Tetsu-to-Hagane
Online ISSN : 1883-2954
Print ISSN : 0021-1575
FABRIKATION VON KURBELWELLEN FUER SCHNELLAUFENDE VERBRENNUNGSMOTORE HERSTELLUNGSVERFAHREN, DEREN SCHWIERIGKEITEN UND BEURTEILUNG
Hikosiro Watari
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1937 Volume 23 Issue 8 Pages 748-773

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Abstract
Es ist wichtig, die Kurbelwellen nicht durch Flachschlagen mit folgendem Ausschneiden und Verdrehen herzustellen, sondern sie durchgehend im Gesenk zu pressen, wodurch ein guter Faserverlauf gewaehrleistet wird Um ein gutes Durchschmieden zu erreichen und Torsion zu vermeiden, sollen die Wellen noch unter einem schweren Fallhammer geschlagen werden. Wegen der durch die in den letzten Jahren erfolgte Erhoehung der Umlaufgeschwindigkeiten von Flugzeugmotoren bedingten Notwendigkeit, die Motoren knapp und gedraengt zu bemessen, ist es immer schwieriger geworden, wirklich gut durchgeschmiedete Wellen mit tadellosem Faserverlauf zu erhalten. Denn durch die Verengung am Uebergang vom Lager zum Zapfen wird der Kraftfluss stark zusammengedraengt, sodass infolge der Spannungssteigerung an diesen Stellen haeufig Ermuedungsbrueche auftreten. Diese Schwierigkeit birgt noch wichtige Probleme fuer den Konstrukteur.
Die Stahlwerke haben die Aufgabe, guten Qualitaetsstahl zu liefern, der seigerungsfrei gegossen und vor allen Dingen vor der Verarbeitung (Walzen) einwandfrei durchgeglueht ist.
Bei der Zementation der Rollenlagerzapfen ist darauf zu achten, dass die Zementationsschicht ausreichende Tiefe besitzt und selbst die Gleitlagerzapfen erfordern seit den letzten Jahren einen tiefgehenden Einsatz. Festes Zementationsmittel ist gut geeignet; falls man jedoch bei niedriger Temperatur zementiert, ist lange Zementationsdauer erforderlich. Man kann auch bei hoher Temperatur einsetzen, aber dann muss zwecks besserer Diffusion in neutralem Mittel nachzementiert werden. Andererseits ist, wenn man in Leuchtgas zementiert, wenig freier Zementit zugegen und Diffusion kann leicht erfolgen. Bei Beruecksichtigung beider Vorgaenge, der Zementation und der Waermebehandlung, laesst sich nicht entscheiden welches Verfahren vom wirtschaftlichen und technischen Standpunkt aus das bessere ist.
Die Nitrierhaertung hat den Vorteil, dass keine Haertespannungen auftreten, und der Verzug sehr gering ist. Ausserdem hat die Haerteschicht charakteristisch hohen. Haertegrad. Jedoch ist im vergueteten Zustand hoechste Zugfestigkeit nicht immer zu erreichen. Da auch die Abkuehlung langsam erfolgen muss, neigt das Material zur Anlasssproedigkeit. Schliesslich ist die Dauer des Verfahrens verhaeltnissmaessig lang. Wenn man zum Beispiel Ni Cr W-oder Ni Cr Mo-Einsatzstaehle von hoher Zugfestigkeit und Zaehigkeit in Vergleich zieht, so kann man den Nitrierstahl vom Standpunkt der Zaehigkeit aus nicht als ueberlegen bezeichnen. Als Material ist fuer Nitrierstahl von hoher Festigkeit Cr Mo V-Stahl zu empfehlen, wobei bemerkt sei, dass diese Loesung jedoch nicht vollkommen ist.
Die Dissoziation von Ammoniak steht hier nicht zur Frage. Da es guenstig ist, wenn die Konzentration des Ammoniaks ueber der fuer die Nitriertemperatur massgebenden Gleichgewicbtskonzentration liegt, muss erfahrungsgemaess der Dissoziationswert bestimmt werden.
Wenn sich einerseits der dissoziierte Stickstoff und Wasserstoff an einzelnen Stellen ansammelt und andererseits die Konzentration des Ammoniaks hier und da zu niedrig ist, kann keine gute Nitrierung erfolgen. Es ist daher auf gleichmaessigen Fluss des Ammoniak-Gases groesster Wert zu legen. Ebenso ist die richtige Vorwaerraung des Ammoniaks von Wichtigkeit. Um die Dauer des Verfahrens zu verkuerzen, muss man ferner geeignete Katalysen verwenden oder den Druck verringern, um hiermit die Dissoziations-Gescbwindigkeit zu erhoehen. Bei steigender Temperatur wiederum ist der Dissoziationsdruck des Nitrids zu beruecksichtigen.
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© The Iron and Steel Institute of Japan
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