DE102020004685A1 - Process for producing a surface-treated solid component from a steel material and such a component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Massivbauteils aus einem abschreckhärtbaren Stahlwerkstoff, bei dem der Stahlwerkstoff zur Formgebung für das Bauteil umgeformt wird, ggf. erwärmt wird und von einer oberhalb der Austenitisierungstemperatur liegenden Temperatur durch Abkühlung rascher als die untere kritische Abkühlgeschwindigkeit, insbesondere als die obere kritische Abkühlgeschwindigkeit abgeschreckt wird und einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, wobei ein Anlassen des abgeschreckten Teils erst nach der Oberflächenbehandlung und unterhalb einer Temperatur von 260°C erfolgt.The invention relates to a method for producing a surface-treated solid component from a quench-hardenable steel material, in which the steel material is formed to shape the component, if necessary heated and cooled from a temperature above the austenitization temperature faster than the lower critical cooling rate, in particular than the upper critical cooling rate is quenched and subjected to surface treatment, with tempering of the quenched part only after surface treatment and below a temperature of 260°C.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Massivbauteils aus einem abschreckhärtbaren Stahlwerkstoff, bei dem der Stahlwerkstoff zur Formgebung für das Bauteil umgeformt wird, beim Einsatzhärten von einer oberhalb der Austenitisierungstemperatur liegenden Temperatur durch Abkühlung rascher als die untere kritische Abkühlgeschwindigkeit abgeschreckt wird und einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, sowie ein derartiges Massivbauteil.The invention relates to a method for producing a surface-treated solid component from a quench-hardenable steel material, in which the steel material is formed to shape the component, is quenched during case hardening from a temperature above the austenitization temperature by cooling faster than the lower critical cooling rate, and is subjected to a surface treatment is, as well as such a solid component.
Derartige Bauteile sind selbstredend aus zahlreichen Anwendungsfällen, beispielsweise der Automobilindustrie wohl bekannt, um aus ihnen die mechanischen Gewerke höherer Funktionalität sowie Strukturbauteile sowie deren Anordnungen zu bilden.Such components are of course well known from numerous applications, for example the automotive industry, in order to form the mechanical systems of higher functionality and structural components and their arrangements from them.
Zum Erreichen der gewünschten Festigkeit von z.B. oberhalb 800 MPa werden die Bauteile üblicherweise aus Stahl hergestellt, insbesondere sogenannten QT-Stählen (Quenching and Tempering). Sie gewinnen ihre Härte durch das rasche Abschrecken ausgehend von einer Temperatur oberhalb von Ac3 bzw. einer Temperatur, bei der wenigstens eine Teilaustenitisierung vorliegt. Nach dem raschen Abkühlen/Abschrecken erfolgt das Anlassen bei Temperaturen von üblicherweise größer als 500°C, um die Duktilität durch Abbau von beim Abschrecken erzeugten Eigenspannungen zu erhöhen. So wird beim Anlassen die beim Vergüten durch Gitteränderungen entstandene sehr harte aber auch sehr spröde Gefügestruktur wieder duktil gemacht. Nach dem Anlassen werden die Teile typischerweise durch spanende Verfahren und anschließendes Glätten in ihre endgültige Form gebracht und anschließend oberflächenbehandelt, beispielsweise durch galvanisches Aufbringen einer Beschichtung, und ggf. nochmals einer Wärmebehandlung oder Warmtrocknung unterzogen.In order to achieve the desired strength of, for example, above 800 MPa, the components are usually made of steel, in particular so-called QT steels (Quenching and Tempering). They gain their hardness through rapid quenching from a temperature above Ac 3 or a temperature at which there is at least partial austenitization. After rapid cooling/quenching, tempering occurs at temperatures typically greater than 500°C to increase ductility by relieving residual stresses generated during quenching. During tempering, the very hard but also very brittle microstructure created by lattice changes during tempering is made ductile again. After annealing, the parts are typically given their final shape by machining and subsequent smoothing, and are then surface-treated, for example by applying a coating galvanically, and if necessary subjected to another heat treatment or hot drying.
Trotz der langjährigen Praxis und dabei üblicherweise gut funktionierenden Vorgehensweise ist insbesondere bei dem Anwendungsfall von beweglichen Bauteilen jedoch gelegentlich eine geringer als gewünscht ausfallende Funktionalität zu beobachten.Despite many years of practice and a procedure that usually works well, a functionality that is less than desired can occasionally be observed, especially in the case of the application of moving components.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass ein zufriedenstellender Kompromiss aus bei dem Verfahren entstehenden Aufwand und zufriedenstellender Funktionalität des Bauteils in der Anwendung erreicht wird.The invention is therefore based on the object of further developing a method of the type mentioned at the outset in such a way that a satisfactory compromise between the effort involved in the method and satisfactory functionality of the component in the application is achieved.
Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht gelöst durch eine Weiterbildung des Verfahrens der eingangs genannten Art, das im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Anlassen des abgeschreckten Teils erst nach der Oberflächenbehandlung und unterhalb einer Temperatur von 260°C erfolgt.This object is achieved from a procedural point of view by a further development of the method of the type mentioned at the outset, which is essentially characterized in that the quenched part is only tempered after the surface treatment and below a temperature of 260°C.
Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass durch Verschieben des Zeitpunkts des Anlassens auf nach der Oberflächenbehandlung bei gleichzeitiger Ausführung selbiger unter deutlich niedrigeren Anlasstemperaturen als üblich zum einen noch eine zufriedenstellende Zugfestigkeit bzw. Härte des Bauteils bei gleichzeitig vermiedener negativer Beeinträchtigung der Oberflächenschicht, etwa bedingt durch sehr dünne Oxidschichten, erreicht wird.In the context of the invention, it was recognized that by postponing the time of tempering until after the surface treatment while simultaneously carrying out the same at significantly lower tempering temperatures than usual, on the one hand a satisfactory tensile strength or hardness of the component can be achieved while at the same time avoiding negative effects on the surface layer, for example due to very thin oxide layers.
Weiter bevorzugt wird bei dem Verfahren die Temperatur des Anlassens auf unter 254°C gehalten, bevorzugt unter 248°C, weiter bevorzugt unter 242°C, und/oder oberhalb von 180°C, bevorzugt oberhalb von 188°C, insbesondere oberhalb von 194°C gehalten.More preferably, the tempering temperature in the process is kept below 254°C, preferably below 248°C, more preferably below 242°C, and/or above 180°C, preferably above 188°C, in particular above 194 °C maintained.
Weiter bevorzugt wird bei dem Verfahren die Zeitdauer des Anlassens auf unter 12h gehalten, bevorzugt unter 10,4h, weiter bevorzugt unter 9,6h, und/oder oberhalb von 1h, bevorzugt oberhalb von 2h, insbesondere oberhalb von 4h gehalten.In the method, the duration of the tempering is more preferably kept to less than 12 hours, preferably less than 10.4 hours, more preferably less than 9.6 hours, and/or more than 1 hour, preferably more than 2 hours, in particular more than 4 hours.
Weiter bevorzugt wird bei dem Verfahren nach dem Abschrecken keine Wärmebehandlung mit Temperaturerhöhung des Teils auf über 300°C mehr vorgenommen.More preferably, in the method after quenching, no more heat treatment with temperature increase of the part to over 300° C. is carried out.
Weiter bevorzugt wird bei dem Verfahren nach dem Abschrecken und/oder nach der Oberflächenbehandlung keine weitere Wärmebehandlung mit Temperaturen über 260°C, insbesondere über 250°C mehr vorgenommen.More preferably, no further heat treatment with temperatures above 260° C., in particular above 250° C., is carried out in the method after the quenching and/or after the surface treatment.
Weiter bevorzugt erfolgt bei dem Verfahren vor der Oberflächenbehandlung eine spanende Bearbeitung des Teils, und ggf. ein Glätten des Teils.In the method, the part is also preferably machined before the surface treatment, and the part is optionally smoothed.
Weiter bevorzugt erfolgt bei dem Verfahren die Oberflächenbehandlung durch eine galvanisch oder anderweitig aufgebrachte Beschichtung des Teils.In the method, the surface treatment is more preferably carried out by means of a galvanically or otherwise applied coating of the part.
Weiter bevorzugt erfolgt bei dem Verfahren nach dem Anlassen kein Polieren mit Materialabtrag einer Dicke von mehr als 400 nm, bevorzugt mehr als 200 nm, insbesondere mehr als 100 nm der äußeren Oberflächenschicht des Teils mehr.More preferably, in the method after the annealing there is no polishing with material removal of a thickness of more than 400 nm, preferably more than 200 nm, in particular more than 100 nm of the outer surface layer of the part.
Vorrichtungstechnisch betrifft die Erfindung ein Massivbauteil aus einem wenigstens zum Teil beschichteten Stahlwerkstoff, mit über eine Einsatzhärtung erhaltenen Streckgrenze von größer als 1040 MPa, bevorzugt größer als 1070 MPa, insbesondere größer als 1100 MPa, einem wenigstens teilweise bainitischem und/oder martensitischem Gefüge einer Bruchdehnung von weniger als 14% und insbesondere einer Oberfläche mit wenigstens bereichsweise einem Reibungskoeffizient (ISO 16047) von geringer als 0,12, bevorzugt als 0,08, insbesondere als 0,06.In terms of device technology, the invention relates to a solid component made of an at least partially coated steel material, with a yield point of greater than obtained via case hardening 1040 MPa, preferably greater than 1070 MPa, in particular greater than 1100 MPa, an at least partially bainitic and/or martensitic structure with an elongation at break of less than 14% and in particular a surface with a coefficient of friction (ISO 16047) of less than 0.12 at least in some areas , preferably as 0.08, in particular as 0.06.
Weiter bevorzugt ist bei dem Massivbauteil das Gefüge durch eine nach dem Vergüten und Abkühlen rascher als die untere, insbesondere als die obere kritische Abkühlgeschwindigkeit erfolgenden Wärmebehandlung/Anlassen bei einer Temperatur von größer gleich 188°C und/oder kleiner 280°C sowie einer Zeitdauer von größer 40 min und/oder kleiner 12h gebildet.In the case of the solid component, the microstructure is more preferably formed by a heat treatment/tempering that takes place after hardening and cooling faster than the lower, in particular than the upper, critical cooling rate at a temperature of greater than or equal to 188° C. and/or less than 280° C. and for a period of greater than 40 minutes and/or less than 12 hours.
Weiter bevorzugt ist die Oberfläche des Massivbauteils wenigstens bereichsweise aus einer aus der Schichtbildung selbst sowie ihrer darauffolgenden Wärmebehandlung bei einer Temperatur von größer gleich 188°C und/oder kleiner 254°C sowie einer Zeitdauer von größer 40 min und/oder kleiner 12h gebildet, insbesondere ohne anschließenden Poliervorgang mit Materialabtrag von mehr als 400 nm gebildet.More preferably, the surface of the solid component is at least partially formed from the layer formation itself and its subsequent heat treatment at a temperature of greater than or equal to 188° C. and/or less than 254° C. and for a period of greater than 40 minutes and/or less than 12 hours, in particular formed without subsequent polishing with material removal of more than 400 nm.
Weiter bevorzugt weist bei dem Massivbauteil der Stahl einen Kohlenstoffgehalt von kleiner 0,32 Gew.%, bevorzugt kleiner 0,28 Gew.%, insbesondere 0,24 Gew.% auf.More preferably, in the case of the solid component, the steel has a carbon content of less than 0.32% by weight, preferably less than 0.28% by weight, in particular 0.24% by weight.
Weiter bevorzugt ist bei dem Massivbauteil die Beschichtung eine galvanisch aufgebrachte Beschichtung oder eine anderweitig durch Eintauchen in ein Beschichtungsbad oder Besprühen aufgebrachte Beschichtung.In the case of the solid component, the coating is more preferably a galvanically applied coating or a coating applied in some other way by immersion in a coating bath or by spraying.
Weiter bevorzugt betrifft die Erfindung ein Massivbauteil, bei dem es sich um ein im Einsatz in veränderlichen Flächenkontakt mit einer Gegenfläche eines weiteren Bauteils stehenden Bauteil und/oder bei dessen Montage ein Oberflächenbereich in veränderlichen Flächenkontakt mit einer Gegenfläche kommt, handelt.More preferably, the invention relates to a solid component, which is a component that is in variable surface contact with a mating surface of another component during use and/or during the assembly of which a surface area comes into variable surface contact with a mating surface.
Weiter bevorzugt betrifft die Erfindung ein Massivbauteil, das nach einem der oben beschriebenen Verfahrensaspekte hergestellt ist.More preferably, the invention relates to a solid component that is produced according to one of the method aspects described above.
Weiter betrifft die Erfindung in vorrichtungstechnischer Hinsicht ein System zu Herstellung eines Massivbauteils gemäß einem der vorgenannten Verfahrensaspekte mit einer ersten Wärmebehandlungseinrichtung zum Abschreckhärten des Bauteils, einer Oberflächenbehandlungseinrichtung zur Oberflächenbehandlung des Bauteils und einer zweiten Wärmebehandlungseinrichtung zum Anlassen des oberflächenbehandelten Bauteils sowie mit einer eine Betätigung der zweiten Wärmebehandlungseinrichtung auf Temperaturen unterhalb von 260°C sowie zeitlich nach der Betätigung der Oberflächenbehandlungseinrichtung steuernden Ablaufsteuerung.In terms of device technology, the invention also relates to a system for producing a solid component according to one of the aforementioned method aspects with a first heat treatment device for quench-hardening the component, a surface treatment device for surface treatment of the component and a second heat treatment device for tempering the surface-treated component and with an actuation of the second heat treatment device to temperatures below 260°C and in terms of time after the actuation of the surface treatment device.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems ergeben sich aus den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The advantages of the system according to the invention result from the advantages of the method according to the invention.
Hinsichtlich der Stahlzusammensetzung wird neben den bereits bevorzugten Obergrenzen auch mit Zusammensetzungen mit einem Kohlenstoff-Gehalt von nicht größer als 0,24 Gew.% gearbeitet, bevorzugt jedoch mit einem Kohlenstoff-Gehalt von wenigstens 0,12, bevorzugt wenigstens 0,14, insbesondere wenigstens 0,16 Gew.%. Bevorzugt sind wenigstens 0,2, bevorzugt wenigstens 0,28, insbesondere wenigstens 0,36 und/oder höchstens 0,8, bevorzugt höchstens 0,72, insbesondere höchstens 0,64 Gew.% Silizium enthalten.With regard to the steel composition, in addition to the already preferred upper limits, compositions with a carbon content of no greater than 0.24% by weight are also used, but preferably with a carbon content of at least 0.12, preferably at least 0.14, in particular at least 0.16% by weight. It preferably contains at least 0.2, preferably at least 0.28, in particular at least 0.36 and/or at most 0.8, preferably at most 0.72, in particular at most 0.64% by weight of silicon.
Des Weiteren ist bevorzugt wenigstens 1,2, bevorzugt wenigstens 1,36, insbesondere wenigstens 1,52 Gew.% Mangan enthalten, und dieses Element mit bevorzugt weniger als 2,1 Gew.%, weiter bevorzugt mit weniger als 1,9 Gew.%, insbesondere mit weniger als 1,84 Gew.%. Des Weiteren ist bevorzugt Chrom als Stahl-Bestandteil enthalten, mit einer Menge von insbesondere größer als 1,2 Gew.%, bevorzugt größer als 1,36 Gew.%, insbesondere größer als 1,48 Gew.%, jedoch bevorzugt mit weniger als 2 Gew.%, weiter bevorzugt weniger als 1,88 Gew.%, insbesondere weniger als 1,78 Gew.% Chrom. Als weiteres bevorzugtes Legierungselement ist Nickel vorgesehen, mit bevorzugt wenigstens 0,04 Gew.%, weiter bevorzugt wenigstens 0,06 Gw.%, insbesondere wenigstens 0,08 Gew.% und/oder höchstens 0,4 Gew.%, weiter bevorzugt weniger als 0,36 Gew.%, insbesondere weniger als 0,23 Gew.%.Furthermore, preferably at least 1.2, preferably at least 1.36, in particular at least 1.52% by weight manganese is contained, and this element with preferably less than 2.1% by weight, more preferably with less than 1.9% by weight. %, in particular with less than 1.84% by weight. Furthermore, chromium is preferably contained as a steel component, in an amount of in particular greater than 1.2% by weight, preferably greater than 1.36% by weight, in particular greater than 1.48% by weight, but preferably less than 2 wt%, more preferably less than 1.88 wt%, especially less than 1.78 wt% chromium. Another preferred alloying element is nickel, with preferably at least 0.04% by weight, more preferably at least 0.06% by weight, in particular at least 0.08% by weight and/or at most 0.4% by weight, more preferably less than 0.36% by weight, in particular less than 0.23% by weight.
Als weiteren bevorzugten Legierungsbestandteil ist Molybdän in einer Menge von bevorzugt wenigstens 0,15, weiter bevorzugt wenigstens 0,18, insbesondere wenigstens 0,22 Gew.% vorgesehen, jedoch bevorzugt mit nicht mehr als 0,5, weiter bevorzugt nicht mehr als 0,45, insbesondere nicht mehr als 0,4 Gew.%.As a further preferred alloy component, molybdenum is provided in an amount of preferably at least 0.15, more preferably at least 0.18, in particular at least 0.22% by weight, but preferably not more than 0.5, more preferably not more than 0. 45, especially not more than 0.4% by weight.
Niob und/oder Titan können in einer geringen Menge, etwa im Bereich von 0,01 bis 0,1 Gew.% beigefügt sein.Niobium and/or titanium can be included in a small amount, such as in the range of 0.01 to 0.1% by weight.
Als weiterer Legierungsbestandteil kann Schwefel mit bevorzugt weniger als 0,016 Gew.% vorgesehen sein, besonders bevorzugt liegt der Schwefelgehalt jedoch deutlich unter 0,01 Gew.%, nämlich nicht größer als 0,006 Gew.%, insbesondere nicht höher als 0,003 Gew.%.Sulfur with preferably less than 0.016% by weight can be provided as a further alloying component, but the sulfur content is particularly preferably well below 0.01% by weight, namely not greater than 0.006% by weight, in particular not greater than 0.003% by weight.
Des Weiteren enthält der Stahl bevorzugt (jeweils) weniger als 0,05, insbesondere als 0,02 Gew.% Bor, Phosphor, Kupfer und/oder Aluminium.Furthermore, the steel preferably contains (in each case) less than 0.05% by weight, in particular less than 0.02% by weight, of boron, phosphorus, copper and/or aluminum.
Hinsichtlich der Beschichtungsdicken werden Dicken von wenigstens 4 µm, insbesondere wenigstens 6 µm und/oder höchstens 22 µm, insbesondere höchstens 20 µm bevorzugt.With regard to the coating thicknesses, thicknesses of at least 4 μm, in particular at least 6 μm and/or at most 22 μm, in particular at most 20 μm, are preferred.
Hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften ist bei dem Bauteil die Zugfestigkeit größer als 1380 MPa, bevorzugt größer als 1400 MPa, insbesondere größer als 1440 MPa, und/oder eine Streckgrenze Rp0,2 von größer als 1040 MPa, weiter bevorzugt als 1070 MPa, insbesondere als 1100 MPa. Weiter vorgesehen ist die Bruchdehnung (A5) größer als 8%, bevorzugt größer als 10%, jedoch bevorzugt kleiner als 14%, insbesondere als 12%.With regard to the mechanical properties, the tensile strength of the component is greater than 1380 MPa, preferably greater than 1400 MPa, in particular greater than 1440 MPa, and/or a yield point R p0.2 of greater than 1040 MPa, more preferably than 1070 MPa, in particular than 1100MPa. The elongation at break (A5) is also greater than 8%, preferably greater than 10%, but preferably less than 14%, in particular less than 12%.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.The invention is described below using exemplary embodiments.
Es soll ein Kugelgelenk hergestellt werden, und die Beschreibung erfolgt für beispielhaft die Kugel des Kugelgelenks.A ball joint is to be manufactured, and the description will be given by way of example of the ball of the ball joint.
Der Ausgangs-Stahlwerkstoff wird bereitgestellt und durch Kaltverformung, alternativ durch Warmumformung ein Rohling geschmiedet, dessen äußerer Umfang die gewünschte Kugelform aufnimmt.The starting steel material is provided and a blank is forged by cold forming or alternatively by hot forming, the outer circumference of which takes on the desired spherical shape.
Als Stahl wurde exemplarisch ein bainitfähiger Stahl mit 0,2 Gew.% Kohlenstoff, 0,44 Gew.% Silizium, 1,6 Gew.% Mangan, 1,3 Gew.% Chrom, 0,12 Gew.% Nickel, 0,24 Gew.% Molybdän herangezogen.A bainitic steel with 0.2% by weight of carbon, 0.44% by weight of silicon, 1.6% by weight of manganese, 1.3% by weight of chromium, 0.12% by weight of nickel, 0. 24 wt.% Molybdenum used.
Das Teil wird vergütet und auf eine Temperatur von 920°C gebracht und dort gehalten. Nach rascher Abkühlung in z.B. Wasser wird das Teil abschreckgehärtet, alternativ könnte auch z.B. mit dem Medium Luft oder Öl abgeschreckt werden. Hierzu kommt eine erste Wärmebehandlungseinrichtung zum Einsatz.The part is tempered and brought to and held at a temperature of 920°C. After rapid cooling in e.g. water, the part is quench-hardened, alternatively it could also be quenched with the medium air or oil, for example. A first heat treatment device is used for this purpose.
Das Teil wird nun nach dem Abschrecken entgegen der üblichen Vorgehensweise zunächst nicht angelassen. Vielmehr wird es der spanenden Bearbeitung einer z.B. CNC-Maschine übergeben, um die endgültige Kugelform zu erstellen und daran anschließend oberflächenbehandelt.Contrary to the usual procedure, the part is not initially tempered after quenching. Rather, it is machined, e.g. by a CNC machine, to create the final spherical shape and then surface-treated.
Die Oberflächenbehandlung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch galvanisches Aufbringen einer Beschichtung, z.B. einer ZnNi-Beschichtung. Zur Oberflächenbehandlung kommt eine Oberflächenbehandlungseinrichtung zum Einsatz.In this exemplary embodiment, the surface treatment is carried out by galvanically applying a coating, e.g. a ZnNi coating. A surface treatment device is used for surface treatment.
Erst danach erfolgt das Anlassen des Bauteils, in diesem Ausführungsbeispiel bei 240° für 6 Stunden. Dadurch wird eine Entlastung von inneren Spannungen der Abschreckhärtung kombiniert mit einer schonenden Oberflächenbeeinflussung mit allenfalls verminderter Erzeugung von Nano-Oxidschichten. Der Reibungskoeffizient (Haftreibung) der beschichteten Oberfläche beträgt 0,05. Die Schichtdicke der Beschichtung selbst ist bei diesem Ausführungsbeispiel 10 µm. Das Anlassen erfolgt mittels einer zweiten Wärmebehandlungseinrichtung, die bevorzugt eine von der ersten Wärmebehandlungseinrichtung verschiedene Einrichtung ist.Only then is the component tempered, in this exemplary embodiment at 240° for 6 hours. This relieves the internal stresses of quench hardening combined with a gentle surface treatment with possibly reduced formation of nano-oxide layers. The coefficient of friction (static friction) of the coated surface is 0.05. The layer thickness of the coating itself is 10 μm in this exemplary embodiment. Tempering takes place by means of a second heat treatment device, which is preferably a different device from the first heat treatment device.
Des Weiteren wird bei dieser Wärmebehandlung auch Wasserstoff effundieren und somit die Gefahr einer Wasserstoff-Versprödung vermieden, ohne Heranziehen einer zusätzlichen Wärmebehandlung.Furthermore, hydrogen is also effused during this heat treatment and thus the risk of hydrogen embrittlement is avoided without resorting to an additional heat treatment.
Die Zeit zwischen der Abschreckhärtung und dem Anlassen beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 8 Stunden. In diesem Zeitraum erfolgt sowohl die mechanische Nachbehandlung durch spanende Bearbeitung und ggf. einen Glättvorgang, wie auch das Aufbringen der Beschichtung, welche in diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt bei Raumtemperatur oder bei Temperaturen jedenfalls bevorzugt geringer als 60°C insbesondere als 40°C stattfindet.The time between quench hardening and tempering is 8 hours in this embodiment. During this period, both the mechanical post-treatment by machining and possibly a smoothing process and the application of the coating takes place, which in this exemplary embodiment preferably takes place at room temperature or at temperatures at least preferably less than 60°C, in particular less than 40°C.
Die für das Herstellungsverfahren des Bauteils herangezogene qualitative Struktur eines Temperaturverlaufs ist in
In einem zweiten Ausführungsbeispiel, wiederum veranschaulicht am Beispiel einer Kugel eines Kugelgelenks mit einem Durchmesser wie im ersten Ausführungsbeispiel im Bereich von 25 bis 40 mm wird hinsichtlich des zeitlichen Ablaufs der Arbeitsschritte gleich vorgegangen wie beim ersten Ausführungsbeispiel.In a second exemplary embodiment, again illustrated using the example of a ball of a ball joint with a diameter in the range of 25 to 40 mm, as in the first exemplary embodiment, the same procedure is followed as in the first exemplary embodiment with regard to the timing of the work steps.
Anstelle der galvanisch aufgebrachten Beschichtung wird in diesem Ausführungsbeispiel die Beschichtung über ein Sprühverfahren mit einem marktüblichen Produkt wie etwa Geomet®321 vorgenommen. Das Anlassen erfolgt bei einer Temperatur von 255°C über einen Zeitraum von 1 Stunde.Instead of the galvanically applied coating, in this exemplary embodiment the coating is carried out using a spraying method with a commercially available product such as Geomet®321. Tempering takes place at a temperature of 255°C over a period of 1 hour.
Bei beiden Ausführungsbeispielen findet somit nach dem Abschreckhärten nur noch eine zusätzliche Wärmebehandlung des Anlassens bei bereits beschichtetem Bauteil statt.In both exemplary embodiments, after the quench hardening, only an additional heat treatment of tempering takes place with the component already coated.
Zudem wurde die Oberfläche der Bauteile durch eine optische Untersuchung auf Spuren von Nano-Oxidschichten überprüft. Dabei wurde festgestellt, dass bei vorhandenen mechanischen Eigenschaften wie etwa einer Streckgrenze Rp0,2 von über 1040 MPa, in den Ausführungsbeispielen sogar über 1100 MPa auch Nano-Oxidschichten vermieden sind. Dementsprechend sind auch keine relevant abtragenden Polierarbeiten am Bauteil mehr erforderlich.In addition, the surface of the components was checked optically for traces of nano-oxide layers. It was found that with existing mechanical properties such as a yield point R p0.2 of more than 1040 MPa, in the exemplary embodiments even more than 1100 MPa, nano-oxide layers are also avoided. Accordingly, no relevant abrasive polishing work is required on the component.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Vielmehr können die Merkmale der obigen Beschreibung wie auch der nachstehenden Ansprüche einzeln und in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The invention is not limited to the above exemplary embodiments. Rather, the features of the above description as well as the following claims can be essential individually and in combination for the implementation of the invention in its various embodiments.
Claims (16)
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| DE102020004685A1 true DE102020004685A1 (en) | 2022-02-03 |
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| DE (1) | DE102020004685A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202023105558U1 (en) | 2023-09-25 | 2023-10-30 | Carsten Rieke | Agricultural photovoltaic arrangement in an open area |
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2020
- 2020-07-31 DE DE102020004685.1A patent/DE102020004685A1/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
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