DE3906217C1

DE3906217C1 - Rod- or ring-shaped workpiece-adapted receiving device for rotationally symmetrical workpieces

Info

Publication number: DE3906217C1
Application number: DE19893906217
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 7570 Baden-Baden De Hertweck
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1989-11-23

Abstract

A rod- or ring-shaped workpiece-adapted receiving device made of alloyed case-hardening steel for rotationally symmetrical hardenable workpieces is specified, onto or into which receiving device the workpieces are fitted by their bore or inserted by their outer periphery, with a small amount of play, directly from the furnace heat (hardening temperature) of a heat-treatment furnace, and are quenched (hardened). The receiving device is provided with a nitride coating on its surface. The nitride layer of the receiving device effects improved sliding as the receiving device is pressed out of or off the workpiece. As a result, a lower pressing-out pressure or pressing-off pressure is required and the receiving device can be removed from the workpiece with less wear. This results in a longer life for the receiving device.

Description

Die Erfindung betrifft eine dorn- oder ringförmige werk stückadaptierte Aufnahmeeinrichtung aus legiertem Einsatz stahl für rotationssymmetrische härtbare Werkstücke, auf oder in die die Werkstücke unmittelbar aus der Ofenhitze (Härtetemperatur) eines Wärmebehandlungsofens bei geringem Spiel mit ihrer Bohrung aufgesetzt oder mit ihrem Außenum fang eingesetzt und abgeschreckt (gehärtet) werden.The invention relates to a mandrel or ring-shaped plant Adapted receptacle made of alloyed insert steel for rotationally symmetrical hardenable workpieces or into which the workpieces are directly from the furnace heat (Hardening temperature) of a heat treatment furnace at low Play with their hole or with their outside used and quenched (hardened).

Der Zweck derartiger Aufnahmeeinrichtungen ist es, bei den Werkstücken während des auf die Wärmebehandlung nachfol genden Abkühlungsvorganges (Abschrecken) die vorgegebene Maßgenauigkeit bei dem Werkstück einzuhalten. Es soll bei der Abkühlung ein Verzug der Werkstücke, bedingt durch das vielfach sehr ungleiche Schrumpfverhalten eines jeden Werkstoffes, vermieden werden. Insbesondere bei Werkstücken, bei denen die Maßhaltigkeit der Bohrung für die spätere Verwendung sehr wichtig ist, ist es nach einer vorangegangenen Wärmebehandlung unumgänglich, diese Werkstücke in einer solchen Aufnahmeeinrichtung abschrecken zu lassen. The purpose of such recording devices is to Workpieces during the subsequent heat treatment cooling process (quenching) the specified one To maintain dimensional accuracy for the workpiece. It is said to the cooling of the workpieces due to the often very uneven shrinking behavior of everyone Material to be avoided. Especially at Workpieces where the dimensional accuracy of the bore for the later use is very important, it is after one previous heat treatment inevitable, this Workpieces in such a holding device to be put off.

Dies gilt z. B. für Zahnräder, Büchsen, Hülsen, Gleichlauf körper, Muffen und dergleichen. Die Aufnahmeeinrichtungen sind in den verschiedensten Formen und Ausführungen bekannt; z. B. in Form eines Härtedornes oder eines Härteringes.This applies e.g. B. for gears, bushes, sleeves, synchronism body, sleeves and the like. The reception facilities are known in various forms and designs; e.g. B. in the form of a mandrel or a hardening ring.

Aufgrund des Härtungsprozesses, dem die Werkstücke zuvor unterworfen waren, entstehen beim Abschrecken des Werk stückes auf bzw. in der Aufnahmeeinrichtung zwischen dem Werkstück und der Aufnahmeeinrichtung sehr hohe Spannungen bzw. Aufschrumpfkräfte. Dies bedeutet, daß nach erfolgter Abkühlung des Werkstückes, z. B. auf einen Härtedorn, sehr große Anpreßkräfte aufgewendet werden müssen, um die Auf nahmeeinrichtung aus dem Werkstück herauszudrücken. Dabei kann es dann zu einem Abrieb bei der Aufnahmeeinrichtung kommen; dies bedeutet einen entsprechenden Verschleiß bei der Aufnahmeeinrichtung und damit eine verkürzte Gebrauchs dauer.Because of the hardening process that the workpieces previously were subject to quenching the work piece on or in the receiving device between the Workpiece and the holder very high voltages or shrinking forces. This means that after Cooling of the workpiece, e.g. B. on a hardness mandrel, very much large pressure forces have to be applied to the on to press the pick-up device out of the workpiece. Here there may then be abrasion in the receiving device come; this means corresponding wear the receiving device and thus a shortened use duration.

Es ist nun bereits bekannt, bei solchen Aufnahmeeinrich tungen, die Verschleißfestigkeit zu erhöhen, indem die Aufnahmeeinrichtung - bevorzugt hergestellt aus einem Chrom- Mangan-Stahl oder aus einem Chrom-Molybdän-Stahl - in ei nem Aufkohlungsverfahren einsatzgehärtet wird. Die Tiefe dieser Einsatzhärtung ist abhängig von der Zeitspanne, während der die Aufnahmeeinrichtung dem Aufkohlungsverfah ren unterworfen wird. In der Praxis beträgt die Tiefe der Einsatzhärtung bei solchen Aufnahmeeinrichtungen etwa 0,9 ± 0,1 mm. Nach dem Prozeß der Einsatzhärtung werden dann die Aufnahmeeinrichtungen noch geschliffen, um deren Ober fläche maßhaltig zu gestalten.It is already known in such recording devices tings to increase the wear resistance by the Pick-up device - preferably made of a chrome Manganese steel or from a chrome-molybdenum steel - in egg carburizing is case hardened. The depth this case hardening depends on the period of time, during which the pickup device the carburizing process is subjected. In practice, the depth is Case hardening in such recording devices is approximately 0.9 ± 0.1 mm. Then, after the case hardening process the receiving devices are still ground to their upper to design the surface true to size.

Bei der Verwendung derart einsatzgehärteter Aufnahmeein richtungen konnte auch eine gewisse Verbesserung beim Aus pressen bzw. Abpressen der Aufnahmeeinrichtung von dem Werkstück erzielt werden. Es mußten aber immer noch große Auspreßkräfte bzw. Abpreßkräfte angewandt werden und auch der Verschleiß bei der Aufnahmeeinrichtung war dementspre chend noch immens hoch.When using such case hardened receptacles directions could also have some improvement in exit press or squeeze the receiving device from the Workpiece can be achieved. But it still had to be big Squeezing forces or squeezing forces are applied and also the wear on the receiving device was accordingly still immensely high.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine dorn- oder ringfömige Aufnahmeeinrichtung mit einer sehr guten Gleitfähigkeit gegenüber dem Werkstück und damit eine Auf nahmeeinrichtung mit einer noch größeren Verschleißfestig keit zu schaffen.The invention is therefore based on the object of or ring-shaped receiving device with a very good Slidability in relation to the workpiece and thus an on device with an even greater wear resistance ability to create.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 beschrie bene Aufnahmeeinrichtung gelöst.This object is described by in claim 1 bene receiving device solved.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß mit der erfin dungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung die Auspreß- bzw. Abpreß kräfte bei der Entfernung der Aufnahmeeinrichtung von dem abgekühlten Werkstück um einen wesentlichen Betrag, näm lich um etwa ¹/₃ verringert werden können. Dies bedeutet dementsprechend gleichzeitig einen geringeren Verschleiß bei der Aufnahmeeinrichtung, bedingt durch einen entspre chend geringeren Abrieb an der Aufnahmeeinrichtung. It has been surprisingly found that with the OF INVENTION to the invention pickup device, the replication of or Abpreß forces in the removal of the receptacle from the cooled workpiece by a substantial amount, NaEM Lich by about ^_1/3 can be reduced. Accordingly, this means at the same time less wear on the receiving device, due to a correspondingly lower abrasion on the receiving device.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung erfolgt derart, daß die Aufnahmeeinrichtung zuerst geschlif fen wird, um eine Oberfläche mit einer genauen Maßhaltig keit zu erhalten. Darauf wird die Aufnahmeeinrichtung ei ner an sich bekannten Kurzzeit-Nitrierung unterworfen, entweder mittels einer Gas-Nitrierhärtung oder mittels einer Bad-Nitrierhärtung. Da die aufzubringende Nitrid- Schicht hier relativ groß ist, andererseits aber die Auf nahmedorne bzw. Büchsen gemeinsam mit Werkstücken üblicher Nitridschichtdicke im Nitrierofen oder Nitrierband behandelt werden, wird diese Nitrierbehandlung für die Aufnahmedorne- bzw. -büchsen bis zu dreimal wiederholt, wobei mit einem einmaligen Kurzzeitnitrieren bereits wesentliche Vorteile erreicht werden. Erst nach dem dritten Nitrierhärtungsvor gang ist die Aufnahmeeinrichtung mit einer Nitridschicht überzogen, die eine Schichtdicke von ca. 25 µm besitzt. Im allgemeinen ist für den Einsatz derart nitriergehärteter Aufnahmeeinrichtungen eine Schichtdicke von 15 ± 3 µm aus reichend. Nach erfolgter Kurzzeit-Nitrierung wird die auf der Oberfläche der Aufnahmeeinrichtung vorhandene Nitrid schicht noch mit feinem Schmirgel leicht geschmirgelt, um bei der Nitridschicht die Spitzen wegzunehmen und eine absolut glatte Oberfläche zu erhalten.The production of the receiving device according to the invention takes place in such a way that the receiving device is first ground is used to create a surface with accurate dimensional accuracy to maintain. Then the recording device is egg subject to short-term nitration known per se, either by means of gas nitriding or by a bath nitriding. Since the nitride to be applied Layer here is relatively large, but on the other hand the up Mandrel mandrels or bushes together with workpieces more common Nitride layer thickness treated in the nitriding furnace or nitriding belt this nitriding treatment for the mandrels or rifles repeated up to three times, with one One-time short-term nitriding already has significant advantages can be achieved. Only after the third nitriding step aisle is the receiving device with a nitride layer coated, which has a layer thickness of about 25 microns. in the is generally nitrided for the use of such Recording devices a layer thickness of 15 ± 3 microns reaching. After short-term nitriding, the is on nitride present on the surface of the receiving device layer with fine emery, lightly sanded, um remove the tips of the nitride layer and one to get absolutely smooth surface.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Aufnahme einrichtung vor dem Vorgang der Kurzzeit-Nitrierung noch in einem Aufkohlungsverfahren einsatzgehärtet. Bei den Randzonen der Aufnahmeeinrichtung genügt gegenüber der sonst üblichen Einsatzhärtetiefe eine geringere Einsatz härtetiefe von 0,6 ± 0,1 mm.In a preferred embodiment, the recording set up before the short-term nitriding process Case hardened in a carburizing process. Both Edge zones of the receiving device are sufficient compared to the otherwise the usual case hardening depth a lower use hardness depth of 0.6 ± 0.1 mm.

Anschließend wird die einsatzgehärtete Aufnahmeeinrichtung wieder maßhaltig geschliffen, einer dreimaligen Kurzzeit- Nitrierung unterworfen und die aufgebrachte Nitridschicht wieder mit feinem Schmirgel leicht bearbeitet.Then the case hardened receiving device ground to size again, a three-time short-term Subjected to nitriding and the applied nitride layer again lightly worked with fine emery.

Solche Aufnahmeeinrichtungen, die vor dem Kurzzeit-Nitrie ren auch einsatzgehärtet worden sind, werden insbesondere als Härtedorne bzw. Härteringe bei solchen Werkstücken eingesetzt, bei denen während des Abkühlungsvorganges des Werkstückes bei letzterem große Schrumpfkräfte auftreten.Such reception facilities, before the short-term nitrie Ren have also been case hardened, in particular as hardness mandrels or hardening rings in such workpieces used in which during the cooling process of Large shrinkage forces occur in the workpiece.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung besteht darin, daß durch die besonders harte und glatte Oberfläche der Aufnahmeeinrichtung zwischen der Wandung des Werkstückes und der Oberfläche der Aufnahmeeinrichtung eine besonders gute Gleitfähigkeit erzielt wird.The advantages of the receiving device according to the invention is that by the particularly hard and smooth Surface of the receiving device between the wall of the workpiece and the surface of the receiving device particularly good sliding properties are achieved.

Die Aufnahmeeinrichtung kann dadurch mit einem etwa um ¹/₃- ¹/₂ geringeren Aufpreßdruck bzw. Abpreßdruck von dem Werkstück entfernt werden. Dadurch kommt es zu einer Ver ringerung des Abriebs an der Oberfläche der Aufnahmeein richtung und damit tritt entsprechend ein geringerer Ver schleiß auf dieser auf. Die Haltbarkeit und die Gebrauchs fähigkeit der Aufnahmeeinrichtung verlängert sich demgemäß auf etwa 130-200%, wenn die Gebrauchsdauer der bisher verwendeten, lediglich einsatzgehärteten Aufnahmeeinrich tungen mit 100% angesetzt wird.The receiving device can thereby with an approximately ^_1/3 - be removed lower ^_half Aufpreßdruck or test pressure from the workpiece. This leads to a reduction in abrasion on the surface of the receiving device and thus correspondingly less wear and tear occurs on it. The durability and the usability of the recording device is accordingly extended to about 130-200% if the service life of the previously used, case-hardened recording devices is set at 100%.

Claims

1.thorn-shaped or ring-shaped workpiece-adapted mounting device made of alloyed case hardening steel for rotationally symmetrical hardenable workpieces, on or into which the workpieces are plugged with their bore directly from the furnace heat (hardening temperature) with little play or inserted and cooled with their outer circumference, characterized in that the surface of the receiving device is provided with a Ni trid layer.

2. receiving device according to claim 1, characterized, that the thickness of the nitride layer 12 to 25 microns, preferably Is 12 to 18 µm.

3. receiving device according to claim 2, characterized, that the receiving device under the nitride layer Case hardening layer of about 0.6 ± 0.1 mm.