DE2256676B2 - Verfahren zur Wärmebehandlung von Reib-Lamellen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Wärmebehandlung von Reib-Lamellen und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung
von auf Stahlblech befestigten, gesinterten Reibbelägen oder ähnlichen Maschinenteilen in einem
mit Schutzgas fiillbaren Ofenrauni, der wechselweise
von außen beheizt oder zwangsgekühli werden kann und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahre
η s.
Gesinterte Reibbeläge werden nach den Verfahren der Pulver-Meiallurgie, d. h. durch fressen von Pulvern
in Können und anschließende Wärmebehandlung, aus Gemischen von metallischen und mineralischen Pulvern
hergestellt. Dabei dienen die metallisch ^n Pulver,
hauptsächlich Kupfer- oder Eisenlegierungen, als Gerüst für die mineralischen Pulver, mit denen wesentliche
Eigenschalten des Materials, z. B. der Reibwert, eingestellt werden.
Da das Sinterniaterial nur eine geringe Biegefestigkeit
besitzt und leicht bricht, müssen die Beläge auf besonderen Belagträgern, im allgemeinen aus Stahlblech,
befestigt werden. Diese Belagträger müssen hohen Anforderungen an ihre Elastizität. Bieg- \rc>
Zugfestigkeit gewachsen sein, da gesintertes Reibmaterial in den
Belastungsbereichen eingesetzt wird, in denen die
hauptsächlich aus Asbest in Har/bindung bestehenden,
omanisch gebundenen Reibwerkstoff nicht mehr ausreichen,
d.h. im .Schwermaschinen- und Kahrzcugbau sowie im Klugzeugbau.
Die Belage können durch Lotung auf den Trägern
befestigt sein. Eine andere viel angewendete Möglichkeit besteht daiin. die aus Pulvern gepreßten Metall-Korniteile.
gegebenenfalls nach einer vorangehenden ersten Sinterung, auf die Träger aiif/nlegen und. meistens
unter Anwendung von Druck, auf den Stahlträgern aufz.usiniern.
Hieraus folgt, daß bei den Trägerblechen nicht nur hohe Ansprüche an die mechanische Kestigkeit gestellt
werden, sondern auch hohe Ansprüche an die Warmfestigkeit,
wenn die mechanische Kestigkeit während des Sinterverfahrens und nachher im Betriebe erhalten
bleiben soll. Man setzt daher für hoch beanspruchte Trägerbleche üblicherweise iegie, se Stähle mit entsprechender
Warmfestigkeit ein.
Die Sinterung der auf den Trägerblechen aufgelegten Reibbeläge erfolgt in mit Gas oder elektrischem
Strom beheizten Öfen. Die zu behandelnden Teile werden dabei in einem abgeschlossenen, mit einer die Oxydation
verhindernden Gasmischung, dem Schuf/gas, füllbaren Raum auf die erwünschte Temperatur aufgewärmt,
dieser Temperatur während einer gewissen Zeitspanne, in der ein Temperaturausgleich erreicht
werden soll, ausgesetzt und anschließend wieder abgekühlt. Das Schutzgas fließt so lange durch den Ofen,
wie sich die Teile auf erhöhten Temperaturen befinden.
Zur Anwärmung der zu behandelnden Teile wird ein behei/.bares Gewölbe, die Glühhaube, über den Schutzgasraum
gesetzt; zur Abkühlung wird die Glühhaube meistens gegen eine Kühlhaube ausgetauscht. Dies ist
eine über den Schutz.gasraum setzbare Vorrichtung mit
einem Ventilator, mit welchem Kühlluft angesaugt werden kann, um den Schutzgasraum an seiner äußeren
Oberfläche zu kühlen. Ks isl aber auch üblich, den oberen
Teil des Schutzgasraums, die Schtitzgashaube äußerlich
mit Wasser oder gesättigten Atmosphären zu kühlen.
Dieses Verfahren der nur äußerlichen Kühlung hat eine Reihe schwerwiegender Nachteile.
Das bekannte Verfahren ist sehr zeitraubend, weil der Abkühlungsvorgang sehr lange dauert. Die Abküh-
liing'.zeii kann ein Mehrfaches tier Aufheiz/.eii beiragen.
Der langwierige Ahkühlungsprozeß wirkt sich
außerdem nachteilig auf die Festigkeit der .Stahlträger
aus. Stahlträger, die mit hoher mechanischer Festigkeit,
ei. h. im Vergütungszustand, in den Ofen gebracht werden, wie es insbesondere für hochbeanspruchte Brems-
oder Kupplungslaniellen notwendig ist, verlieren an Fettigkeit.
Die Festigkeit sinkt auf Werte, wie sie für weichgegliihtcs Material angegeben werden. Andererseits
können Stahlträger, die im weichgeglühten Zustand in den Ofen kommen, durch die bekannten Verfahren
nicht auf höhere Festigkeit gebracht werden.
Außerdem wird das im Ofen befindliche Material durch die einseitige Wärmeabfuhr insgesamt ungünstig
beeinflußt. Die zu behandelnden Teile verziehen sich durch den unterschiedlichen Spannungsvedauf infolge
des ungleichmäßigen Wärmeabflusses. Die Maßhaltigkeit leidet; die Ausschußquote steigt.
Aus der DT-AS 1 290 558 ist ein Haubenglühofen /ur
Wärmebehandlung und anschließender Kühlung von Metallbunden bekannt, mit einer auf einer Grundplatte
stehenden, wärmeleitenden Innenhaube und einer uärmeisolicrenden
Außenhaube mit dazwischen wärmezuführender Beheiz.ungsvorrichtung. einem Radialgebläse
zum Umwälzen der Ofcnaimosphare und einem mit
einer zentralen Öffnung versehenen Zwischenboden, der oberhalb der Grundplatte und innerhalb der Innenhaube
angeordnet ist, und der dadurch gekennzeichnet sein soll, daß unterhalb der zentralen Öffnung des Zwischenbodens
das Radialgebläse und ein Wärmeaustauscher lür die Kühlung angeordnet sind. Hierbei ist voi ■
gesehen, daß die Ofenatmosphäre von oben angesaugt und radial in den Raum zwischen dem Zwischenboden
und eier Grundplatte in den Wärmeaustauscher abgegeben wird, der während der Kühlperiode arbeitel,
wenn die Außenhaube abgehoben ist. Auch bei dieser Vorrichtung ist die Führung der erhitzten Gase ungünstig,
so daß die Abkuhlungsz.eit unnötig lang wird. Die Ofenatmosphäre wird aus der Mittelachse der Metallbunde
nacn unten angesaugt und an der Innenwand der Innenhaube nach oben wieder abgegeben. Damit wird
sie zwar dort abgesaugt, wo das Gas am wärmsten ist. aber das gekühlte Gas wird dort ungerichtet wieder in
den Ofenraum z.urückgeleitet, wo durch die wärmeleitende Innenhaube hindurch sowieso eine Kühlung auftritt.
Außerdem wird das Gebläse ungünstig betrieben, weil es auf der Ansaugseite die großen Volumina der
heißen Gase, noch dazu entgegen der natürlichen Strömungstendenz, verarbeiten muß und auf der Druckseite
den Strömungswidersir:nd des Wärmeaustauschers vor sich hat. Nachteile für c'ic Festigkeit des Materials von
TrägerbLchen sind auch bei dieser Vorrichtung nicht auszuschließen.
Zur Lösung der Aufgabe, die Abkühlung von Maschinenteilen
aus vergütetem Material nach der Sinterung so zu bewirken, daß die Festigkeit günstig beeinflußt
wird, geht die Erfindung von einem Verfahren zur Wärmebehandlung von auf Stahlträgern befestigten, gesinterten
Reibbelägen oder ähnlichen Maschinenteilen in einem Ofenraum aus, der wechselweise von außen beheizt
oder gekühlt und durch den ein Schutzgas hindiirchgeleiict
werden kann.
Nach der Frfindung ist bei diesem Verfahren vorgesehen,
daß nach Beendigung des Aufwärmvorganges zusätzlich zu der äußeren Zwangskiihlung ein Stnhl
des in einem Kreislaufsystem gekühlten Schutzgases auf die im Ofcnraum befindlichen I eile gerichtet wird.
Durch dieses Vafahren kann man schneller kühlen
als bisher und eine beträchtliche Zeitersparnis erreichen.
Sodann kann man mit dem erfindiingsgemäßen Verfahren
bewirken, daß das beim Sintern angewärmte Trägermaterial so schnell abkühlt, daß es die Festigk.eitseigenschaften
eines Vergütungsgefüges bekommt, was man sonst nur durch Abschrecken und Anlassen
erreichen kann. Die Festigkeitswerte vergüteter Matenahen bleiben im wesentlichen erhalten. Auf diese Weise
wird auch die Auswahl der als Trägermaterial einsetzbaren
Stähle größer, so daß sich unter Umständen auch Ersparnisse durch Verwendung billigerer Materialien
machen lassen.
Die durch Gasführungselemente im Ofcnraum unmittelbar auf die Teile gerichtete Strömung des gekühlten
Schutzgases bietet die vorteilhafte Möglichkeit, die Teile zur Kühlung direkt anzublasen und nicht bloß
J"J1-Ch die innere Schutzgashaube indirekt zu kühlen
oder gekühlte Ofenatmosphäre :iur umzuwälzen. Der
Kühlgassirom läßt sich auch durch entsprechende Führung, wi; noch gezeigt werden soll, der Form der v.u
kühlenden Teile optimal anpasse
Ein die Abkühlung weiter begünstigendes Verfahrensmerkmal
ist darin zu sehen, daß die im Ofenraum befindlichen Teile durch eine vorzugsweise von innen
nach außen gerichtete Strömung des gekühlten Schutzgasen angeblasen werden. Dieses wirkt sich vor allem
vorteilhaft bei der Kühlung von in Hohlzylinderform stapelbaren Teilen aus. der meist vorkommenden Stapelform
bei der Behandlung von gesinterten Lamellen.
Bei derartigen Teilen ist es besonders vorteilhaft, daß der Kühlgasstrom im Innern des Teilestapels von unten
nach oben und außerhalb des Stapels von oben nach unten geführt werden kann. Zusammen mit der auch
bisher üblichen Kühlung des Schutzgasraumes durch eine die Schutzgashaube von außen bestreichende, von
unten nach oben gerichtete Strömung besteht dann eine Kühlung mit optimaler Ausnutzung der Temperaturdifferenzen.
da einerseits das erfindungsgemäß gekühlte Schutzgas dort eingesetzt wird, wo die Wirkung
der Außenkühlung am geringsten ist und andererseits Außen- und Innenkühlung sich dann wirksam ergänzen,
wenn das gekühlte Schutzgas im Innern des Schutz.gasraumes bereits höhere Temperature!", angenommen
hat.
Der besondere Vorteil des erfindiingsgemäßen Verfahrens liegt aber vor allem in der Möglichkeit, die Festigkeitswerte
von Vergütungstählen zu beeinflussen. Hierfür braucht man nach Beendigung des Aufwärmvorganges
schnell große Kühlgasmengcn. Als besonders wirkungsvoll hat sich eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit
des Schutzgases um das dreißig- !.is fünfzigfache dei normalen Geschwindigkeit erwicsen.
Die großci, Mengen an gekühltem Schutzgas, die hierbei durch den Ofenraum fließen, werden nach
einem weiteren Verfahrensmerkmal in einem Kreislauf geführt, in den der Ofenraum während der Abkühl/cit
eingeschaltet wird. Hierdurch wird günstigerweise praktisch dieselbe Gasmenge initiier wieder herumgeführt.
Die im Kreislauf befindliche Gasmenge muß allerdings um die Ofenraumfüllung ergänzt werden, welche
bei der Öffnung des Ofenraums 1Ur tue Hcratisnahmc
der fertige ι Teile und für den Einsatz noch zu behandelnder Teile verlorengeht.
Der Kreislauf ist so vorgesehen, daß das aus dem Ofc raum austretende Schutzgas einem Wärmeaustau-
scher mil Kühlanlage zugeführt und dall das gekühlte
Schutzgas mit einer regelbaren Uinpuinpvnrrichluiig
wieder in den Ofen eingeblasen wird. Hierdurch ergibt sieh der verfahrensmäßige Vorteil, daß die limpump
vorrichtung kleinere Gasvolumina zu handhaben hat.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht demnach
darin, das durch den Ofenraum fließende Schutzgas, welches ohnehin vorhanden sein muß, im Gegensatz /u
bekannten Verfahren nicht nur nxydationshindernd wirken zu lassen, sondern als Energieträger mit heranzuziehen.
Hierbei kann man die Möglichkeiten wahrnehmen, die sich dadurch ergeben, daß das gekühlte
Schiit/gas auf günstige Weise unmittelbar auf die zu kühlenden Teile geleitet wird. Vor allem aber lassen
sich nunmehr Vergütungswirkungen erreichen, durch entsprechende Wahl der einzubüßenden Gasmengc,
der anfänglichen Gastemperatur, des Zeitpunktes, an dem die Kühlung einsetzt und der Zeitdauer, während
der gekühlt wird.
Eine nach der Erfindung vorgesehene, ofenartige
Einrichtung zur Wärmebehandlung von auf Stahlträgern befestigten, gesinterten Reibbelägen oder ähnlichen
Maschinenteilen ist mit einem die Teile aufnehmenden Ofenraum ausgestattet, welcher von außen
wechselweise geheizt oder gekühlt werden kann und welcher Anschlüsse für die Zu- und Abführung von
Schutzgas aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen. daß in dem Ofenraum ein mit düsenartigen Eintrittsöffnungen
versehenes Zuführungselemcnt, ein mit Austrittsöffnungen
versehenes Führungselement sowie gegebenenfalls ein mit Umlcnkkanälcn versehenes Element
angeordnet sind und daß zu dem Zuführungselement eine drossel- und absperrbarc Leitung hinführt,
welche über eine regelbare Umpumpvorriehtung von einem auch als Speicherraum nutzbaren, mit einer
Kühlvorrichtung versehenen Wärmeaustauscher herkommt, der an seiner Eingangsseite mit dem Abführungselcmcnt
durch eine absperrbare Leitung verbunden ist.
Vorzugsweise ist der aus Wärmeaustauscher. Umpumpvorriehtung, Absperr- und Drosselelemcnten sowie
Vcrbindungsleitungcn bestehende Teil des Kühlkreislaufcs
so ausgeführt, daß er an mehrere Ofenräume nacheinander oder zugleich angeschlossen werden
kann. Hierdurch lassen sich die aus Anwärm- und Abkühlzeiten bestehenden Behandlungszyklen wirtschaftlicher
steuern.
Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden
Beschreibung und den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert und dargestellt
sind. Es zeigt
F i g. 1 den erfindungsgemäßen Kühlkreislauf mit einem Schnittbild der Wärmebehandlungsvorrichtung,
F i g. 2 die vereinfachte Draufsicht auf die Herdfläche einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem
Stapel Lamellen großen Durchmessers,
F i g. 3 das Schnittbild der Seitenansicht der Anordnung von F i g. 2,
Fig.4 die vereinfachte Draufsicht auf die Herdfläche
einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit vier Lamellenstapeln.
F i g. 5 das Schnittbild der Seitenansicht der Anordnung von F i g. 4,
F i g. 6 die vereinfachte Draufsicht auf die Herdfläche einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit mehreren
Stapeln von Reibsegmenten.
F i g. 7 das Schnittbilc der Seitenansicht der Anordnung
von I" ι g. b.
I ' μ. I /eigi in vereinfachter, schcmatischer Darstellung
eine Wärmebehandlungseinrichtung mit einem Kühlkreislauf in der erfindungsgernäßen Anordnung.
s Die Wiirmebehandlungseinrichtung besteht aus einem
Herd II, der wechselweise, je nachdem, ob geheizt
oder gekühlt werden soll, mit einem Heiz- oder einem
Kühlgewölbe überdeckt werden kann. Gezeichnet ist die Einrichtung in der Abkühlungsphase, während der
ίο der Herd 11 mit einem Kühlgcwölbe 12 überdeckt ist
Das Kühlgewölbc 12 ist mit einem Ventilator 121 und mit Belüftungsöffnungen 122 am Ventilator 121 sowie
mit Belüftungsöffnungen 123 am FuBc des Gewölbes 12
versehen, so daß bei Betrieb des Ventilators 121 ein
durch die nach oben weisenden Pfeile in seiner Richtung markierter Kühlluftstrom 124 entsteht.
Über dem Herd 11 ist eine Haube 13 vorgesehen welche mit ihrem unteren Rand in eine den Herd 11
ringsum umgebende, ölgefülltc Rinne 14 eingreift. Herd ίο 11 und Haube 13 umschließen auf diese Weise einen
Raum 15, durch den über eine absperrbare Zuführung 130 und eine absperrbare Abführung 132 ein Schutzgas
zur Vermeidung der Oxydation von im Raum 15 befindlichen Teilen 16 geleitet werden kann.
Mit ihrem oberen Teil stützt sich die Haube 13 gegen ein mi' dem Kühlgcwölbe 12 verbundenes Widerlager
125 ab, wenn ein mit Ut bezeichneter Herdteil mechanisch
oi»;er hydraulisch angehoben wird. Man kann aul
diese Weise die im Schutzgasraum befindlichen Teile 16 einem Pressendruck aussetzen. Derartige Vorrichtungen
sind bekannt und daher rieht dargestellt.
Die in F i g. I beispielsweise gezeichneten Teile 16 sind Kupplungslamellen, die so aufcinandergcslapelt
sind, daß sich die Form eines Hohlzylinders ergibt. Gemäß der Erfindung sind im Räume 15 am Herdteil
111 und auf einer auf dem Teil 111 befindlichen Zwischcnplattc
114 Gasführungselemcntc 112 und 113 sowie
zwischen Haube 13 und Teilestapcl 16 dritte Gasführungselcmente 161 angeordnet, wobei die Elemente
112 zur Zuführung, die Elemente 113 zur Abführung und die Elemente 161 zur Umlenkung eines Kühlgasstromes
131 dienen, dessen Richtung ebenfalls durch Pfeile markiert ist. Die Umlenkungselemcntc 161 sind
Kanäle in einer zum Abschluß auf den hohlzylinderförmigen
Stapel 16 gesetzten Platte.
Das Kühlgas, welches gleichzeitig Schutzgas ist, wird einem Kreislauf entnommen, der einen Wärmeaustauscher
17 mit einer Kühleinrichtung 171 und einem Füllanschluß 172, eine regelbare Umpumpvorrichtung 18.
Drossclclcmente 191 und 192, einen Filter 20 sowie Ab
Sperrventile 21 und 22 an der Zuführungsleitung 211 bzw. der Abführungsleitung 221 umfaßt.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann man
sowohl den Kühlgasstrom unmittelbar an das Gut selbst heranlenken, als auch den Verlauf des Abküh
lungsvorgangs durch Wahl der Abkühlungsgeschwin digkeit beeinflussen. Der durch die Ventile 21 und 2i
absperrbare Teil, in dem das gekühlte Gas bereitgehal ten wird, läßi sich ohne weiteres an mehrere Herde
gleichzeitig oder nacheinander anschließen, womit e:
gelingt. Anwärm- und Abkühlphasen wirtschaftlich auf einander abzustimmen.
In den F i g. 2 und 3, 4 und 5, 6 und 7 sind weiter
Beispiele für die Behandlung von Maschinenteilen mi der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt.
In den F i g. 2 und 3 ist gezeigt, wie ein Stapel 31 vo
Lamellen großen Durchmessers in der Form eine Hohlzylinders auf einem Herdteil 32 aufgebaut ist. Ei
Zufühiungselement 3 5 für das Kühlgas ist auf einer
/wischenplalte 322 vorzugsweise auswechselbar aufgesetzt.
1Hi Herd teil 32 befinden sieh Ableitungsöffnungen
321. Mine der Ofenraiim abschließende Schulzgashaube
ist mit 34 bezeichnet. Das dem Umlenkungselemeni 161
in I" i g. 1 entsprechende Element für den Stapel 31 ist hier nicht dargestellt.
'Jas Zuführungselement 33 weist in seinem Innern
ein System von mehrgängig wendelförmigen Kanälen
331 mit entsprechend vielen Austrittsöffriungeii auf. so
daß das unter Druck in das System eintretende Kühlgas beim Austritt in den Ofenraiim einen Dr;ill erhiilt. Hierdurch
wird dem Gas eine Zirkulationskomponente in der Waagerechten erteilt, wodurch der Kontaktweg
zwischen den zu kühlenden Teilen und dem Gas in gün- 'S
stiger Weise für die Ausnutzung der Kühlwirkung vcr
längert wird.
In den F i g. 4 und 5 ist die Anwendung der erfin· dungsgemäßen Anordnung einer Wärmebehandlung
von mehreren Stapeln 51 ringseheibenförmiger Gegen- ao
stände gleichzeitig, beispielsweise Kupplungslamellcn kleineren Durchmessers, gezeichnet. Auf einem Herdteil
52 sind die Stapel 51 so aufgebaut, daß sich mehrere Hohlzylinder ergeben. Die Stapel 51 sind dabei zusammen
mit einem Zuführungselement .'53 derart angeord- *5 net. daß in das Innere jedes Hohlzylinders Kühlgas aus
einer für jeden Stapel vorgesehenen Austrittsöffnung
531 gelangen kann, was durch die entsprechenden Pfeile angedeutet wird. Das Zuführungsclcment 53 ist mit
Hilfe einer Zwischenplattc 522 auf dem Herdteil 52 3" auswechselbar befestigt.
Jeder Hohlzylindcrstapel wird nach oben hin gegen die Schutzgashaubc durch ein nicht gezeichnetes Umlenkelement,
entsprechend dem Element 161 der Fig. 1, abgeschlossen, so daß jeder Stapel 51 analog
dem Stapel 16 innen und außen vom Kühlgas umflossen wird. Das Kühlgas wird nach seinem Wege um die Stapel
51 herum durch im Herdteil 52 befindliche Absaugkanäle 521 abgeführt und der Kühleinrichtung 171 beispielsweise
wieder zugeleitet.
In den Figo und 7 schließlich ist gc/eigl. wie man
mit der erfindungsgemäßen Anordnung mehrere Stapel 71 von scgmentförmigen. flachen Teilen. /.. B. auf Blechen
als Träger aufgesinterte Bremsbeläge, gleichzeitig behandeln kann. *5
Auf einem Herdteil 72 über einer Zwischenplattc 722 ist ein Zuführungselement 73. vorzugsweise auswechselbar,
aufgesetzt. Die .Segmentstapel 71 sind so aufgebaut, daß sich vor jedem Stapel zur Mitte der Anordnung
hin eine Öffnung 731 des Zuführungselementes 73 fcefindet, aus welcher der Gasstrom zur Kühlung des
Stapels derart nach oben gegen die der Mitte zugekehrte Innenseite des Stapels gerichtet nach oben
strömt, daß der Stapel optimal von dem Kühlgas umspült wird, bevor dieses durch Absaugöffnungen 721 im
Herdteil 72 der Kühleinrichtung wieder zufließt.
Die Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens und der für die Ausführung des Verfahrens benutzten erfindungsgemäßen
Einrichtung sollen mit Hilfe der folgenden 3eispiele noch verdeutlicht werden.
Die zu behandelnden Kupplungslamelle^ Gewicht 250 kg, bestehend aus auf pulvermetallurgischem Wege
hergestellten Reibbelägen auf verstärkenden Trägerblechen aus Stahl, wurden 5 Stunden auf 830"C aufgeheizt.
Während eines Zeitraumes, in dem der Ofen auf
6o gleichmäßige Temperatur gebracht wird, versinterl das
Material der Belüge mit dem Material der Trägcrblcclie.
Zum Schulze vor unerwünschter Oxydation strömt ein inertes oder redu. iercnd wirkendes Gasgemisch,
das Schutzgas, in einer Menge von bis zu 2 mVli durch
den von der Sclnitzgashaube abgeschlossenen Teil des Ofens, in dein sich der Sinterprozeß abspielt. Die
brennbaren Bestandteile des Schutzgases werden am Austrittsrohr verbrannt.
Dem Sintervorgang folgt der Abkühlvorgang. Hierzu wird der mit einer I !übungseinrichtung versehene Gewölbeteil
des Sinterofens gegen eine Kühlhaubc ausgetauscht. Die Kühlhaube ist mit einem Ventilator verschen,
welcher die Luft der Umgebung durch den Zwischenraum zwischen Schutzgas- und Kühlhaubc hindurchsaugt,
wodurch die Wärme von der Oberfläche der Schutzgashaubc abgeführt wird.
Dieser übliche Abkühlvorgang dauert IO bis 12 Stunden
und ist außerdem mit den geschilderten erheblichen Nachteilen für die im Ofen befindlichen Teile verbunden.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird zusätzlich zu der beschriebenen Außenkühlung gekühltes
Schutzgas in den Schutzgasraum eingeblasen und unmittelbar über die zu kühlenden Teile geleitet, wodurch
diese wesentlich schneller und gleichmäßiger abkühlen.
Man erreicht eine Abkühlungszeit von 40 Minuten für die Abkühlung der Teile von 830 auf 300"C dadurch
daß man ungefähr 5OmVh Schutzgas mit einer Eing.-.pgslempcratur
von 25 bis 300C durch den mit 250 kg Teilen besetzten Schutzgasraum hindurchpumpt. Bei
30 "C wird der Kühlgaskrcislauf wieder abgestellt und in etwa 2'/.'Stunden auf die bekannte Weise, d.h. mit
der Kühlhaube allein, auf Raumtemperatur heruntergekühlt, so daß die gesamte Abkühlzeit ungefähr 3 Stunden
gegenüber früher 10 bis 12 Stunden beträgt.
Da das Kühlgas im Kreis hcrumgepumpt wird und nur nach einer Neubeschickung des Ofens ergänzt werden
muß. spart man mit diesem Verfahren erheblich an Zeil bei nur geringfügig erhöhten Kosten für den Betrieb
der Anordnung. Außerdem erzielt man eine bedeutende Qualitätsverbesserung und verringert die
Ausschußquote der nicht mehr maßgetreuen Teile.
Ein weiteres Bespiel für die vorteilhaften Anwcn
dungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Wärmebehandlung von Kupplungs- odei
Bremslamellen ist die Durchführung eines Sinterverfahrens für den Reibbelag und daran anschließen
eines Vergütungsverfahrens für das Trägerblech, da: eine bestimmte Festigkeit aufweisen soll. Dieses Bei
spiel zeigt noch deutlicher, welche Qualitätsverbesse rungen mit dem neuen Verfahren zu erzielen sind. Da
Material des Trägerblechs, ein legierter Stahl mit Ge halten an 0,24% C,
< 0,035% Si, 0,5% MN, <0,035%R <
0.035% S, 1.4% Cr, 0,55% Mo, 0.2% V, wird mi
einer Zugfestigkeit von 70 bis 85 kp/mm2 in den Qfei
gebracht. Bei Abkühlung mit den bekannten Vorrich tungen nach den üblichen Verfahren fällt die Festigkei
ungefähr auf die Hälfte. Bei Abkühlung nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren mit einer erfindungsgemä
Ben Einrichtung dagegen, mit 60 bis 70 m3/h gekühlter Schutzgas, Eingangstemperatur etwa 20°C. kühlt ma
die Teile in 35 bis 55 Minuten von 830 auf 3500C herur
ter und erreicht damit Festigkeitswerte von 65 b 75 kg/mm2.
409 550/24
i)ie im Ofenraum befindlichen Teile werden entwer
während des .Sinterverfahrens (Hler nach dem Sinti
durch erneutes Anwärmen auf eine Temperatur bracht, die der Slahlqiialilät des Trägerblechs ent
■echend oberhalb der G.O.S.-Linie ties F'isen-Kohlen
»ff/.iistandschaubildes liegt und anschließend so
inell wie möglich abkühlt. Die Abkühlgesehwindigit
muli dabei so gewählt werden, daIJ die Umwandig
de* Ciefü'es des Stahlmalerials. die Unterkühlung
s Aiistenits, nicht in der F-'errit-Pcrliislufe. sondern
erwiegend in der Zwischenstufe erfolgt.
Uei dieser Umwandlung entsteht ein zähes, gleichinä
Uei dieser Umwandlung entsteht ein zähes, gleichinä
10
l.liges, nailliges Oefiige, auch als »Zwischenstufengcfüge«
bezeichnet, mit einer wesentlich höheren l'estigkcit als das durch die bisherige, langsame Abkühlung erreichbare,
giob-körnige f'errii-PeiTitgefüge mit den
ausgeprägten Korngrößen.
Das Umwandliingsverhaltcn der verschiedenen
Stahlsorten ist in Zcil-Tempcratiir-l Imwandlungsschaiibildern
dargestellt, die von den Stahllieferantcn zu beschaffen sind. Aus diesen Diagrammen lassen sich
die Angaben über Temperaturen und Abkühlungsgeschwindigkeiten entnehmen.
Hierzu 2 Blatt Zeichmingen
Claims (8)
1. Verfahren zur Wärmebehandlung von auf Stahlblech befestigten, gesinterten Rcibbelägen
oder ähnlichen Maschinenteilen in einem mit
Schutzgas fiillbaren Ofenrauni, der wechselweise von außen beheizt oder zwangsabgnkühli werden
kann, dadurch gekennzeichnet, dall nach
Beendigung des Aufwärmvorganges zusätzlich zu der äußeren Zwangskühlung ein Strahl des in einem
Kreislaufsystem gekühlten Schutzgases auf die im Ofenraum befindlichen Teile gerichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ofenraum befindlichen Teile
durch eine vorzugsweise von innen nach außen gerichtete Strömung des gekühlten Schutzgases angeblasen
werden.
J. Verfahren zur Behandlung von in lluhl/ylinderform
stapelbaren Teilen nach den Ansprüchen 1 und 2. wobei der Ofenraum von außen durch eine
von unten !,,.eh oben gerichtete Strömung gekühlt
»ird. dadurch gekennzeichnet, daß der Kuhlgasstrom im Innern des Teilestapels im Ofenraum von
unten nach oben und außerhalb des Stapels um
oben nach unten geführt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1. 2 und/oder 3. dadurch gekennzeichnet, dl! die Strömungsgeschwindigkeit
des in den Ofenrauni eingeblasenen Stroms des gekühlten Schutzgases auf das 30- bis
SOIache des wahrend der Anwarmperiode in den
Ofen eingeh senen Schntzgasstromes erhöht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß Jas aus dem Wärmeaustauscher
austretende, gekühlte Schutzgas mit einer regelbaren IJmpiimpvori .chtung in den Ofen
cingcblusen wird.
b. Wärmebehandlungsvorrichtung /ur Durchführung
des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ofenraum
(15) ein mit diisenartigcn Eintrittsöffnungen
(331: 531; 731) versehenes Zuführungselement (112;
33; 53: 73). ein mit Auslassöffnungen (113:321:521:
721) versehenes Herdteil (111: 32·"52: 72) sowie gegebenenfalls
ein mit Umlenkkanälen (161) versehencs Element angeordnet sind und daß zu dem Zuführungselement
(112; 33; 53; 73) eine drossel- und absperrbare Leitung (211) hinführt, welche über
eine regelbare Umpumpvorrichtung (18) von einem auch als Speicherraum nutzbaren, mit einer Kühlvorrichtung
(171) versehenen Wärmeaustauscher (17) herkommt, der an seiner Eingangsseite mit dem
Abführiingsclemcnt des Herdteilcs (111; 32; 52; 72)
durch eine abspcrrbarc Leitung (221) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß der das Kühlgas bereithaltende Teil
(211. 18, 17 und 221; an mehrere Herde (111; 32: 52;
72) gleichzeitig oder nacheinander anschließbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch b iind/oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die /.!!führungselemente
(112; 33; 53; 73) auswechselbar angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche b bis y.
dadurch gekennzeichnet, daß die Gasziiführungskaniile
(331) in dem Zuführungselemenl (33) in der form einer mehrgängigen Wendel angeordnet sind.
676 2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722256676 DE2256676C3 (de) | 1972-11-18 | 1972-11-18 | Verfahren zur Wärmebehandlung von Reib-Lamellen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722256676 DE2256676C3 (de) | 1972-11-18 | 1972-11-18 | Verfahren zur Wärmebehandlung von Reib-Lamellen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2256676A1 DE2256676A1 (de) | 1974-06-06 |
DE2256676B2 true DE2256676B2 (de) | 1974-12-12 |
DE2256676C3 DE2256676C3 (de) | 1975-07-24 |
Family
ID=5862122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722256676 Expired DE2256676C3 (de) | 1972-11-18 | 1972-11-18 | Verfahren zur Wärmebehandlung von Reib-Lamellen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2256676C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3335283A1 (de) * | 1983-09-29 | 1985-04-18 | Dr. Werner Herdieckerhoff, Nachf. Industrieöfen-Apparatebau, 4750 Unna | Verfahren zur waermebehandlung von metallen in topf- oder haubenoefen |
-
1972
- 1972-11-18 DE DE19722256676 patent/DE2256676C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2256676C3 (de) | 1975-07-24 |
DE2256676A1 (de) | 1974-06-06 |
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DE228266C (de) | ||
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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