DE2256676C3

DE2256676C3 - Verfahren zur Wärmebehandlung von Reib-Lamellen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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Publication number: DE2256676C3
Application number: DE19722256676
Authority: DE
Inventors: Bernhard 2057 Reinbek Huettermann; Karl 2056 Glinde Mertl; Wolfgang 2057 Reinbek Valentin
Original assignee: Jurid Werke GmbH
Current assignee: Mertl Karl 2056 Glinde De
Priority date: 1972-11-18
Filing date: 1972-11-18
Publication date: 1975-07-24
Also published as: DE2256676B2; DE2256676A1

Description

Gesinterte Reibbeläge werden nach den Verfahren der Pulver-Metallurgie, d. h. durch Pressen von Pulvern in Formen und anschließende Wärmebehandlung, aus Gemischen von metallischen und mineralischen Pulvern hergestellt Dabei dienen die metallischen Pulver, hauptsächlich Kupfer- oder Eisenlegierungen, als Gerüst für die mineralischen Pulver, mit denen wesentliche Eigenschaften des Materials. z.B. der Reibwert eingestellt werden. . .

Da das Sinterma:erial 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. Biege- and Zugfesüg keit gewachsen sein, da gesintertes Peibmatenal in den Be'astungsbereichen eingesetzt wird, in denen die hauptsächlich aus Asbest in Harzbindung bestehenden, organisch gebundenen Reibwerkstoffe nicht mehr ausreichen, d. h. im Schwermaschinen- und Fahrzeugbau sowie Ln Flugzeugbau.

Die Beläge können durch Lötung auf den Tragern befestigt sein. Eine andere viel angewendete Möglich keit besteht darin, die aus Pulvern gepreßten Metall-Formteile, gegebenenfalls nach einer vorangehenden ersten Sinterung, auf die Träger aufzulegen und. mei stens unter Anwendung von Druck, auf den Stahlträgern aufzusintern.

Hieraus folgt daß bei den Trägerblechen nicht nur hohe Ansprüche an die mechanische Festigkeit gestellt werden, sondern auch hohe Ansprüche an die Warmfestigkeit, wenn die mechanische Festigkeit während des Sinterverfahrens und nachher im Betriebe erhalten bleiben soll. Man setzt daher für hoch beanspruchte Trägerbleche üblicherweise legierte 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 Schutzgas, füllbaren Raum auf tlie 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 beheizbares Gewölbe, die Glühhaube, über den Schutzgasraum gesetzt; zur Abkühlung wird die Glühhaube meistens gegen eine Kühlhaube ausgetauscht. Dies ist eine über den Schutzgasraum setzbare Vorrichtung mit einem Ventilator, mit welchem Kühlluft angesaugt werden kann, um den Schutzgasraum an seiner äußeren Oberfläche zu kühlen; Es ist aber auch üblich, den oberen Teil des Schutzgasraums, die Schutzgashaube 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-

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hingszeit kann ein Mehrfaches der Aufheizzeit betragen.

Der langwierige Abkühlungsprozeß wirkt sich außerdem nachteilig auf die Festigkeit der Stahlträger aus. Stahlträger, die mit hoher mechanischer Festigkeit & h. im Vergütungszustand, in den Ofen gebracht werden, wie es insbesondere für hochbeanspruchte Brems- oder Kupplungslamellen notwendig ist, verlieren an Festigkeit Die Festigkeit sinkt auf Werte, wie sb für weichgeglühtes Material angegeben werden. Andererseits könner 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 Spannungsverlauf infolge der ungleichmäßigen Wärmeabflusses. Die Maßhaltigkeit leidet; die Ausschußquote steigt

Aus der DT-AS 1 290 558 ist ein Haubenglühofen zur Wärmebehandlung und anschließender Kühlung von Metallbunden bekannt mit tiner auf einer Grundplatte stehenden, wärmeleitenden Innenhaube und einer wärmeisolierenden Außenhaube mit dazwischen wärmezuführender Beheizungsvorrichtung, einem Radialgebläse zum Umwälzen der Ofenatmosphäre 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 de: Zwischenbodens das Radialgebläse und ein Wärmeaustauscher für die Kühlung angeordnet sind. Hierbei ist vorgesehen, daß die Ofenatmosphäre von oben angesaugt und radial in den Raum zwischen dem Zwischenboden und der Grundplatte in den Wärmeaustauscher abgegeben wird, der während der Kühlperiode arbeitet wenn die Außenhaube abgehoben ist. Auch bei dieser Vorrichtung ist die Führung der erhitzten Gase ungünstig, so daß die Abkühlungszeit unnötig lang wird. Die Ofenatmosphäre wird aus der Mittelachse der Metallbunde nach unten angesaugt und an der Innenwand der Innenhaube nach oben wieder abgegeben. Damit wird ■ Ie zwar dort abgesaugt, wo das Gas am wärmsten ist, ,-. »er das gekühlte Gas wird dort ungerk 'net wieder in den Ofenraum zurückgeleitet, wo durch die wärmeleitende Itinenhai'be 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 Strömungswiderstand des Wärmeaustauschers vor sich hat. Nachteile für die Festigkeit des Materials von Trägerblechen sind auch bei dieser Vorrichtung nicht auszuschließen.

Zur Lösung der Aufgabe, die Abkühhng 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 hindurchgeleitet werden kann.

Nach der Erfindung ist bei diesem Verfahren vorgesehen, daß 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.

Durch dieses Verfahren kann man schneller kühlen als bisher und eine beträchtliche Zeitersparnis erreichen.

Sodann kann man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bewirken, daß das beim Sintern angewärmte Trägermaterial so schnell abkühlt daß es die Festigkeitseigenschaften eines Vergütungsgefüges bekommt was man sonst nur durch Abschrecken und Anlassen erreichen kann. Die Festigkeitswerte vergüteter Materialien bleiben im wesentlichen erhalten. Auf diese Weise wird auch die Auswahl der als 1 rägermaterial einsetzbaren Stähle größer, so daß sich unter Umständen auch Ersparnisse durch Verwendung billigerer Materialien machen lassen.

'5 Die durch Gasführungselemente im Ofenraum unmittelbar auf die Teile gerichtete Strömung des gekühlten Schutzgases bietet die vorteilhafte Möglichkeit die Teile zur Kühlung direkt anzublasen und nicht bloß durch die innere Schutzgashaube indirekt zu kühlen oder gekühlte Ofenatmosphäre nur umzuwälzen. Der Kühlgasstrom läßt sich auch durch entsprechende Führung, wie noch gezeigt werden soll, der Form der zu kühlenden Teile optimal anpassen.

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 Schutzgases 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 irn Innern des Schutzgasraumes bereits höhere Temperaturen angenommen hat

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt aber vor allem in der Möglichkeit die Festigkeitswerte von Vergütungstählen zu beeinflussen. Hierfür braucht man nach Beendigung des Aufwärmvorganges schnell große Kühllgasmengen. Als besonders wirkungsvoll hat sich eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Schutzgases um das dreißigbis fünfzigfache der normalen Geschwindigkeit erwie-

sen.

Die großen Mengen an gekühltem Schutzgas, die hierbei durch den Ofenraum fließen, werden nach einem weiteren Verfahrensmerkmal in einem Kreislaul geführt, in den der Ofenraum während der Abkühlzei

eingeschaltet wird. Hierdurch wird günstigerweis« praktisch dieselbe Gasmenge immer wieder herumge führt. Die im Kreislauf befindliche Gasmenge muß al lerdings um die Ofenraumfüllung ergänzt werden, wel ehe bei der öffnung des Ofenraums für die Herausnah

65 me der fertigen Teile und für den Einsatz noch zu be handelnder Teile verlorengeht.

Der Kreislauf ist so vorgesehen, daß das aus den Ofenraum austretende Schutzgas einem Wärmeaustau

scher mit Kühlanlage zugeführt und daß das gekühlte Schutzgas mit einer regelbaren Umpumpvorrichtung wieder in den Ofen eingeblasen wird. Hierdurch ergibt sich der verfahrensmäßige Vorteil, daß die Umpumpvorrichtung 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 zu bekannten Verfahren nicht nur oxydationshindernd wirken zu lassen, sondern als Energieträger mit heranzuziehen. H^:?rbei kann man die Möglichkeiten wahrnehmen, die sich dadurch ergeben, daß das gekühlte Schutzgas auf günstig? Weise unmittelbar auf die zu kühlenden Teile geleitet wird. Vor allem aber lassen sich nunmehr Vergütungswirkungen erreichen, durch entsprechende Wahl der einzublasenden Gasmenge, 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 Zuführungselement, ein mit Austrittsöffnungen versehenes Führungselement sowie gegebenenfalls ein mit Umlenkkanälen versehenes Element angeordnet sind und daß zu dem Zuführungselement eine drossel- und absperrbare Leitung hinführt welche über eine regelbare Umpumpvorrichtung von einem auch als Speicherraum nutzbaren, mit einer Kühlvorrichtung versehenen Wärmeaustauscher herkommt der an seiner Eingangsseite mit dem Abführungselement durch eine absperrbare Leitung verbunden ist

Vorzugsweise ist der aus Wärmeaustauscher. Umpumpvorrichtung, Absperr- und Drosselelementen sowie Verbindungsleitungen bestehende Teil des Kühlkreislaufes so ausgeführt daß er an mehrere Ofenräume nacheinander oder zugleich angeschlossen werden kana 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 Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung erläutert und dargestellt skid. Es zeigt

F i g. 1 den erfindungsgemäßen Kühlkreislauf mit einem Schnittbild der Wärmebehandhmgsvorrichtang,

F i g. 2 die vereinfachte Draufsicht auf die Herdfläche einer erfmdungsgemäßen Einrichtung mit einem Stapel Lamellen gro8en Durchmessers,

F i g. 3 das Schnittbild der Seitenansicht der Anordnung von F i g. 2.

F i g. 4 die vereinfachte Draufsicht auf die Herdfläche einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit vier Laroeüenstapein,

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 erfmdungsgemäßen Einrichtung mit mehreren Stapeln von Reibsegmenten,

F i g. 7 das Schnittbild der Seitenansicht der Anord

nung von F i g. 6.

F i g. 1 zeigt in vereinfachter, schematischer Darstellung eine Wärmebehandlungseinrichtung mit einem Kühlkreislauf in der erfindungsgemäßen Anordnung.

S Die Wärmebehandlungseinrichtung besteht aus einem Herd ti, 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 Kühlgewölbe 12 überdeckt ist. Das Kühlgewölbe 12 ist mit einem Ventilator 121 und mit Belüftungsöffnungen 122 am Ventilator 121 sowie mit Belüftungsöffnungen 123 am Fuße 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, ölgefüllte Rinne 14 eingreift Herd 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 mit dem Kühlgewölbe 12 verbundenes Widerlager 125 ab, wenn ein mit Ul bezeichneter Herdteil mechanisch oder hydraulisch angehoben wird Man kann auf diese Weise die im Schutzgasraum befindlichen Teile 16 einem Pressendruck aussetzen. Derartige Vorrichtungen sind bekannt und daher nicht dargestellt

Die in F i g. 1 beispielsweise gezeichneten Teile 16 sind Kupplungslamellen, die so aufeinandergestapelt sind daß sich die Form eines Hohlzylinders ergibt.

Gemäß der Erfindung sind im Räume 15 am Herdteil 111 und auf einer auf dem Teil Ul befindlichen Zwischenplatte 114 Gasführungselemente 112 und 113 sowie zwischen Haube 13 und Teilestapel 16 dritte Gasführungselemente 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 Umlenkungselemente 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 Drosselelemente 191 und 192, einen Filter 20 sowie Absperrventile 2t und 22 an der Zuführungsleitung 211 bzw. der Abführungsleitung 221 umfaßt

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann mar sowohl den Kühlgasstrom unmittelbar an das Gu

SS selbst heranlenken, als auch den Verlauf des Abküh lungsvorgangs durch Wahl der Abkühhmgsgeschwin digkeit beeinflussen. Der durch die Ventile 21 und Z absperrbare Tefl. in dem das gekühlte Gas bereitgehal ten wird, IiBt steh ohne weiteres as mehrere Herd'

te gleichzeitig oder nacheinander anschließen, womit e gelingt Anwärm- und Abkuhiphasen wirtschaftlich aul einander abzustimmen.

in den F i g. 2 und 3, 4 und 5. 6 und 7 sind weiter Beispiele für die Behandlung von Maschinenteilen m

6s der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt

In der. 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

«3F:

Zuführungselement 33 für das Kühlgas ist auf einer Zwischenplatte 322 vorzugsweise auswechselbar aufgesetzt. Im Herdteil 32 befinden sich Ableitungsöffnungen 321. Eine den Ofenraum abschließende Schutzgashaube ist mit 34 bezeichnet. Das dem Umlenkungselement 161 in Fi g. 1 entsprechende Element für den Stapel 31 ist hier nicht dargestellt.

Das Zufuhrungselement 33 weist in seinem Innern ein System von mehrgängig wendeiförmigen Kanälen 331 mit entsprechend vielen Austrittsöffnungen auf, so daß das unter Druck in das System eintretende Kühlgas beim Austritt in den Ofenraum einen Drall erhält. Hierdurch wird dem Gas eine Zirkulationskomponente in der Waagerechten erteilt, wodurch der Kontaktweg zwischen den zu kühlenden Teilen und dem Gas in gün- »5 stiger Weise für die Ausnutzung der Kühlwirkung verlängert wird.

In den F i g. 4 und 5 ist die Anwendung der erfindungsgernäßen Anordnung einer Wärmebehandlung von mehreren Stapeln 51 ringscheibenförmiger Gegen- *o stände gleichzeitig, beispielsweise Kupplungslamellen 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 Kohlzylinders Kühlgas aus einer für jeden Stapel vorgesehenen Austrittsöffnung 531 gelangen kann, was durch die entsprechenden Pfeile angedeutet wird. Das Zuführungselement 53 ist mit Hilfe einer Zwischenplatte 522 auf dem Herdteil 52 auswechselbar befestigt

Jeder Hohlzylinderstapel wird nach oben hin gegen die Schutzgashaube durch ein nicht gezeichnetes Umlenkelement entsprechend dem Element 161 der F i g. 1, abgeschlossen, so daS jeder Stapel 51 anaiog 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 4»

In den F i g.6 und 7 schließlich ist gezeigt wie man mit der erfindungsgemäßen Anordnung mehrere Stapel 71 von segmentförmigen. flachen Teilen, z. B. auf Blechen ak Träger aufgesinterte Bremsbeläge, gleichzeitig behandeln kann. *5

Auf einem Herdteil 72 über einer Zwischenplam 722 ist em Zuführungselement 73. vorzugsweise auswechselbar, aufgesetzt Die Segmentstapel 71 sind so aufgebaut, daß sich vor jedem Stapel zur Mitte der Anordnung hi« eine öffnung 731 des Zufahrungselementes 73 5» befindet, as weicher der Gasstrom zur Kühlung des Stapel* derart nach oben gegen dte der Mitte zugekehrte Innenseite des Stapels gerichtet nach oben strömt daS der Stapel optimal von dem Kühlgas um spüh wird, bevor dieses durch Absaugöfrnungen 721 im SS Herdteil 72 der Kühleinrichtung wieder zufließt

Die Vorzüge des erfmdungsgemäßen Verfahrens, und der für die Ausführung des Verfahrens benoteten erfm dungspemaßen Einrichtung sollen mit Hilfe der folgen den Beispiele noch verdeutlicht werden

Beispiel 1

Die zu behandelnden Kupplungslamelle!! Gewicht 250 kg. bestehend aus auf pulvermetalhirgischern Wege *i hergestellten Reibbelagen auf verstärkenden Träger blechen aus Stahl, werden 5 Stunden auf 830' C auf ge heizt Während eines Zettraumes, in dem der Ofen auf

6o gleichmäßige Temperatur gebracht wird, versintert das Material der Beläge mit dem Material der Trägerbleche. Zum Schütze vor unerwünschter Oxydation strömt ein inertes oder reduzierend wirkendes Gasgemisch, das Schutzgas, in einer Menge von bis zu 2 m³/h durch den von der Schutzgashaube abgeschlossenen Teil des Ofens, in dem sich der Sintelrprozeß abspielt. Die brennbaren Bestandteile des Schutzgases werden am Austragsrohr verbrannt

Dem Sintervorgang folgt der Abkühlvorgang. Hierzu wird der mit einer Heizungscinrichtung versehene Gewölbeteil des Sinterofens gegen eine Kühlhaube ausgetauscht Die Kühlhaube ist mit einem Ventilator versehen, welcher die Luft der Umgebung durch den Zwischenraum zwischen Schulzgas- und Kühlhaube hindurchsaugt, wodurch die Wärme von der Oberfläche der Schutzgashaube abgeführt wird.

Dieser übliche Abkühlvorgang dauert 10 bis 12 Stunden und ist außerdem mit den geschilderten erheblichen Nachteilen für die im Ofen befindlichen Teile verbunden.

Mif 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^cC dadurch daß man ungefähr 50 mVh Schutzgas mit einer Eingangstemperatur von 25 bis 30° C durch den mit 250 kg Teilen besetzten Schutzgasraum hindurchpumpt. Bei 30 ⁰C wird der Kühlgaskreislaiif wieder abgestellt und in etwa 2'/2 Stunden auf die bekannte Weise, d. h. mit der Kühlhaube allein, auf Raumtemperatur heruntergekühlt so daß die gesamte Abkühlzeit ungefähr 3 Stun den gegenüber früher 10 bis 12 Stunden beträgt.

Da das Kühlgas im Kreis herumgepumpt wird und nur nach einer Neubeschickung des Ofens ergänzt werden muß. spart man mit diesem Verfahren erheblich an Zeit bei nur geringfügig erhöhten Kosten für den Betrieb der Anordnung. Außerdem erzielt man eine bedeutende Qualitätsverbesserung und verringert die Ausschußquote der nicht mehr maugetreuen Teile.

Beispiel 2

Ein weiteres Bespiel für die vorteilhaften Anwen dungsmöghchkeiten des erfindungsgemäßen Verfah rens bei der Wärmebehandlung von Kupplungs.- ode Bremslamelle!! is» dte Durchführung eines Simerver fahren«, für den Reibbelag und daran anschließen« eines Y ergütungs verfahren* fur das Tragerblech, da eine bestimmte Festigkeit aufweisen sofl. Dieses Bei spiel zetgi noch deutttdter, welche Qualitatsverbesse rungen mit dem neuen Verfahren »ι ernelen sind Da Material des Trägerblechs. em legierter Stahl mit Gc haher an 0.24% C. < 0035% Si. 0.5% MN, < 0.033% P < 0.035% S. 1.4% Cr, 055% Mo. O#Sb V. wird m einer Zugfestigkeit von 70 bis 85 fcp/mm* in den Ofe gebracht Bei Abkühlung mit den bekannten Vorrief tungen nach den üblichen Verfahren fällt die Festigke ungefähr auf die Hälfte Bei Abkühlung nach dem erftr dungsgemäßen Verfahren mit einer erfmdung&genti Ben Einrichtung dagegen, mn 60 bis 70 tnVh gekühhei Schutzgas. Eingangstemperatur etwa 2S⁰C. kuhli ms die Teik in 35 bis 55 Minuten von 630 auf 350⁰C herui ter und erreicht damit Festigkeitswerte von 65 b 75 kg/mnv.

509 630*23

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Die im Ofenraum befindlichen Teile werden entweder während des Sinterverfahrens oder nach dem Sintern durch erneutes Anwärmen auf eine Temperatur gebracht, die der Stahlqualität des Trägerblechs entsprechend oberhalb der GOS.-Linie des Eisen-Kohlenstoff-Zustandschaubildes liegt und anschließend so schnell wie möglich abkühlt. Die Abkühlgeschwindigkeit muß dabei so gewählt werden, daß die Umwandlung des Gefüges des Stahlmaterials, die Unterkühlung des Austenits, nicht in der Ferrit-Perlitstufe, sondern flberwiegend in der Zwischenstufe erfolgt.

Bei dieser Umwandlung entsteht ein zähes, gleichmä-

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ßiges, nadliges Gefüge, auch als »Zwischenstufengefüge« bezeichnet, mit einer wesentlich höheren Festigkeil als das durch die bisherige, langsame Abkühlung erreichbare, grob-körnige Ferrit-Perlitgefüge mit dei! ausgeprägten Korngrößen.

Das Umwandlungsverhalten der verschiedener Stahlsorten ist in Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubildern dargestellt, die von den Stahllieferanten zu beschaffen sind. Aus diesen Diagrammen lassen sich ίο die Angaben über Temperaturen und Abkühlungsgeschwindigkeiten entnehmen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

J. Verfahren zur Wärmebehandlung von auf Stahlblech befestigten, gesinterten Reibbelägen oder ähnlichen Maschinenteilen in einem mit ,Schutegas fällbaren Ofenraum, der wechselweise von außen beheizt oder zwangsabgekühlt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung des Aufwärmvorgange:» zusätzlich zu ■< > der äußeren Zwangskühlung ein Strahl des in einem Kreislaufsystem gekühlten Schutzgases auf die im Ofenraum befindlichen Teile gerichtet wird.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ofenraum befindlichen Teile >5 durch eine vorzugsweise von innen nach außen gerichtete Strömung des gekühlten Schutzgases angeblasen werden.

3. Verfahren zur Behandlung von in Hohlzylinderform stapelbaren Teilen nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei der Ofenraum von außen durch eine von unten nach oben gerichtete Strömung gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet daß der Kühigasstrom im Innern des Teilestapels im Ofenraum von unten nach oben und außerhalb des Stapels von oben nach unten geführt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des in den Ofenraum eingeblasenen Stroms des gekühlten Schutzgases auf das 30- bis 50fache des während der Anwärmperiode in den Ofen eingelassenen Schutzgasstromes erhöht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Wärmeaustauscher austretende, gekühlte Schutzgas mit einer regelbaren Umpumpvorrichtung in den Ofen eingeblasen wird.

6. Wärmebehandlungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ofenraum (15) ein mit düsenartigen Eintrittsöffnungen (331; 531; 731) versehenes Zuführungselement (112; 33; 53; 73), ein mit Austrittsöffnungen (113; 321; 521; 721) versehenes Herdteil (111; 32; 52; 72) sowie gegebenenfalls ein mit Umlenkkanälen (161) versehenes 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 Abführungselement des Herdteiles (Ul; 32; 52; 72) durch eine absperrbare Leitung (221) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der cLs Kühlgas bereithaltende Teil (211,18,17 und 221) an mehrere Herde (111; 32; 52; 72) gleichzeitig oder nacheinander anschließbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungselemente (112; 33; 53; 73) auswechselbar angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungskanäle (331) in dem Zuführungselement (33) in der Form einer mehrgängigen Wendel angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von auf Stahlblech befestigten, gesinterten Reibbelägen oder ähnlichen Maschinenteilen in einem mit Schutzgas füllbaren Ofenraum der wechselweise von außen beheizt oder zwangsgekühlt werden kann eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah-