DE3804654A1 - Verfahren zum herstellen von waelzlagerelementen aus einem mikrolegierten stahl - Google Patents
Verfahren zum herstellen von waelzlagerelementen aus einem mikrolegierten stahlInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
von Wälzlagerelementen aus einem mikrolegierten Stahl gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird eine
Wälzlagerachsbuchse aus mikrolegiertem Vergütungsstahl auf
Härtetemperatur erwärmt und anschließend partiell gehärtet,
indem lediglich an den Laufbahnen der Achsbuchse mit einer
wässrigen Lösung abgeschreckt wird (DE-PA 18c, 2/37, J 7200).
Dieses bekannte Verfahren ist aufwendig und teuer, weil beim
Abschrecken komplizierte Abdeckmittel für die nicht zu härtenden
Oberflächenabschnitte der Achsbuchse vorgesehen werden müssen.
Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Wälzlagerelementen
der angegebenen Gattung zu schaffen, das trotz Warmumformung
und anschließender zerspanender Formgebung der Wälzlagerelemente
sowie partieller Oberflächenhärtung besonders wirtschaftlich
anwendbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1
gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die
Wälzlagerelemente beim gesteuerten Abkühlen vergütet und somit
für die anschließende zerspanende Formgebung vorbereitet werden.
Demgemäß erübrigt sich eine besondere Wärmebehandlung
(z. B. GKZ-Glühen), die normalerweise zum Verbessern der
Zerspanbarkeit der Wälzlagerelemente vorgesehen wird. Hinzu
kommt, daß die erfindungsgemäß hergestellten Wälzlagerelemente
eine besonders hohe Streckgrenze aufweisen, was bei deren
Ausbildung als Flanschaußenringe für Radlagereinheiten von
Vorteil ist. Außerdem wird ein mikrolegierter Stahl verwendet,
der besonders preisgünstig ist und sich mit relativ geringen
Kräften warmumformen läßt.
Schließlich werden beim erfindungsgemäßen Verfahren die
Laufbahnen der Wälzlagerelemente ohne Zuhilfenahme von
Einsatzmittel, oberflächengehärtet, so daß das Wälzlagerelement
eine in seiner bzw. seinen Laufbahnen eine hohe Härte bei
gleichzeitig hoher Zähigkeit und Bruchfestigkeit aufweist.
Derartige Festigkeiten sind vor allen Dingen bei kompliziert
geformten, stoßbelasteten Wälzlagerelementem, z. B. bei
Radlagerelementen oder bei Drehkranzlagerelementen, von Vorteil.
Es ist zwar auch ein gesteuertes Abkühlen von Kurbelwellen- oder
Nockenwellen aus der Schmiedehitze bekannt, um diese zu vergüten
und anschließend zerspanend bearbeiten zu können (DE-PS 32 10 204).
Dabei wird jedoch eine für die Herstellung von
Wälzlagerelementen zu hohe Obergrenze des Schwefelgehaltes des
Stahls zugelassen. Eine Oberflächenhärtung dieser Wellen auf die
für Wälzlagerlaufbahnen erforderliche Härte von mindestens
58 HRC ist nicht vorgesehen, weil diese aus einem mikrolegierten
Stahl mit relativ niedrigem C-Gehalt hergestellt sind.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Mit der Maßnahme nach Anspruch 2 wird eine besonders einfache
Vergütung des Stahls ohne besondere Wärmezufuhr erreicht.
Die Maßnahme nach Anspruch 3 hat zur Folge, daß die
Abkühlungsrate entsprechend den Vergütungseigenschaften der
Stahlsorte eingestellt werden kann, und zwar durch
entsprechendes Steuern der Geschwindigkeit des konvektiv
kühlenden Gases der Umgebung der Wälzlagerelemente.
Mit der Maßnahme nach Anspruch 4 wird erreicht, daß die
Wälzlagerelemente eine hohe Härte und somit eine einwandfreie
Wälzermüdungsfestigkeit an ihren Laufbahnen erhalten.
Die Maßnahme nach Anspruch 5 bewirkt, daß etwaige
Härteeigenspannungen in den Wälzlagerelementen abgebaut werden.
Mit der Maßnahme nach Anspruch 6 wird ein mikrolegierter Stahl
der Sorte 49 MnVS3 verwendet, der jedoch einen erhöhten C-Gehalt
von 0,55 bis 0,65% und einen niedrigeren S-Gehalt von 0,020 bis
0,035% aufweist und sich besonders für die Herstellung relativ
stark warmverformter Wälzlagerringe eignet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in folgenden
Verfahrensschritten durchgeführt:
- - Warmumformen der Wälzlagerelemente bei 900 bis 1200°C, z. B. durch Walzen, Schmieden und/oder Pressen,
- - gesteuertes Abkühlen der Wälzlagerelemente aus der Warmumformhitze auf Raumtemperatur zum Vergüten des Stahls (siehe Zeichnung): dieses gesteuerte Abkühlen erfolgt am besten in einem zumindest zeitweise beim Abkühlen bewegten Gas, z. B. Luft oder Stickstoff, und zwar bis unterhalb des Perlitumwandlungsbereiches des Stahles, so daß sich ein Stahlgefüge mit relativ feinem Perlit bildet,
- - zerspanendes Formgeben, z. B. Drehen und Fräsen, der Wälzlagerelemente,
- - partielles elektroinduktives Erwärmen der Wälzlagerelemente an ihren Laufbahnen auf Härtetemperatur und entsprechendes Austenitisieren der Oberfläche der Laufbahnen bei dieser Temperatur und
- - Abschrecken der Wälzlagerelemente in Öl, Salz oder Wasser.
Gegebenenfalls kann nach dem Abschrecken noch ein Anlassen der
Wälzlagerelemente auf eine Temperatur bis etwa 200°C erfolgen.
Die Härte der angelassenen Wälzlagerelemente ist größer als
58 HRC.
Die Wälzlagerelemente können schließlich noch an ihren
Laufbahnen fertiggeschliffen und gegebenenfalls gehont oder
poliert werden.
Für die Anwendung des Verfahrens wird zweckmäßigerweise ein
Stahl mit folgenden Analysewerten (Prozent) vorgesehen:
C | |
0,55-0,65 | |
Mn | 0,60-1,00 |
V | 0,08-0,13 |
Si | 0,15-0,60 |
S | 0,02-0,035 |
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte
Verunreinigungen.
Diese Stahlsorte eignet sich besonders für die Herstellung von
Wälzlagerringen mit einer Streckgrenze größer als 400 N/mm2.
Die Härtetemperatur beträgt am besten etwa 950°C (siehe
Zeichnung).
Claims (6)
1. Verfahren zum Herstellen von Wälzlagerelementen aus einem
mikrolegierten Stahl mit C 0,55-0,65 %, bei dem die
Wälzlagerelemente lediglich an ihren Laufbahnen
oberflächengehärtet werden, gekennzeichnet durch
- - Warmumformen der Wälzlagerelemente bei 900 bis 1200°C,
- - gesteuertes Abkühlen der Wälzlagerelemente aus der Warmumformhitze auf Raumtemperatur zum Vergüten des Stahls,
- - zerspanendes Formgeben der Wälzlagerelemente,
- - partielles elektroinduktives Erwärmen der Wälzlagerelemente an ihren Laufbahnen auf Härtetemperatur und entsprechendes Austenitisieren der Oberfläche der Laufbahnen und
- - Abschrecken der Wälzlagerelemente in Öl, Salz oder Wasser zum Erzielen einer Härte der Laufbahnen von 58 bis 64 HRC.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die gesteuerte Abkühlung in Luft bis unterhalb des
Perlitumwandlungsbereiches erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das gesteuerte Abkühlen zumindest zeitweise in bewegtem
Gas, z. B. Luft oder Stickstoff, erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das partielle induktive Erwärmen bis zu
einer Härtetemperatur von etwa 950°C erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß nach dem Abschrecken auf eine Temperatur
bis etwa 200°C erwärmt und bei dieser Temperatur angelassen
wird, so daß die Laufbahn(-en) eine Oberflächenhärte größer
als 58 HRC aufweisen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch Verwenden eines Stahls mit den
Analysewerten (%)
C
0,55-0,65
Mn 0,60-1,00
V 0,08-0,13
Si 0,15-0,60
S 0,02-0,035
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte
Verunreinigungen
zum Herstellen von Wälzlagerringen als Wälzlagerelemente mit einer Streckgrenze größer als 400 N/mm2.
zum Herstellen von Wälzlagerringen als Wälzlagerelemente mit einer Streckgrenze größer als 400 N/mm2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883804654 DE3804654A1 (de) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Verfahren zum herstellen von waelzlagerelementen aus einem mikrolegierten stahl |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883804654 DE3804654A1 (de) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Verfahren zum herstellen von waelzlagerelementen aus einem mikrolegierten stahl |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3804654A1 true DE3804654A1 (de) | 1989-08-24 |
Family
ID=6347441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883804654 Ceased DE3804654A1 (de) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Verfahren zum herstellen von waelzlagerelementen aus einem mikrolegierten stahl |
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