DE2256676B2 - Verfahren zur Wärmebehandlung von Reib-Lamellen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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"J^1-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.

Beispiel 1

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.

Beispiel 2

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.

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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

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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)

i'atentansprüche: 2

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.

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