DE1198569B

DE1198569B - Verwendung des Wirbelschichtbades zum Abschrecken von metallischen Werkstuecken

Info

Publication number: DE1198569B
Application number: DESCH32930A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Kurt Anderko
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1963-03-13
Filing date: 1963-03-13
Publication date: 1965-08-12

Description

Verwendung des Wirbelschichtbades zum Abschrecken von metallischen Werkstücken Die Erfindung bezieht sich auf das Abschrecken von metallischen Werkstücken. Als Abschreckungsmittel finden Verwendung unter anderem Wasser, Natronlauge, Salzlösungen, Öle, Salzschmelzen und Metallbäder (beispielsweise Blei). Ein besonderer Nachteil der flüssigen Abschreckmedien besteht in der Bildung von Dampfhäuten auf den abzuschreckenden Gegenständen (Leidenfrostsches Phänomen). Es ist auch schon bekannt, dieser Dampfschichtbildung zwischen Metall und Flüssigkeit dadurch entgegenzuwirken, daß das Abschreckmittel während des Abschreckens in Bewegung gehalten wird, was jedoch nicht immer zu dem gewünschten Erfolg führt. Ein weiterer Nachteil der genannten Abschreckmittel ist die nur in engen Grenzen variierbare Abschreckgeschwindigkeit. Öl hat zwar günstige Abschreckeigenschaften, jedoch den besonderen Nachteil, daß die sich beim Abschrecken bildenden Öldämpfe die ohnehin schon recht unangenehme Atmosphäre in den betreffenden Betrieben zusätzlich verschlechtern.
Außerdem kommt es vor, daß der Abschreckgegenstand nach der Behandlung in Öl mit Ölresten oder -rückständen infolge Zersetzung behaftet ist, deren Beseitigung vor der Weiterbearbeitung des betreffenden Gegenstandes einen zusätzlichen Arbeitsgang erforderlich macht.
Salz- und Metallbäder werden z. B. bei der Warmbadhärtung von Stahl angewendet, um die Abschreckspannungen zu verringern. Dabei haben Metallbäder den Nachteil des hohen Schmelzpunktes und des hohen spezifischen Gewichtes (Blei), während das bevorzugt verwendete Salzgemisch (Kaliumnitrat und Natriumnitrat) in dem besonders interessierenden Temperaturbereich die Gefahr des explosiven Zerfalls in sich birgt.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich das in der Verfahrenstechnik bekannte Wirbelschichtbad unter Vermeidung der genannten Nachteile hervorragend für das Abschrecken von metallischen Werkstücken verwenden läßt. Beim Abschrecken kommt es im wesentlichen darauf an, die Abschreckgeschwindigkeit nur so hoch zu wählen, wie sie zum Erreichen des gewünschten Effektes notwendig ist, um die thermischen Spannungen im Werkstück nicht unnötig zu steigern, da diese zu Rissen im Werkstück selbst führen können. Bei der Vielzahl der metallischen Werkstoffe lag schon immer der Wunsch nahe, ein Abschreckmittel zu finden, dessen Temperatur und Abschreckgeschwindigkeit in möglichst weiten Bereichen variiert werden kann. Diese Bedingungen sind weitgehend erfindungsgemäß erfüllt durch die Verwendung des an sich bekannten Wirbelschichtbades zum Abschrecken metallischer Gegenstände. Weitere wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß das Verfahren selbst völlig sauber ist, d. h., das Wirbelschichtbad hat auf die Umwelt keine nachteiligen Einwirkungen, und die im Wirbelschichtbad behandelten metallischen Werkstücke sind so sauber, daß sie nach dem Abschrecken keiner Nachbehandlung mehr unterzogen werden müssen. Schließlich sei noch hervorgehoben, daß in dem Wirbelschichtbad das Leidenfrostsche Phänomen nicht auftritt, wodurch der hierdurch bedingte Wärmestau, der dem Wärmefluß beim Übergang vom Werkstück an das Medium entgegenwirkt, dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls nicht anhaftet.

An Hand von Versuchen wurde festgestellt, daß als Abschreckmittel Quarzsand und Korund besonders geeignet sind. Um die vorteilhafte Abschreckwirkung des Wirbelschichtbades zu veranschaulichen, sei ein Beispiel für ein Werkstück aus einer Aluminium-Legierung des Typs AlCuMg2 angeführt. Dieses Material muß, um eine hohe Aushärtung zu erzielen, nach der Homogenisierungsglühung mit hoher Abschreckgeschwindigkeit abgekühlt werden. Nach dem Homogenisieren (3 Stunden, 510° C) und dem anschließenden Abkühlen in Luft sowie dem Auslagern bei 160° C wurde nur ein Härtemaximum von 105 kg/mm2 HB erreicht. Demgegenüber lag das . Härtemaximum bei den im Wirbelschichtbad abgeschreckten Proben bei rund 175 HB, ein Wert, der dem nach der Wasserbadabschreckung nahekommt. Durch Variation der Bedingungen des Wirbelschichtbades (Temperatur, Dichte usw.) ist es selbstverständlich möglich, eine im Interesse einer geringeren Abschreckspannung liegende geringere Abschreckwirkung einzustellen. So wurde in einem weiteren Versuch die Abschreckwirkung des Wirbelschichtbades so eingestellt, da13 nach einer Kaltauslagerung nach 120 Stunden folgende Brinellhärtewerte erzielt wurden:

Nach Luftabschreckung ................. 110 HB

Nach Wirbelschichtbadabschreckung ...... 128 HB

Nach Ölabschreckung ................... 130 HB

Nach Wasserbadabschreckung ............ 140 HB

Besonders geeignet .erscheint das Wirbelschiehtbad für die Warmbadhärtung von Stahl an .Stelle der sonst üblicherweise angewendeten Salpetersalze.

Claims

Patentanspruch: Verwendung des Wirbelschichtbades zum Abschrecken von metallischen Werkstücken, vorzugsweise mit Quarzsand oder Korund als Abschreckmittel. In Betracht gezogene Druckschriften: »Aluminium-Taschenbuch«, 11. Auflage, 1955, S.337.