用于进行气相氮碳共渗处理的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于进行气相氮碳共渗处理的方法，该方法用于在机器构件的滑动面上构造磨损保护层。
【背景技术】
[0002]从现有技术中已知，对滑动摩擦副的机器构件进行氮碳共渗处理。在这种热处理方法中改变边缘层的化学成分，从而提高强度并且改进磨损情况。
[0003]因此，按照现有技术，在盐槽中对机器构件进行氮碳共渗处理。这种方法的不利之处是，在所述构件上会由于盐槽的残余物而出现污物。
[0004]文献EP I 122 330 BI和EP I 122 331 BI公开了用于借助于气体对构件进行氮碳共渗处理的方法，这在下面被称为气相氮碳共渗处理。
【发明内容】
[0005]本发明的任务是，提供一种用于进行气相氮碳共渗处理的方法，滑动摩擦副用该方法能够成本低廉地加以制造，并且除此以外也可以在较高的系统压力下并且在从中产生的较高的摩擦力下长期使用并且更具可靠性，使得所述滑动摩擦副以及由此相关的机器具有较高的使用寿命。
[0006]该任务通过一种具有权利要求1的特征的方法得到解决。
[0007]按照所述按本发明的、用于进行气相氮碳共渗处理的方法，在第一步骤中，以较低的处理温度和较长的处理时间在炉中向滑动摩擦副的、含铁的机器构件加载气体。由此构造较薄的连接层以及较厚的扩散层。在此，所述连接层均厚。在紧随此后的第二步骤中或者在第二阶段中，添加施碳物并且提高处理温度。由此提高所述连接层的碳含量。因而，在所述第二阶段中，通过施碳物的添加来提高炉内环境的碳化渗碳潜力并且就这样提高所述连接层的碳含量。为了这一点较快地并且在没有明显的层的生成的情况下进行，通常以较高的处理温度来实施所述第二阶段。所述按本发明分两个阶段经过气相氮碳共渗处理的机器构件的尺寸变化相对于现有技术而减小，这尤其对于具有较小的公差的构件来说能够实现较高的过程可靠性以及所述滑动摩擦副的较高的运行可靠性。
[0008]所述第一阶段以较低的温度进行并且持续较长的时间，所述第一队段的技术绝技在于，在炉内环境中仅仅提供和扩散到工件的扩散层中的氮气一样多的氮气。由此几乎抑制所述连接层的进一步的生成，并且人们得到较薄的连接层构造。
[0009]在所述方法的一种优选的设计方案中，以500°C到510°C的温度进行所述第一步骤或者所述第一阶段。
[0010]在此，可以在第一步骤中或者在所述第一阶段中添加施碳物(Kohlenstoffspender) ο
[0011]此外，特别优选的是，在所述第一步骤中向所述机器构件添加比在过饱和的炉内环境中少的氮气。由此避免所述连接层的过于剧烈的生成并且由此避免其脆化(Verspr5dung)0
[0012]为了较快地并且在没有明显的层的生成的情况下提高所述连接层的碳含量，按照本发明所述方法的一种优选的设计方案，以570°C到580°C的温度进行所述第二步骤或者所述第二阶段。
[0013]在所述方法的一种优选的改进方案中，对所述连接层进行二次氧化处理。由此所述滑动摩擦副的磨合性能(EinlaufVerhalten)得到改进,并且在运行中降低微小的应力峰值。
[0014]在所述方法的一种优选的改进方案中，首先对所述温度进行平衡和/或产生所述连接层和/或形成所述过程气体。
[0015]所述连接层的厚度优选为4 μ m至15 μ m、比如6 μ m至12 μ m。
[0016]所述扩散层的厚度优选至少为50 μ m。因此，所述扩散层的厚度至少可以为所述连接层的厚度的十倍。
[0017]所述按本发明的方法可以有利地用在轴向活塞机的机器构件上。
[0018]在一种特别优选的应用情况中，相关的构件是斜轴结构的轴向活塞机的滚筒或者也是斜盘结构的轴向活塞机的、无衬套的滚筒。所述相关的构件也可以是所述轴向活塞机的驱动轴。
【附图说明】
[0019]下面借助于附图对本发明的一种实施例进行详细描述。附图示出:
图1是已经按照根本发明所述的方法进行处理的滚筒的纵剖面图；并且图2是按照图1所示的滚筒的视图。
【具体实施方式】
[0020]图1以剖面示图示出了斜轴结构的、按本发明的轴向活塞机的实施例的滚筒I。所述滚筒拥有比如圆筒状的形状，并且在所述轴向活塞机的运行中围绕着自身的纵轴线2旋转。所述滚筒I在端面4上成形为球状，并且以该端面4压靠到分配盘上。另一个端面6朝向驱动轴的法兰，其中所述滚筒I在使用定量机(Konstantmaschine)的情况中相对于该法兰得到了定位，并且在使用变量机(Verstellmaschine)的情况下能够以不同的角度相对于该法兰来定位。
[0021]图2示出了所述滚筒I的端面6的视图，该端面6朝向所述法兰或者轴。在轴的圆周上，以均匀分布的方式掏制了多个缸孔8，所述缸孔在所述滚筒I的长度的大部分的范围内延伸。
[0022]参照图1，每个缸孔在所述球状成形的端面4的区域中都有直通孔10，通过该直通孔所述缸孔8在其围绕着纵轴线2旋转的过程中交替地与所述分配盘的肾形高压球和肾形低压球相连接。在每个缸孔8中导引一个活塞，该活塞在其背离所述滚筒I的一侧上被铰接到所述法兰上，其中通过所述法兰的倾斜位置在共同的旋转过程中在所述缸孔中产生所述活塞的往复直线运动。由此每个活塞与所述滚筒I更准确地说与所述缸孔8形成一个滑动摩擦副(Gleitpaarung)。
[0023]按照本发明，在制造了按照图1和图2的滚筒I之后，用炉中用气体对其进行氮碳共渗处理。由此尤其在所述缸孔8的侧面的区域中产生氧化层OS、处于其下面的连接层VS以及处于所述连接层VS下面的扩散层DS，该扩散层用作所述缸孔8的磨损保护层。因为所述气相氮碳共渗过程在第一阶段中用较长的处理时间和较低的、500°C到510°C的温度来进行，所以所述连接层VS拥有4 μ m到15 μ m的厚度，而处于其下面的扩散层DS则具有至少50 μ m的厚度。为此，将所述处理温度提高到570°C到580°C的温度，并且提高了渗碳潜力。
[0024]按照本发明，所述连接层(VS)比较薄并且在此设有均匀的厚度，而所述扩散层(DS)则构造得比较厚。通过气相氮碳共渗过程分两个步骤或者阶段达到所述层的厚度比，其中第一步骤或者第一阶段的特征在于较低的处理温度和较长的处理时间。所述第二步骤或者第二阶段的特征在于渗碳潜力的提高和温度的提高。由此提高所述连接层(VS)的碳含量。所述双阶段的气相氮碳共渗处理尤其对于具有较小的公差的构件来说能够实现所述构件的、相对于现有技术降低了的尺寸变化以及所述轴向活塞机的、更高的过程可靠性以及更高的运行可靠性。
[0025]本发明公开了一种用于构造机器构件的磨损保护层的方法，所述机器构件与另一机器构件一起形成滑动摩擦副。所述机器构件中的至少一个机器构件经过气相氮碳共渗处理，用于将磨损降低到最低限度，其中相对较薄的、均匀的连接层和相对较厚的、处于其下面的扩散层通过以下方式来产生:首先以较低的温度和较长的持续时间进行所述气相氮碳共渗过程。
[0026]附图标记列表:
1滚筒
2纵轴线
4端面 6 端面 8 缸孔 10 直通孔 DS 扩散层
05氧化层 VS 连接层
【主权项】
1.用于对滑动摩擦副的、含铁的机器构件进行气相氮碳共渗处理的方法，其特征在于以下步骤: 以相对较低的处理温度和相对较长的处理时间来构造所述机器构件的、相对较薄的并且均匀的连接层(VS)以及相对较厚的扩散层(DS)，并且而后通过在相对较高的处理温度时添加施碳物的方式来提高所述连接层(VS)的碳含量。
2.按权利要求1所述的方法，其中以500°C到510°C的温度来构造所述层。
3.按权利要求1或2所述的方法，其中在构造所述层时添加施碳物。
4.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中在构造所述层时供给比在未饱和的炉内环境中多的氮气。
5.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中在构造所述层时供给比在过饱和的炉内环境中少的氮气。
6.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中在温度为570°C到580°C时提高所述连接层(VS)的碳含量。
7.按前述权利要求中任一项所述的方法，其具有最终的步骤:以相对较高的处理温度对所述连接层(VS)进行二次氧化，其中添加施碳物。
8.按前述权利要求中任一项所述的方法，其具有前置的步骤:对温度进行平衡和/或形成所述连接层(VS)和/或形成过程气体。
9.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述连接层(VS)的厚度为4μπι至15 μ m0
10.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述扩散层(DS)的厚度至少为50μ m。
11.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述机器构件配属于轴向活塞机。
12.按权利要求11所述的方法，其中所述机器构件是滚筒(I)。
【专利摘要】本发明公开了一种用于构造机器构件的磨损保护层的方法，所述机器构件与另一机器构件一起形成滑动摩擦副。对所述机器构件中的至少一个机器构件进行了气相氮碳共渗，用于将磨损降低到最低限度，其中相对较薄的、均匀的连接层和相对较厚的、处于其下面的扩散层通过以下方式来产生：所述气相氮碳共渗处理首先在温度较低时并且以较长的持续时间来进行。
【IPC分类】C23C8-30
【公开号】CN104711509
【申请号】CN201410769150
【发明人】B.格特纳
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月15日
【公告号】DE102013226090A1, US20150167145