DE10144498C2 - Process for inductive surface hardening of rails and compact sections within rail tracks or other profiles - Google Patents
Process for inductive surface hardening of rails and compact sections within rail tracks or other profilesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit dem Festigkeit und Verschleißwiderstand stark beanspruchter Oberflächenareale beispielsweise an Vignolschienen, Rillenschienen, Kran schienen, Weichenzungen und -herzstücken sowie anderer Konstruktionsprofile deutlich erhöht werden, wobei der sich gegebenenfalls ändernde Querschnitt der Profile in gleichmäßiger Tiefe behandelbar ist ohne, daß das Induktionswerkzeug in Abständen gewechselt werden muß.The invention relates to a method with the strength and wear resistance strong stressed surface areas, for example on Vignol rails, grooved rails, cranes rails, switch tongues and frogs as well as other construction profiles can be increased, the possibly changing cross section of the profiles in uniform depth is treatable without the induction tool at intervals must be changed.
Es ist bekannt, daß die genannten Schienenprofile in Regelgüten und hochverschleißfesten Sondergüten geliefert werden, wobei ausschließlich Strangguß-Vormaterial eingesetzt wird.It is known that the rail profiles mentioned in control qualities and highly wear-resistant Special grades are supplied, using only continuous cast primary material becomes.
Deren Festigkeit und Verschleißwiderstand reicht bei fertig bearbeiteten Profilen für Schienenwege auf Dauer nicht aus, sodaß entweder der Grundwerkstoff aufwendig legiert oder einer teuren Wärmebehandlung mit hohem Energieaufwand unterworfen werden muß. Bei letzterem wird gemäß Stand der Technik das Vergüten von z. B. Weichenteilen, Kreuzungen und Schienenenden bevorzugt. Die dabei durchgeführte Kombination aus Härten und Anlassen wird meist in Induktionsöfen oder mittels Vorwärmbrenner durchgeführt, wobei eine Schiene auf Temperaturen oberhalb der Austenitisierungstemperatur erwärmt wird, sodaß das Gefüge vollständig in Austenit umgewandelt wird. Durch das anschließende schnelle Abkühlen mit einem geeigneten Medium erfolgt eine Martensitbildung, die durch die Abschreckgeschwindigkeit definiert ist. In der 2. Stufe der Wärmebehandlung - das Anlassen - erfolgt dann ein teilweises Herausdiffundieren des zwangsgelösten Kohlenstoffs aus dem Martensit mit der Folge, daß der Werkstoff bei weitgehender Beibehaltung der Härte an Zähigkeit gewinnt.Their strength and wear resistance are sufficient for finished profiles Railways do not last in the long run, so that either the base material is expensive to alloy or subjected to an expensive heat treatment with high energy expenditure got to. In the latter, the remuneration of z. B. switch parts, Intersections and rail ends preferred. The combination of Hardening and tempering is usually done in induction furnaces or by means of a preheating burner performed, with a rail at temperatures above the Austenitizing temperature is heated so that the structure is completely in austenite is converted. By the subsequent rapid cooling with a suitable one Medium forms a martensite, which is defined by the quenching rate is. In the second stage of the heat treatment - the tempering - there is a partial one Diffusion of the forced carbon from the martensite with the result that the material gains toughness while largely maintaining the hardness.
Demgegenüber steht das Feinperlitisieren wie es laut H. de Boer "Verbesserung des Be triebsverhaltens von Eisenbahnschienen durch Feinperlitisieren des Schienenkopfes; Stahl und Eisen 112 (1992) Nr. 10 beschrieben wird. Hier wird das nach dem Walzvorgang vorliegende groblamellare perlitische Gefüge durch eine gezielte Wärmebehandlung in eine feinlamellare Struktur umgewandelt. Da die Struktur des Perlits seine mechanischen Eigenschaften bestimmt, wird zu seiner Kennzeichnung häufig der Abstand der Zementitlamellen verwendet. So sind Streckgrenze, Zugfestigkeit und Bruchdehnung vom Lamellenabstand abhängig. Streckgrenze und Zugfestigkeit steigen mit abnehmendem Lamellenabstand stark an, während die Bruchdehnung des Perlits, die einen Hinweis auf seine Zähigkeit gibt, nur geringfügig vermindert wird.This contrasts with fine pearlizing as it is "improved the Be driving behavior of railroad tracks by fine pearlizing the rail head; steel and Eisen 112 (1992) No. 10. Here it is after the rolling process present coarse lamellar pearlitic structure through a targeted heat treatment in transformed into a fine lamellar structure. Because the structure of pearlite is mechanical Characteristics is determined, the distance of the Cementite lamellas used. So are the yield strength, tensile strength and elongation at break from Slat spacing dependent. The yield strength and tensile strength increase with decreasing Lamella spacing strongly, while the elongation at break of the pearlite, which is an indication of its toughness is only slightly reduced.
Der Unterschied des Feinperlitisierens und Vergütens wird z. B. an einem Schienenstahl der Güte 900 nach UIC 860 V deutlich, wobei dessen Ausgangswerte eine minimale Zugfestigkeit von 880 N/mm2 und eine Bruchdehnung von ≧ 10% aufweist.The difference between fine pearlizing and tempering is e.g. B. on a rail steel grade 900 according to UIC 860 V, the initial values of which have a minimum tensile strength of 880 N / mm 2 and an elongation at break of ≧ 10%.
Nach einem Feinperlitisieren ändern sich die mechanischen Eigenschaften in der Weise, daß die Zugfestigkeit auf ca. 1100-1300 N/mm2 erhöht wird und die Bruchdehnung mit ≧ 8% nur unwesentlich zurückgeht.After fine pearlizing, the mechanical properties change in such a way that the tensile strength is increased to approx. 1100-1300 N / mm 2 and the elongation at break only slightly decreases with ≧ 8%.
Beim Vergüten erhöht sich die Zugfestigkeit auf über 1300 N/mm2, während die Bruch dehnung wesentlich zurückgeht (Gefahr des Sprödbruchs).When tempering, the tensile strength increases to over 1300 N / mm 2 , while the elongation at break decreases significantly (risk of brittle fracture).
Es ist bereits bekannt, daß eine Festigkeitssteigerung über 1300 N/mm2 das Verschleiß verhalten der Paarung Rad/Schiene nicht weiter positiv verbessert, sodaß das Feinperlitisieren bei einer Bearbeitungstemperatur von ca. 900°C als optimale Verfahrensvariante angesehen wird. Dies betrifft sowohl die Wärmebehandlung von unbearbeiteten als auch die gezielte Induktionserwärmung an mechanisch bearbeiteten Schienenköpfen.It is already known that an increase in strength above 1300 N / mm 2 does not further improve the wear behavior of the wheel / rail pairing, so that fine pearlizing at a processing temperature of approximately 900 ° C. is regarded as the optimal process variant. This applies to both the heat treatment of unprocessed as well as the targeted induction heating on mechanically processed rail heads.
Induktionserwärmungsanlagen haben in den letzten Jahren durch die Entwicklung der Lei stungstransistortechnik einen Stand erreicht der es gestattete, mobile Frequenzumrichter mit geringem Bauvolumen zu fertigen. Sie besitzen einen höheren Wirkungsgrad und die Möglichkeit der Ankopplung sowohl der Mittelfrequenz-(MF) als auch der Hochfrequenz- (HF) Energie über Kabel an Koaxialtransformatoren, die in Abhängigkeit von der Leistung auch als Handtransformatoren zum Einsatz kommen können.Induction heating systems have grown in recent years due to the development of Lei The permitted mobile frequency converter reaches a level to manufacture with a small construction volume. They have a higher efficiency and that Possibility of coupling both the medium frequency (MF) and the high frequency (HF) energy via cable to coaxial transformers, depending on the power can also be used as hand-held transformers.
So gestaltete Induktionsanlagen sind vielfach im Einsatz und bieten den Vorteil, daß das Werkzeug (Induktor) zum Werkstück bewegt werden kann, wie z. B. in H.-J. Peter "Einige Besonderheiten bei der Anwendung des Induktionslötens", DVS-Bericht (1995), Band 166 beschrieben.Induction systems designed in this way are widely used and offer the advantage that Tool (inductor) can be moved to the workpiece, such as. B. in H.-J. Peter "Some Particularities when using induction soldering ", DVS report (1995), volume 166 described.
Durch die mobile Anlagentechnik, verbunden mit den geringen Abmessungen der HF- oder MF-Generatoren, wird die Integration in übergeordnete Fertigungseinrichtungen mit Realisierung kinematischer Abläufe möglich. Durch die Entwicklung der Leistungs elektronik wurde auch diese Technik weiterentwickelt, sodaß gegenwärtig Induktions erwärmungsanlagen mit den Abmessungen von Schweißstromquellen kommerziell verfügbar sind.Due to the mobile system technology, combined with the small dimensions of the HF or MF generators, the integration in higher-level manufacturing facilities with Realization of kinematic processes possible. By developing performance electronics, this technique was also developed, so that induction is currently heating systems with the dimensions of welding power sources commercial Are available.
Neben dem bekannten Einsatz von Induktionserwärmungsanlagen gibt es auch Anwendungen zum Schweißen und für Wärmebehandlungen, wie in (anonym), "Zusammenstellung von Induktionssystemen zum Stumpfschweißen und -löten von Rohren, Automaticeskaja svarka, Kiev 42 (1990) 5 genannt. So sind Anwendungen von Induktionserwärmungsanlagen zum Längsnahtschweißen oder Schweißnahtglühen von Rohren bekannt.In addition to the well-known use of induction heating systems, there are also Applications for welding and for heat treatments, as in (anonymous), "Compilation of induction systems for butt welding and soldering of Rohren, Automaticeskaja svarka, Kiev 42 (1990) 5 called. So are applications from Induction heating systems for longitudinal seam welding or weld seam annealing of Pipes known.
Neben solchen Ausführungen der Außenfelderwärmung sind auch Beispiele zum Induktionsschweißen mit Innenfelderwärmung üblich. Die Mittelfrequenz- Induktionserwärmung liegt bei etwa 0,5-10 KHz, während sich die Hochfrequenz- Induktionserwärmung im Frequenzbereich zwischen 0,1 MHz und 5 MHz bewegt.In addition to such designs for outdoor field heating, there are also examples of Induction welding with inner field heating is common. The medium frequency Induction heating is around 0.5-10 KHz, while the high-frequency Induction heating in the frequency range between 0.1 MHz and 5 MHz.
Aus der Patentliteratur wird gemäß DD 235 275 A1 vorgeschlagen, einen breitflächigen Induktor, der abstandsgerecht nachführbar ist, zu verwenden. Nachteilig ist, daß keine wechselnde Profilgeometrie gleichmäßig erreicht werden kann und als zusätzlicher Verfahrensschritt abgeschreckt werden muß. Es kann nicht für kontinuierliche Gefügeübergänge garantiert werden. According to DD 235 275 A1, a broad area is proposed from the patent literature Inductor that can be adjusted at a distance to be used. The disadvantage is that none changing profile geometry can be achieved evenly and as an additional Process step must be quenched. It cannot be for continuous Structural transitions are guaranteed.
In der Hilfsgebrauchsmusteranmeldung DE 17 44 853 U wird auf die Anwendung einer Steuereinrichtung zur Leistungsanpassung von Mittelfrequenz- oder Hochfrequenzgeneratoren hingewiesen, wobei die genannten Generatoren die Energie für induktive Glüh-, Härte- und Lötprozesse liefern.In the utility model application DE 17 44 853 U the application of a Control device for power adjustment of medium frequency or High-frequency generators pointed out, the generators mentioned the energy for deliver inductive annealing, hardening and soldering processes.
Die Strahlungsintensität des erwärmten Werkstückes wird dabei außermittig gemessen. Hinweise zu einer verfahrensgerechten Umsetzung lassen sich hieraus nicht ableiten, zumal zur Ausbildung des Induktors nichts gesagt ist.The radiation intensity of the heated workpiece is measured off-center. There are no indications of a procedural implementation, especially nothing is said about the formation of the inductor.
Um den Erfordernissen kompliziert gestalteter Profilquerschnitte in der Induktionswärmebehandlung besser gerecht zu werden, sind gemäß Eckstein, Hans- Joachim "Technologie der Wärmebehandlung von Stahl" von 1987, S. 561 bis 568 die unterschiedlichsten Formen von Induktorwerkzeugen vorgeschlagen worden. Eine solche spezielle Anpassung ist mit dem erfindungsgemäß durchgeführten Verfahren nicht notwendig.To meet the requirements of complicated profile cross sections in the According to Eckstein, Hans- Joachim "Technology of heat treatment of steel" from 1987, pp. 561 to 568 die various forms of inductor tools have been proposed. Such there is no special adaptation with the method carried out according to the invention necessary.
Gemäß dem vorbeschriebenen Stand der Technik ist es lediglich üblich und möglich, Werkstücke im wesentlichen in vollem Querschnitt oder mit flächigem Induktor, bei Schienenprofilen (nach DD 235 275 A1), mit der Wärmebehandlung zu erfassen (Vergüten, Feinperlitisieren) mit entsprechenden Induktionsöfen beim Brennhärten oder in Verbindung mit Fügeprozessen des Stumpf-Längsnahtschweißens von Rohren mit speziellen Einrichtungen im Außen- oder Innenbereich Induktionserwärmungen zu koppeln. Letztere beschränken sich auf den unmittelbaren Nahtbereich.According to the above-described prior art, it is only common and possible Workpieces essentially in full cross-section or with a flat inductor, at Rail profiles (according to DD 235 275 A1) to be recorded with the heat treatment (Tempering, fine pearlizing) with appropriate induction furnaces when firing or in Connection with joining processes of butt longitudinal seam welding of pipes with special equipment for indoor or outdoor use couple. The latter are limited to the immediate seam area.
Eine Ausnahme bildet da das Brennhärten, welches mit großem technischen Aufwand des Vorwärmens, Härtens mittels Härtebrenner, Abschreckens und Abkühlens, auch für Weichenherzstücke zum Einsatz kommt. Die Einstellung der Parameter für wechselnde Profile bzgl. des Querschnitts ist dabei äußerst kompliziert, wobei die Einstellung der Brenner über Supporte erfolgt.An exception is firing hardening, which involves great technical effort Preheating, hardening using a hardening burner, quenching and cooling, also for Switch heart pieces is used. The setting of the parameters for changing Profiles. The cross section is extremely complicated, the setting of the Burner done via supports.
Für eine oberflächennahe Wärmebehandlung zähharter Grundwerkstoffe im Sinne des Einsatzhärtens sind dagegen keine Induktions-Lösungen bekannt, die in einem Zuge und in ständiger Rückkopplung mit einem z. B. MF-Generator die erforderliche Arbeitstemperatur bei der Wärmebehandlung zur Verfügung stellen wenn es darum geht, variable veränderbare Profilquerschnitte gewalzter Schienenprofile oder anderer Profile für Tragwerke zu behandeln.For near-surface heat treatment of tough, hard base materials in the sense of On the other hand, no induction solutions are known which are used in one go and in one constant feedback with a z. B. MF generator the required working temperature provide heat treatment when it comes to variable changeable profile cross-sections of rolled rail profiles or other profiles for Treat structures.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Lösung vorzuschlagen, mit der kostengünstig Verschleißflächen kompliziert verlaufender Profilquerschnitte durchgängig, unter der Anwendung von in Grenzen festgelegter Arbeitsparameter, reproduzierbar wärmebehandelt werden können, wobei die Ausbildung des auch in mehrfacher Weise einsetzbaren - die Induktionswärme aussendenden Werkzeuges - von untergeordneter Bedeutung ist und gegebenenfalls zur Erwärmung sehr kompakter Profilquerschnitte eine zusätzliche Energiequelle vorgesehen wird.It is therefore an object of the invention to propose a solution with which inexpensive Wear surfaces of complicated profile cross-sections, under which Use of working parameters that are defined within limits, reproducible can be heat treated, the formation of which also in several ways usable - the tool that emits induction heat - of subordinate Is important and, if necessary, for heating very compact profile cross sections additional energy source is provided.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich der grundlegenden erfinderischen Gedanken auf den Patentanspruch 1 verwiesen wird. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2 und 3.According to the invention the object is achieved as follows, with regard to the fundamental inventive ideas is referred to claim 1. The A further embodiment of the invention results from patent claims 2 and 3.
Folgende ergänzende Hinweise zur erfindungsgemäßen Lehre sind erforderlich. Verfahrensgemäß werden entsprechend von Rost, Verzunderungen u. ä. Verunreinigungen befreite Schienen, Schienenherzstücke, Weichenzungen o. a. Profile parallel zur Hauptachse des verwendeten Schweißtisches darauf abgelegt bzw. ausgerichtet, wobei der in 3 Translationsachsen (x, y, z) bewegbare Induktor in seine Ausgangsstellung gebracht wird. Nach Erreichen der für die Induktionswärmebehandlung erforderlichen Temperatur in den Grenzen von 850 bis 950°C beginnt die temperaturgesteuerte, elektromotorisch durchgeführte Verfahrung des Induktors entlang der profilierten Oberfläche einer Schiene oder eines anderen Profils, wobei die Areale der bekannten Verschleißflächen erfaßt werden. Die Translation des Induktors erfolgt während der kontinuierlichen Behandlung in der x-Achse, wobei Nachstellungen des optimalen Abstandes vom Werkstück entweder von Hand oder mittels Stellmotore (Sterlingmotore) vorgenommen werden. Die mittels eines verwendeten Mittelfrequenzgenerators erzeugte Arbeitstemperatur, die an dem mit einem Koaxialtransformator gekoppelten Induktor anliegt, wird durch ein geeignetes Meßmittel, welches mit dem Induktor funktionell in Wirkverbindung steht, ständig dahingehend kontrolliert, daß die Verfahrgeschwindigkeit eine vorgesehene Eindringtiefe zur Oberflächenhärtung ergibt. Der Meßpunkt für die Abnahme, der Arbeitstemperatur sollte im Zentrum des Induktors liegen, wobei deren Auswertung in der mit dem MF- Generator in Verbindung stehender Temperatur-Meß- und Regeleinheit vorgenommen wird.The following additional information on the teaching according to the invention is required. According to the process of rust, scaling and. contamination exempted rails, rail frogs, switch tongues or similar Profiles parallel to The main axis of the welding table used is placed or aligned with it, the Inductor movable in 3 translation axes (x, y, z) brought into its starting position becomes. After reaching the temperature required for induction heat treatment The temperature-controlled, electric motor begins within the limits of 850 to 950 ° C traversing of the inductor carried out along the profiled surface of a rail or another profile, the areas of the known wear surfaces being detected become. The inductor is translated during the continuous treatment in the x-axis, with readjustments of the optimal distance from the workpiece either by hand or by means of servomotors (sterling motors). The means of a medium frequency generator used working temperature, which at the a coaxial transformer coupled inductor is replaced by a suitable Measuring means, which is functionally connected to the inductor, constantly Checks that the traversing speed is an intended penetration depth results in surface hardening. The measuring point for the decrease, the working temperature should be in the center of the inductor, the evaluation of which is in the Generator connected temperature measuring and control unit made becomes.
Der als einfach gewendelter, in etwa haarnadelförmig ausgebildet, vorliegende Induktor erreicht, in gleichmäßigem Abstand zur Werkstückoberfläche gehalten, reproduzierbare Eindringtiefen zur. Feinperlitisierung, sodaß keine abrupten Übergänge zwischen gehärtetem Gefüge und Grundwerkstoff zugelassen werden sowie gleichzeitig der Querschnitt eines abzufahrenden Profils veränderbar sein kann. Als Beispiel seien dafür Weichenzungen angeführt. Die Besonderheit des Verfahrens liegt hauptsächlich darin, daß keine Materialverwerfungen, die ein Nachrichten erfordern würden, auftreten, keine Verzunderungen beseitigt werden müssen und die Abkühlung an ruhender Luft erfolgt, sodaß infolge des sonst üblichen Abschreckens mit nachfolgendem Anlassen auf die Beseitigung von Martensit nicht zu orientiert werden braucht.The inductor present as a single helix, approximately hairpin-shaped achieved, kept at a constant distance from the workpiece surface, reproducible Depth of penetration to. Fine pearlization so that there are no abrupt transitions between hardened structure and base material are permitted as well as the Cross section of a profile to be driven can be changeable. As an example Switch tongues listed. The main feature of the process is that no material warping that would require notification occurs no scaling needs to be removed and cooling down Quiet air takes place, so that due to the usual quenching with subsequent Tempering on the removal of martensite doesn't need to be oriented.
Es ist denkbar, daß bei entsprechend in kompakter Form (breite Schienenköpfe) vorliegenden Profilen, die Oberflächenbehandlung - falls erforderlich - in Tandemführung des Induktors erfolgen kann und beispielsweise Weichenherzstücke, zur Vermeidung von Materialspannungen, an ihrer Unterseite mittels Gasbrenner vorgewärmt werden.It is conceivable that with correspondingly compact form (wide rail heads) existing profiles, the surface treatment - if necessary - in tandem the inductor can take place and, for example, switch frogs to avoid Material stresses are preheated on the underside using gas burners.
Ebenso kann der Meßpunkt zur Messung der Temperaturverhältnisse aus dem Zentrum des Induktors hinaus verlegt werden, wobei die gewonnenen Meßwerte in modifizierbarer Weise mit der Temperatur-Meß- und Regeleinheit sowie nachfolgend mit dem verwendeten MF-Generator zur Erreichung der Arbeitstemperatur zu bewerten wären.Likewise, the measuring point for measuring the temperature conditions from the center of the Inductor are also installed, the measured values obtained in modifiable Way with the temperature measuring and control unit and subsequently with the MF generator used to achieve the working temperature would be evaluated.
Folgende weitere Erläuterungen zur Erfindung sind anhand eines Ausführungsbeispiels erforderlich, wobei auf die Fig. 1 bis 4 verwiesen wird. The following further explanations of the invention are required using an exemplary embodiment, reference being made to FIGS. 1 to 4.
Im einzelnen zeigen:In detail show:
Fig. 1 Schematische Blockbilddarstellung Fig. 1 Schematic block diagram representation
Fig. 2 Schnitt B-B am Ende eines variablen Profilquerschnitts Fig. 2 section BB at the end of a variable profile cross section
Fig. 3 Schnitt A-A am Beginn eines variablen Profilquerschnitts Fig. 3 section AA at the beginning of a variable profile cross section
Fig. 4 Schnitt C-C, unterhalb des Induktors im Stahlprofil ausgebildetes Wärmefeld Fig. 4 section CC, below the inductor in the steel profile formed heat field
Die in den Figuren verwendeten Bezugszeichen haben folgende Bedeutung:
1 Schienenkopf
2 Induktor
3 Mittelfrequenz-(MF-) Generator
4 Temperatur-Meß- und Regeleinheit
5 Koaxialtransformator
6 Meßpunkt
7 wärmebehandelter Bereich
8 wärmebehandelter Bereich
The reference symbols used in the figures have the following meaning: 1 rail head
2 inductor
3 medium frequency (MF) generator
4 temperature measuring and control unit
5 coaxial transformer
6 measuring point
7 heat treated area
8 heat treated area
Ein einfach gewendelter und mit dem Koaxialtransformator 5 als Einheit aufzufassender Induktor 2 nimmt die vom Mittelfrequenz-(MF)-Generator 3 bereitgestellte Energie auf, die von ihm in definiertem Abstand zur Oberfläche des Schienenkopfes 1 abgegeben wird. Der Abstand sollte dabei konstant innerhalb der Grenzen von 2 bis 5 mm eingehalten werden. Letzteres geschieht über die nutzbaren Translationsachsen einer modifiziert ausgebildeten Roboterschweißanlage, wobei der Induktor 2 in Richtung der x-Achse mit konstanter Geschwindigkeit entlang der wärmezubehandelnden Bereiche 7, 8 verfahren wird. In ständiger Auswertung der Arbeitstemperatur im Meßpunkt 6 und Rückkopplung mit der Temperatur-Meß- und Regeleinheit 4 wird eine konstante Verfahrgeschwindigkeit realisiert, in der Regel zwischen 0,5 . . . 1,5 cm/min., sodaß die Eindringtiefe der wärmezubehandelnden Bereiche 7, 8 den üblicherweise geforderten Wert von 15 mm erreicht, wobei ein allmählicher Übergang des oberflächengehärteten Werkstoffs in den Grundwerkstoff im allgemeinen mit zähharten Eigenschaften - erfolgt und im Zuge der Feinperlitisierung eine Martensitbildung unterbleibt.A simply coiled inductor 2 , which can be understood as a unit with the coaxial transformer 5 , absorbs the energy provided by the medium-frequency (MF) generator 3 , which is emitted by it at a defined distance from the surface of the rail head 1 . The distance should be kept constant within the limits of 2 to 5 mm. The latter is done via the usable translation axes of a modified robot welding system, the inductor 2 being moved in the direction of the x-axis at a constant speed along the areas 7 , 8 to be heat-treated. In constant evaluation of the working temperature at measuring point 6 and feedback with the temperature measuring and control unit 4 , a constant travel speed is realized, usually between 0.5. , , 1.5 cm / min., So that the penetration depth of the areas 7 , 8 to be heat-treated reaches the value usually required of 15 mm, a gradual transition of the surface-hardened material into the base material generally with tough properties and a martensite formation in the course of fine pearlization omitted.
Gemäß Fig. 4 wird eine prinzipielle Darstellung des Wärmefeldes am universell einsetzbaren Induktor 2 gegeben, wobei die Ausbildung eines quasistationären Temperaturfeldes mit zwei Maxima und einem Minimum im Zuge der relativen Bewegung des Induktors 2 zur Bauteiloberfläche an ruhender Luft deutlich wird. Die Erwärmung erfolgt in gezielter Weise von Innen heraus, sodaß neben geringerem Energieaufwand gegenüber den Verfahren des Brennhärtens, metallurgisch gesehen, feinere Gefügestufen geschaffen werden. FIG. 4 shows a schematic representation of the heating field is given at the universal inductor 2, wherein the formation of a quasi-stationary temperature field with two maxima and a minimum in the course of the relative movement of the inductor 2 is clear to the component surface in still air. The heating takes place in a targeted manner from the inside, so that, in addition to lower energy expenditure compared to the processes of flame hardening, metallurgically, finer structural stages are created.
Die besonderen Vorteile des Verfahrens können zusammengefaßt dargestellt werden in
folgenden Punkten:
The special advantages of the method can be summarized in the following points:
- - Im Gegensatz zu gleichwertigen Verfahren des Brennhärtens sind aufwendige Ver fahrensschritte des Vorwärmens, Abschreckens und nachfolgendem Anlassens nicht erforderlich- In contrast to equivalent methods of flame hardening are complex Ver not preheating, quenching and subsequent starting required
- - gezielter Temperatureintrag mit geringen Abstrahlungsverlusten- Targeted temperature entry with low radiation losses
- - geringer gerätetechnischer Aufwand- low technical expenditure
- - wechselnde Profilquerschnitte sind in einem Arbeitsgang behandelbar, wobei das Werkzeug (Induktor) nicht gewechselt werden muß- changing profile cross-sections can be treated in one operation, whereby the Tool (inductor) does not have to be changed
- - vorteilhaft einsetzbar für Schienen-(Profil-) längen bis 5000 mm und/oder länger bzw. kürzer- Can be used advantageously for rail (profile) lengths up to 5000 mm and / or longer or shorter
- - Abkühlung an ruhender Luft.- Cooling in still air.
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| ECKSTEIN, Hans-Joachim: Technologie der Wärmebe- handlung von Stahl, 2., stark überarb. Auflage Leipzig: VEB Deutscher Verlag für Grundstoffin- dustrie, 1987, S. 148-149, S. 561-568. ISBN: 3-342-00220-4 * |
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