentration der zugeführten Energie wird daher in diesem Bereich erhöht. Die Folge davon ist, daß bei
sonst gleicher Arbeitsweise der Bereich der metastabilen Austenitschicht erheblich vergrößert wird und daß
insbesondere größere Schichtdicken erzielt werden.
Als elektrisch isolierende Flüssigkeit kann ein Mineralöl, z. B. ein Härteöl, oder ein Silikonöl verwendet werden.
Als elektrisch isolierende Flüssigkeit kann ein Mineralöl, z. B. ein Härteöl, oder ein Silikonöl verwendet werden.
Bei Dauerbetrieb, z. B. beim kontinuierlichen Behandeln der schneidenden Kanten von bandförmigen
Werkzeugen, ist zu beachten, daß sich die Flüssigkeit über dem Flammpunkt erwärmen kann und dann zu
brennen beginnt. In solchen Fällen ist eine ausreichende Kühlung vorzusehen. Außerdem ist es zweckmäßig, öle
mit Flammpunkten zu verwenden, die bei möglichst hohen Temperaturen liegen. Die Flammpunkte der
üblichen Härteöle liegen z. B. bei etwa 1600C und
können bei Dauerbetrieb und unzureichender Kühlung zu Schwierigkeiten führen. Es stehen jedoch Spezialöle
mit wesentlich höheren Flammpunkten, z. B. mit solchen
von etwa 2800C, zur Verfügung, deren Verwendung bei
Dauerbetrieb vorzuziehen ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu erblicken, daß übermäßige Erwärmungen
der Werkstücke und damit Verzögerungen der Wärmeabfuhr in das Werkstückinnere, die zu geringeren
Anteilen an metastabilem Austenit führen können, durch die Kühlwirkung der Flüssigkeit vermieden
werden.
Ausführungsbeispiel
Zur Erprobung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Dauerbetrieb wurden 300 m eines gewalzten und auf
135 kp/mm2 Festigkeit vergüteten Bandes aus einem C-Stahl mit etwa 0,8% C und mit einer zur Herstellung
von Schikanten geeigneten Querschnittsform herangezogen. Dieses Material lag in Bundform vor und wurde
nach durchgeführter Behandlung wieder zu einem Band aufgerollt
Zweck der Behandlung war, im Bereich der verschleißbeanspruchten Kante des Bandes einen
metastabilen Austenit zu erzeugen.
Als elektrisch isolierende Flüssigkeit wurde ein öl mit
einem Flammpunkt von etwa 2800C verwendet und dieses in der ölwanne, durch welche das Band bei der
Behandlung gezogen wurde, mit wasserdurchflossenen Kupferrohren gekühlt. Außerdem wurde das öl laufend
umgepumpt, wie dies auch bei Ölbädern in Härtereien allgemein üblich ist.
Die Plasmabehandlung erfolgte mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 830 mrp. je Minute und mit einer
Vorwärtsleistung von 400 W. Die Dicke der ölschicht
ίο über der zu behandelnden Kante betrug etwa 1 mm. Für
die Behandlung des 300 m langen Bandes war die Anlage etwa 6 Stunden in Betrieb.
Das Ergebnis der Behandlung war ein gleichmäßiger Bereich aus metastabilem Austenit mit einer Dicke von
lmm in Richtung der Diagonale. Die mit 100 p Belastung ermittelte Mikrohärte dieser Schicht betrug
930 bis 940 kp/mm2.
Bei Behandlung des gleichen Bandes ohne öl unter sonst gleichen Arbeitsbedingungen wurden metastabile
Austenitschichten mit vergleichsweise nur 0,4 mm Dicke, jedoch mit annähernd gleicher Mikrohärte,
erhalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur zweistufigen Oberflächenhärtung von Werkstücken aus härtbaren Eisen- und Stahllegierungen,
wobei ein ionisierbares gasförmiges Medium in einem elektromagnetischen Hochfrequenzwechselfeld
mit einer vorzugsweise zwischen 10 und 100MHz liegenden, z.B. 1336MHz betragenden
Frequenz ionisiert wird und das auf diese Weise erzeugte Plasma mit dem zu erhitzenden
Werkstück in Verbindung gebracht wird, wobei ein Hochfrequenzstromkreis mit konstanter Frequenz
über das Werkstück und das kalte Plasma galvanisch geschlossen wird, wobei das Werkstück mit den
beiden Ausgängen eines Hochfrequenzgenerators elektrisch leitend verbunden wird, nach Hauptanmeldung
P 21 11 183, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke zur Steigerung der Energiekonzentration bei der Plasmabehandlung in
einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit derart angeordnet werden, daß die zu behandelnden
Oberflächenbereiche vor der Behandlung mit einer gleichmäßig dicken Flüssigkeitschicht bedeckt sind,
die durch die Plasmaflamme vom jeweils von der Behandlung erfaßten Oberflächenbereich des Werkstücks
verdrängt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch isolierende Flüssigkeit
ein Mineralöl oder Silikonöl verwendet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende
Flüssigkeit während der Behandlung der Werkstücke gekühlt wird.
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US20070227008A1 (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-04 | Andrew Zhuk | Razors |
US7882640B2 (en) * | 2006-03-29 | 2011-02-08 | The Gillette Company | Razor blades and razors |
US7448135B2 (en) * | 2006-03-29 | 2008-11-11 | The Gillette Company | Multi-blade razors |
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