Verfahren zum Härten von Werkstücken Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Härten von Werkstücken, bei welchem das Härtegut nach dem Härten eine metallisch
einwandfreie Oberfläche aufweist, vorzugsweise bei Teilen, welche ein Überschleifen
nach dem Härten schlecht oder nicht mehr ermöglichen.Method for hardening workpieces The invention relates to a method
for hardening workpieces, in which the hardened material becomes metallic after hardening
has a flawless surface, preferably for parts that require grinding
bad or no longer possible after hardening.
Es ist bekannt, Werkstoffe unter Schutzgas oder in Salzbädern zu glühen,
um sie dann nach entsprechender Haltezeit durch Tauchen in ein Abschreckmittel zu
härten. Durch diese Verfahren ist ein zunderfreies und weitgehend entkohlungsfreies
Härten und Blankglühen von Stählen möglich. Bei größeren Teilen sind der Zustand
der aufgerauhten Oberfläche und die entkohlte Randzone von nicht so ausschlaggebender
Bedeutung, da die Werkstücke in der Praxis nach dem Härten erst maßgerecht geschliffen
werden und dabei die Randschicht in Fortfall kommt.It is known to anneal materials under protective gas or in salt baths,
to then after a corresponding holding time by dipping in a detergent
harden. This process results in a scale-free and largely decarburization-free
Hardening and bright annealing of steels possible. For larger parts are the condition
the roughened surface and the decarburized edge zone of not so crucial
Significance because in practice the workpieces are only ground to size after hardening
and the edge layer is no longer available.
Untersuchungen ergaben, daß das Schutzgas keine Gewähr für völlig
entkohlungsfreies Härten bietet. Die Salzbäder weisen gegenüber den Schutzgasöfen
manche Vorteile auf, doch zeigen sich auch hier noch Mängel hinsichtlich der Oberfläche
des Härtegutes. Besondere Schwierigkeiten machen hierbei hochprozentige Chromstähle.
Das Salz geht mit dem Chrom eine Verbindung ein und bildet an der Oberfläche einen
»Schwamm«. Bei Teilen kleinster Abmessungen mit Eindrücken u. dgl. ist es nur mit
ziemlichem Aufwand und auf Kosten der Maßhaltigkeit möglich, diese Schicht durch
Polieren zu entfernen.Investigations showed that the protective gas does not guarantee completely
offers decarburization-free hardening. The salt baths face the protective gas ovens
some advantages, but there are still deficiencies in terms of the surface
of the hardened material. High-percentage chrome steels present particular difficulties here.
The salt forms a compound with the chromium and forms one on the surface
"Sponge". For parts of the smallest dimensions with impressions and the like, it is only with
quite an effort and at the expense of dimensional accuracy, this layer is possible
Polishing to remove.
Bekannt ist ein Verfahren der Oberflächenhärtung, bei dem der zu härtende
Werkstoff örtlich an seiner Oberfläche im Vakuum erhitzt wird. Das Abschrecken erfolgt
hierbei durch Tiefkühlung des Körpers vor dem Härten, so daß nach Aufhören der Erhitzung
ein Abschrecken mittels der in dem Körper aufgenommenen Kältemenge möglich wird.
Auch kann das Abschrecken durch Berührung eines anderen mit einem durchlaufenden
Kühlmittel gekühlten Körpers vorgenommen werden. Das Abschrecken durch Berührung
mit einem anderen Körper ist nur bei Oberflächenhärtung möglich und schließt die
Notwendigkeit ein, daß die Kühlflächen dem zu behandelnden Körper angepaßt sein
müssen.A method of surface hardening is known, in which the to be hardened
Material is locally heated on its surface in a vacuum. The quenching takes place
this by freezing the body before hardening, so that after heating has ceased
a quenching becomes possible by means of the amount of cold absorbed in the body.
It can also be quenched by touching another with a passing through
Coolant cooled body can be made. Quenching by touch
with another body is only possible with surface hardening and closes the
It is necessary that the cooling surfaces be adapted to the body to be treated
have to.
Ferner ist ein Verfahren zum Härten von Stahl oder anderen Metallen
mittels Vakuumbehandlung bekannt, bei dem angestrebt wird, eine Oxvdation und Verfärbung
zu vermeiden. Hierbei wird der mit dem zu behandelnden Metall gefüllte Behälter,
nachdem ein Vakuum hergestellt worden ist, abgedichtet und von der Pumpanlage getrennt,
um in einem Ofen zur Erwärmung der Metalle untergebracht zu werden. Nach der Warmbehandlung
wird der Behälter mit seinem Inhalt einer Abkühlung unterworfen, indem der Behälter
z. B. an der Luft oder durch Eintauchen in eine Flüssigkeit abgekühlt werden kann.
Da während des Glühprozesses Gasabgabe der Metalle erfolgt, hat das Absinken des
Vakuums entscheidenden Einfluß auf den Oberflächenzustand beim Glühen und Abschrekken.
Außerdem erfährt das zu behandelnde Metall nach dieser Methode keine unmittelbare
Berührung mit dem Abschreckmittel, sondern wird nur im Vakuum gehalten und von außen
über den Aufnahmebehälter abgekühlt. Durch die sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit
des Vakuums vollzieht sich die übertragung der Abkühlung auf das im Behälter befindliche
Metall (z. B. Stahl) so langsam, daß keine befriedigenden Härteergebnisse erreicht
werden können. Das nach dieser Methode im Aufnahmebehälter verbleibende Vakuum ist
in vielen Fällen nicht ausreichend, um eine Verfärbung des Metalls zu vermeiden.There is also a method for hardening steel or other metals
known by means of vacuum treatment, in which the aim is an oxidation and discoloration
to avoid. Here, the container filled with the metal to be treated is
after a vacuum has been created, sealed and disconnected from the pumping system,
to be placed in a furnace to heat the metals. After the heat treatment
the container with its contents is subjected to cooling by the container
z. B. can be cooled in air or by immersion in a liquid.
Since the metals give off gas during the annealing process, the lowering of the
Vacuum decisive influence on the surface condition during annealing and quenching.
In addition, the metal to be treated does not experience any immediate after this method
Contact with the quenchant, but is only held in vacuum and from the outside
Cooled over the receiving container. Due to the very poor thermal conductivity
of the vacuum, the cooling is transferred to that in the container
Metal (e.g. steel) so slowly that no satisfactory hardening results are achieved
can be. The vacuum remaining in the receptacle after this method is
in many cases not sufficient to avoid discoloration of the metal.
Erfindungsgemäß werden die Mängel der bisherigen Verfahren dadurch
beseitigt, daß die Teile im Vakuum geglüht und anschließend in das im gleichen Vakuumraum
befindliche Abschreckmittel befördert werden, wobei die zu behandelnden Teile eine
unmittelbare Berührung mit dem Abschreckmittel erfahren, also in dasselbe eintauchen.
Die so behandelten Werkstücke weisen nach dem Härten eine metallisch vollkommen
einwandfreie Oberfläche auf, so daß durch leichtes Polieren ein spiegelblanker Zustand
auch der kleinsten Eindrücke erreicht wird.According to the invention, the shortcomings of the previous methods are thereby
eliminates the fact that the parts are annealed in a vacuum and then in the same vacuum space
Quenching means located are conveyed, with the parts to be treated a
experience direct contact with the detergent, i.e. immerse yourself in it.
The workpieces treated in this way have a completely metallic appearance after hardening
flawless surface, so that a mirror-like condition by light polishing
even the smallest impressions is achieved.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an Hand der
Zeichnung, in der das Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung schematisch dargestellt
ist, beschrieben.The implementation of the method according to the invention is based on the
Drawing in which the embodiment of a device is shown schematically
is described.
Das Heizrohr 4 wird mit dem Härtegut 2 beschickt, und nach dem darauffolgenden
Anschluß an die Vakuumpumpe wird ein Vakuum von etwa 10-4 Torr hergestellt. Danach
wird das Heizrohr in den auf Härtetemperatur gebrachten Elektroofen 3 eingeführt
und nach der entsprechenden Haltezeit in eine solche Lage gebracht, daß das Härtegut
auf schnellstem
Wege in das im gleichen Vakuumraum befindliche Abschreckmittel
gelangt. Die Behälter bleiben während des ganzen Vorganges an der Pumpanlage unter
fortwährendem Pumpen zur Erlangung eines guten Vakuums angeschlossen. Zur IUberbrückung
der schlechten Wärmeleitfähigkeit im Vakuum wird das als Abschreckmittel dienende
Öl wahlweise unterkühlt. Auf diese Art werden optimale Härtewerte bei öl-
und wasserhärtbarem Stahl erreicht: Beispiel 12% Cr-Stahl = 64 HRc, 3,5 % W-Stahl
= 68 HRc.The heating tube 4 is charged with the hardening material 2, and after the subsequent connection to the vacuum pump, a vacuum of about 10-4 Torr is established. Thereafter, the heating tube is introduced into the electric furnace 3, which has been brought to the hardening temperature, and after the corresponding holding time is brought into such a position that the hardened material gets into the quenching agent located in the same vacuum space as quickly as possible. The containers remain connected to the pumping system during the entire process, with continuous pumping in order to achieve a good vacuum. In order to bridge the poor thermal conductivity in a vacuum, the oil serving as a quenching agent is optionally supercooled. In this way, optimal hardness values are achieved for oil- and water-hardenable steel: Example 12% Cr steel = 64 HRc, 3.5% W steel = 68 HRc.
Der kegelige Eindruck von 0,3 mm Tiefe in einem Teil 1,5 - 4 mm erhält
nach dieser Behandlung in etwa einer Minute Polierzeit eine Oberfläche, die bei
Ausspiegelung mit hundertfacher Vergrößerung vollkommen einwandfrei war.The conical impression of 0.3 mm depth in one part is 1.5 - 4 mm
after this treatment in about one minute polishing time a surface that at
Reflection with a hundred times magnification was perfectly flawless.