Auswahl geeigneter Abschreckparameter für die Gasabschreckung von Bauteilen aus verschiedenen Einsatzstählen∗
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K. Löser
Kurzfassung
Die Hochdruck-Gasabschreckung gilt als umweltfreundliches und verzugsarmes Abschreckverfahren und gewinnt zunehmend an Bedeutung in der Wärmebehandlung von niedriglegierten Einsatz- und Vergütungsstählen, insbesondere im Bereich der Antriebstechnik. Um die spezifizierten Bauteilhärtewerte produktionssicher zu erreichen, kommt der Auswahl geeigneter Abschreckparameter wie Gasart, Gasdruck und -geschwindigkeit in Abhängigkeit der zu behandelnden Werkstoffe und Bauteilgeometrien eine entscheidende Bedeutung zu. In einer Wärmebehandlungsanlage, Typ ModulTherm®, wurden Hochdruck-Gasabschreckversuche an einer Charge, bestehend aus Rundproben verschiedener niedriglegierter Einsatzstähle, durchgeführt. Es wurden Abkühlkurven und Werte für den Abschreckparameter λ sowie für den Wärmeübergangskoeffizienten α ermittelt. Weiterhin wurde eine Gleichung zur Berechnung des Wärmeübergangskoeffizienten in Abhängigkeit der Gasabschreckbedingungen hergeleitet. Aus der bekannten Härtbarkeit der Versuchswerkstoffe und den gemessenen Probenhärtewerten wurde die Abschreckintensität in Form charakteristischer Jominywerte bestimmt. Die mit diesen Versuchen gewonnene Datenbasis ermöglicht die Auswahl geeigneter Parameter für die Hochdruck-Gasabschreckung von Rundproben. Am Beispiel von Antriebskegelrädern wird die Anwendung an praxisnahen Bauteilen demonstriert.
Abstract
High-pressure gas quenching is considered to be an environment-friendly quenching technology offering less distortion. It becomes more important for the heat treatment of low alloyed case hardening and heat treatable steels, especially in the field of drivetrain industry. In order to achieve the specified hardness of the parts in production, the selection of appropriate quenching parameters such as gas, gas pressure and gas velocity with regard to the heat treated parts and geometries is important. High-pressure gas quenching trials were performed in a heat treating system ModulTherm®. The load consisted of cylinders out of different case-hardening steels. Temperature curves, values for quenching parameter λ and heat transfer coefficient were determined. Furthermore an equation for the calculation of the heat transfer coefficient α in dependence of different quenching parameters was derived. From the given hardenability of the test materials and the hardness of the samples, the quenching intensity in terms of characteristical Jominy values was determined. The database allows the selection of appropriate high-pressure gas quenching parameters. The application to practical parts is exemplified for pinions.
Literatur
1. Löser, K.: Stand und Entwicklungstendenzen für Wärmebehandlungsanlagen. Härterei-Techn. Mitt.50 (1995) S. 94–102Suche in Google Scholar
2. Bauer, R.: Das Härten von hochwertigen Werkzeugen in modernen Vakuumanlagen mit Überdruck-Gaskühlung. Härterei-Techn. Mitt.40 (1985) S. 25–34Suche in Google Scholar
3. Löser, K.; Heilmann, P.; Melber, A.: Hochdruck-Gasabschreckung mit Helium und Wasserstoff zum Härten niedriglegierter Stähle. Härterei-Techn. Mitt.50 (1995) S. 321–324Suche in Google Scholar
4. Schmidt, G.; Hägele, E.; Preißer, F.; Heilmann, P.: Getaktete Vakuum-Durchlauf-Wärmebehandlungsanlage mit Hochdruck-Gasabschreckung. Härterei-Techn. Mitt.54 (1999) S. 39–44Suche in Google Scholar
5. Preißer, F.; Löser, K.; Segerberg, S.; Troell, E.: Hochdruck-Gasabschrecken von Einsatz- und Vergütungsstählen in kalten Kammern. Härterei-Techn. Mitt.52 (1997) S. 264–270Suche in Google Scholar
6. Hippenstiel, F.: Mikrolegierte Einsatzstähle als maßgeschneiderte Werkstofflösung zur Hochtemperaturaufkohlung von Getriebekomponenten. Dissertation, RWTH Aachen, 2002Suche in Google Scholar
7. Pichard, C.; Forest, D.; Robat, D.; Poirier, L.; Lebrun, P.; Edenhofer, B.: Neue Lösungen für Aufkohlungstechnologien mit Hochdruckgasabschreckung durch angepasste Stahlmetallurgie. HTM Z. Werkst. Wärmebeh. Fertigung57 (2002) S. 17–23Suche in Google Scholar
8. Ritter, K.: Flexible Anlagenkonzepte für die Vakuumwärmebehandlung mit Hochdruck-Gasabschreckung. HTM Z. Werkst. Wärmebeh. Fertigung58 (2003) S. 98–103Suche in Google Scholar
9. Heuer, V.; Löser, K.: Experimentelles Verfahren zur Ermittlung von Wärmeübergangskoeffizienten bei der Hochdruck-Gasabschreckung. HTM Z. Werkst. Wärmebeh. Fertigung59 (2004) S. 432–438Suche in Google Scholar
© 2005, Carl Hanser Verlag, München
Artikel in diesem Heft
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Kurzfassungen/Summaries
- Kurzfassungen/Summaries
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- Gepulstes Laserhärten von bauteilähnlichen Proben
- Randschichthärtung von rostfreiem Stahl durch Gasnitrierung und Gascarburierung bei niedrigen Temperaturen
- Erfahrungen mit der IVANIT-Sonde
- Simulation der Depositentstehung beim Sprühkompaktieren
- Untersuchungen zum Einfluss des Aufkohlungsverfahrens auf die Dauerfestigkeit des Einsatzstahls 16MnCr5
- Verhalten von Stählen beim Plasmanitrieren mit einem Aktivgitter∗
- Auswahl geeigneter Abschreckparameter für die Gasabschreckung von Bauteilen aus verschiedenen Einsatzstählen∗
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