AT515352A2

AT515352A2 - Sinterbauteil

Info

Publication number: AT515352A2
Application number: ATA50051/2014A
Authority: AT
Inventors: Christian Dipl Ing Sandner; Günter Dipl Ing Rübig
Original assignee: Miba Sinter Austria Gmbh
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-08-15
Also published as: US20150211621A1; CN104801716B; AT515352A3; DE102014225995A1; AT515352B1; CN104801716A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sinterbauteil (1), insbesondere ein ringförmiges Sinterbauteil (1), mit einer Verzahnung (2), wobei die Verzahnung (2) Zähne (3) mit Zahnfüßen (6) und Zahnflanken (4) aufweist. Sämtliche Zähne (3) und Zahnfüße (6) der Verzahnung (2) weisen eine plasmanitrierte oder plasmanitrocarburierte Schicht (7) auf, wobei die Zahnfüße (6) eine Zahnfußdauerfestigkeit af\im nach DIN 3990 von mindestens 200 MPa aulweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sinterbauteil, insbesondere ringförmiges Sinterbauteil, mit einer Verzahnung, wobei die Verzahnung Zähne mit Zahnfüßen und Zahnflanken aufweist. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines, insbesondere ringförmigen, Sinterbauteils mit einer Verzahnung die Zähne mit Zahnfüßen und Zahnflanken aufweist, in near net-shape oder net-shape Qualität umfassend die Schritte Pulverpressen, Sintern und Härten.

Hochfeste Sinterzahnräder werden heute zur Erreichung der gewünschten Festigkeit einsatzgehärtet bzw. carbonitriert. Dabei dringen Kohlenstoff bzw. Kohlenstoff und Stickstoff in die Oberfläche ein, harter Martensit entsteht und Verspannungen treten auf. Diese führen u.a. zu Verzügen und erfordern in den meisten Anwendungsfällen eine nachträgliche Hartfeinbearbeitung, insbesondere der Verzahnung. Diese Hartfeinbearbeitung verursacht zusätzliche Kosten, besonders bei Hohlrädern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Sinterbauteil kostengünstiger herzustellen.

Diese Aufgabe der Erfindung wird mit bei dem eingangs genannten Sinterbauteil dadurch gelöst, dass sämtliche Zähne und Zahnfüße der Verzahnung eine plasmanitrierte oder plasmanitrocarburierte Schicht aufweisen, wobei die Zahnfüße eine Zahnfußdauerfestigkeit aF, nm nach DIN 3990 von mindestens 200 MPa aufweist. Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannte Verfahren gelöst, bei dem das Härten durch Plasmanitrieren oder Plasmanitrocarburieren erfolgt, wobei die Zahnfüße mit einer Zahnfußdauerfestigkeit aF, nm nach DIN 3990 von mindestens 200 MPa hergestellt werden.

Von Vorteil ist dabei, dass die Sinterbauteile mit dem Verfahren in near net-shap bzw. insbesondere in net-shape Qualität hergestellt werden können. Durch das Plasmanitrieren bzw. das Plasmanitrocarburieren zur Härtung der Sinterbauteile können prozessbedingte Verzüge, wie sie bei der Einsatzhärtung auftreten, vermieden werden. Im Unterschied zum bekannten Gasnitrieren erfolgt bei der Plasmabehandlung der Abtransport von Stickstoffund gegebenenfalls Kohlenstoff nicht über die Poren des Sinterbauteils sondern über dessen metallischen Bestandteile, wodurch ein Verzug während der Härtung des Sinterbauteils vermieden werden kann. Mit der Zahnfußdauerfestigkeit <tf, nm nach DIN 3990 von mindestens 200 MPa wird erreicht, dass neben der auf der Sinterbauteiloberfläche ausgebildeten harten Randzone auch die dynamische Belastbarkeit der Sinterzahnräder verbessert wird und damit zumindest im Bereich der Zahnfußdauerfestigkeit von einsatzgehärteten Sinterbauteilen liegt. Überraschenderweise kann bei den Sinterbauteilen nach der Erfindung eine hohe Zahnfußfestigkeit erreicht werden, selbst wenn der Bereich des Zahnfußes vorher nicht verdichtet worden ist. Darüber hinaus kann das Sinterbauteil weniger Kohlenstoff enthalten. Dadurch kann erreicht werden, dass ein gegebenenfalls vor der Plasmabehandlung stattfindender Kalibrierschritt zur Einstellung der Bauteilgeometrie nach dem Sintern einfacher durchgeführt werden kann.

Nach einer Ausführungsvariante des Sinterbauteils ist vorgesehen, dass die Zahnflanken eine nitrierte oder nitrocarburierte Schicht aufweisen, die eine Zahnflankentragfähigkeit oh, iim nach DIN 3990 von mindestens 500 MPa aufweisen. Es kann damit ein Sinterbauteil zur Verfügung gestellt werden, dessen Verzahnung nicht nur verbesserte dynamische Eigenschaften aufweist, sondern auch eine verbesserte Tragfähigkeit der Flanken während des kämmenden Eingriffs der Verzahnung eines anderen Verzahnungselementes.

Es kann weiter vorgesehen werden, dass die nitrierten oder nitrocarburierten Schicht(en) der Zahnfüße und/oder der Zahnflanken einen maximalen Wert der Druckeigenspannungen aufweist/aufweisen der ausgewählt ist aus einem Bereich von 200 MPa bis 1500 MPa. Es wird damit eine weitere Verbesserung der Dauerfestigkeit des Sinterbauteils erreicht, indem Biege- und Torsionsbeanspruchungen der Verzahnung und den damit verursachten Zugspannungsbelastungen besser entgegengewirkt werden kann. Es kann damit die Gefahr der Anrissbildung im Bereich der Zähne, insbesondere in Bereich der Zahnfüße, reduziert werden. Mit Druckeigenspannungen von oberhalb 1500 MPa erhöht sich die Gefahr, dass während des Plasmanitrierens ein Bauteilverzug auftritt, wodurch der Vorteil des Verfahrens, nämlich die nicht zwingende Hartfeinbearbeitung der Sinterbauteile nach der Härtung, zumindest teilweise wieder aufgehoben wird. Mit Druckeigenspannungen von unterhalb 200 MPa wiederum erhöht sich die Gefahr des Zahnbruchs bei Belastung, insbesondere im Bereich der Zahnfüße.

Nach einerweiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Verzahnung bevorzugt ein Modul aus einem Bereich von 0,3 mm bis 3 mm aufweist. Es wurde nämlich im Zuge der Erfindung gefunden, dass die voranstehend beschriebenen positiven Effekte des Plasmanitrierens bzw. Plasmanitrocarburierens überraschenderweise bei Zahngrößen entsprechend einem Modul aus diesem Bereich besonders ausgeprägt auftreten.

Es ist weiter bevorzugt, wenn das Sinterbauteil aus einem Sinterpulver hergestellt ist, dass aus 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% Chrom, 0,1 Gew.-% bis 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, 0 Gew.-% bis 2 Gew.-% Molybdän, 0 Gew.-% bis 2 Gew.-% Nickel und dem Rest Eisen besteht. Diese Zusammensetzung ermöglicht eine verbesserte Diffusion des Stickstoffs und gegebenenfalls des Kohlenstoffs in das Sinterbauteil während des Plasmanitrierens, sodass die voranstehend genannten Effekte verbessert werden können. Zudem kann durch den Gehalt an Chrom, insbesondere wenn dieser nahe der oberen Grenze von 5 Gew.-% gewählt wird, dem Sinterbauteil eine höhere Festigkeit, insbesondere eine höhere Härte, verliehen werden. Durch den geringen Kohlenstoffanteil wiederum kann, wie dies bereits voranstehend ausgeführt wurde, die Umformbarkeit des Sinterbauteils während eines gegebenenfalls durchzuführenden Kalibrierschrittes vordem Plasmahärten verbessert werden.

Es hat sich im Rahmen von durchgeführten Tests weiter herausgestellt, dass es für die Erzeugung der Zahnfußdauerfestigkeit entsprechend voranstehender Ausführungen von Vorteil ist, wenn die Zahnfüße nach dem Sintern nicht verdichtet werden. Es wird vermutet, dass die bei der Verdichtung üblicherweise erzeugten Verzerrungen im Gefüge des Sinterbauteils der Erzeugung der Zahnfußdauerfestigkeit und insbesondere auch der Druckeigenspannungen entgegenwirken. Es wurde nämlich bei manchen Versuchssinterbauteilen festgestellt, dass die Verdichtung des Zahnfußbereiches vor dem Plasmanitrieren bzw. Plasmanitrocarbu-rieren zu einer Verschlechterung der voranstehend angegebenen mechanischen Kennwerte des Sinterbauteils führen kann.

Andererseits kann vorgesehen werden, dass die Zahnflanken (und gegebenenfalls die Zahnköpfe) verdichtet, insbesondere kaltverdichtet, werden, um damit die Flankentragfähigkeit der Zähne zu verbessern. Für den Fall, dass eine Verdichtung der gesamten Verzahnung oder zumindest eine Verdichtung der Zahnflanken und der Zahnfüße vor dem Plasmanitrieren bzw. Plasmanitrocarburieren erfolgt, ist es aus voranstehenden Gründen von Vorteil, wenn die Zahnflanken höher verdichtet werden als die Zahnfüße.

Eine weitere Verbesserung der dynamischen Belastbarkeit der Verzahnung, insbesondere im Bereich der Zahnfüße, kann erreicht werden, wenn die Verzahnung eine Nitrierhärtetiefe nach DIN 50190-3 aufweist ausgewählt aus einem Bereich von 0,03 mm bis 0,6 mm.

Von Vorteil ist es weiter, wenn sämtliche Zähne und Zahnfüße der Verzahnung eine durchgehende Verbindungsschicht aus einem oder mehreren Eisennitrid(en) bzw. Eisencarbonitrid(en) und/oder eine zumindest im Bereich des 30 ° -Tangentenberührungspunktes durchgehende Diffusionszone aufweisen. Durch die durchgehende Verbindungsschicht an der Oberfläche des Sinterbauteils wird der keramische Charakter der Oberfläche über die gesamte Verzahnung (zumindest in radialer Betrachtung) erhalten, wodurch die Verschleißbeständigkeit zumindest der gesamten radialen, insbesondere der gesamten, Oberfläche der Verzahnung verbessert werden kann. Zudem kann durch die durchgehende Verbindungsschicht die Korrosionsbeständigkeit verbessert werden. Durch die zumindest im Bereich des 30 ° -Tangentenberührungspunktes (d.h. im Bereich des kritischen Zahnfußquerschnittes) durchgehende Diffusionszone wiederum kann die Dauer festigkeit der Verzahnung, insbesondere die Beständigkeit gegenüber Biegebeanspruchungen, verbessert werden, da die Diffusionszone höhere Druckeigenspannungen aufweist, als die Verbindungsschicht. Über die Diffusionsschicht kann ausgehend von der Verbindungsschicht zum Grundwerkstoff im Kem des Sinterbauteils ein Härtegradient erhalten bzw. eingestellt werden. Zudem hat die Diffusionsschicht eine Stützwirkung für die Verbindungsschicht.

Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass unter einer Verbindungsschicht im Rahmen der Erfindung eine Schicht verstanden wird, in der Eisennitride und/oder Eisencarbonitride vorhanden sind. Diese Verbindungen entstehen als durch die Reaktion des Eisens mit dem Stickstoff und/oder dem Kohlenstoff. Der Ausdruck „Verbindungsschicht“ deutet daher auf diese Verbindungen hin und nicht zwangsweise auf eine Schicht die eine Verbindung zu einer anderen Schicht herstellt. Letzteres kann aber zutreffen, wenn auf die Oberfläche der Verzahnung eine weitere Schicht nach dem Plasmanitrieren bzw. Plasmanitrocarburieren abgeschieden wird.

Weist das Sinterbauteil noch andere Elemente auf, wie die voranstehend genannten, insbesondere Chrom und Molybdän, können diese ebenfalls Nitride bilden, die in der Diffusionsschicht vorhanden sind.

Unter einer Diffusionsschicht wird im Rahmen der Erfindung eine Schicht verstanden, die insbesondere unterhalb der Verbindungsschicht ausgebildet ist. Die Diffusionsschicht entsteht durch das Eindiffundieren von Stickstoff und gegebenenfalls Kohlenstoff in das Sinterbauteil während des Plasmanitrierens bzw. Plasmanitro-carburierens. Eine Diffusionsschicht ist also eine Schicht, in der Stickstoff und gegebenenfalls Kohlenstoff interstitiell und/oder in Form von Nitridausscheidungen in die Matrix eingelagert sind.

Von Vorteil ist es weiter, wenn die Schichtdicke der Verbindungsschicht und die Schichtdicke der Diffusionszone und die Nitrierhärtetiefe im Bereich der Zahnflanken größer oder gleich ist wie die Schichtdicke der Verbindungszone und die Schichtdicke der Diffusionszone und die Nitrierhärtetiefe im Bereich der Zahnfüße. Es kann damit eine Verzahnung erreicht werden, die sowohl ein verbessertem dynamisches Verhalten im Bereich der Zahnfüße als auch eine verbesserte Tragfähigkeit im Bereich der Zahnflanken aufweist.

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die eine äußerste Schicht der Zahnflanken und der Zahnfüße eine Oxidschicht ist, wozu die Verzahnung nach dem Plasmanitrieren oxidierend behandelt werden kann. Es können damit einerseits die Korrosionsbeständigkeit des Sinterbauteils erhöht und andererseits der Reibungskoeffizient der Verzahnung reduziert werden.

Bevorzugt weist die Verzahnung eine Oberflächenhärte nach Vickers gemäß EN ISO 4498 auf, die ausgewählt aus einem Bereich von 500 HV bis 1300 HV. Insbesondere mit Härten in diesem Bereich konnte eine Zunahme der mechanischen Beständigkeit des Sinterbauteils erreicht werden.

Andererseits ist es auch von Vorteil, wenn das Sinterbauteil eine Kernhärte nach Vickers gemäß EN ISO 4498 aufweist, ausgewählt aus einem Bereich von 100 HV bis 500 HV. Durch die geringere Kernhärte des Sinterbauteils ist dessen Kern zäher und kann damit dynamischen Belastungen besser widerstehen.

Weiter kann vorgesehen sein, dass der Volumsanteil an γ'-Nitrid (Fe4N) in der Verbindungsschicht höher ist als der Anteil an ε-Nitrid (Fe2-3N). Durch den höheren Anteil an γ'-Nitrid kann die Verbindungsschicht ebenfalls eine höhere Zähigkeit aufweisen, sodass die dynamische Belastbarkeit des Sinterbauteils bei hoher Verschleißbeständigkeit weiter verbessert werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Verzahnung eines Zahnrades;

Fig. 2 ein Diagramm zur Nitrierhärtetiefe des nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Zahnrades nach Fig. 1.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiter können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

In Fig. 1 ist ein Querschnitt eines Ausschnittes aus einem metallischen Sinterbauteil 1 mit einer Verzahnung 2 gezeigt. Die Verzahnung 2 weist Zähne 3 auf. Die Zähne weisen Zahnflanken 4, Zahnköpfe 5 und Zahnfüße 6 auf.

Hinsichtlich der Festlegung der Bereiche der Zahnflanken 4, der Zahnköpfe 5 und der Zahnfüße 6 sei auf die DIN 3998 verwiesen.

Unter einem Zahnfuß versteht man den Bereich zwischen dem Fußkreis und dem Beginn des Eingriffsbereichs eines weiteren Zahnrades.

Die Zahnflanke ist der Bereich des Eingriffs des weiteren Zahnrades. Die Zahnflanke schließt also an den Zahnfuß an.

Der Zahnkopf schließt an die Zahnflanke an und ist der Bereich zwischen dem Eingriffsende des weiteren Zahnrades und dem Kopfkreisdurchmesser.

Das metallische Sinterbauteil 1 ist insbesondere ringförmig ausgebildet und kann ein (Getriebe)Zahnrad, ein Zahnriemenrad, ein Zahnrad mit Innenverzahnung, beispielsweise ein Hohlrad, ein Kettenrad, etc. sein. Es sind aber auch lineare Ausbildungen möglich, beispielsweise als Zahnstange. Weiter kann das Sinterbauteil 1 eine Geradverzahnung oder eine Schrägverzahnung aufweisen.

Die Herstellung des Sinterbauteils 1 erfolgt im ersten Verfahrensablauf nach üblichen Sinterverfahren. Dazu wird aus einem Sinterpulver, das aus den einzelnen (metallischen) Pulvern durch Mischen hergestellt wird, wobei die Pulver gegebenenfalls vorlegiert eingesetzt werden können, einen Grünling in einer entsprechenden Pressform hergestellt. Vorzugsweise weist der Grünling eine Dichte von größer 6,8 g/cm3 auf.

Der Grünling wird in der Folge bei üblichen Temperaturen entwachst und gesintert und danach vorzugsweise auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Sintern kann beispielsweise bei einer Temperatur zwischen 1100°C und 1300 °C erfolgen.

Alternativ dazu kann das Sintern zweistufig ausgeführt werden, wobei in einem ersten Schritt der Grünling zu einem Bräunling gesintert wird und dieser danach durch Hochtemperatursintern fertig gesintert wird.

Da diese Verfahrensweisen und die dabei verwendeten Verfahrensparameter aus dem Stand der Technik bekannt sind, sei zur Vermeidung von Wiederholungen dazu auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.

Als Sinterpulver, aus dem das Sinterbauteil 1 hergestellt wird, wird vorzugsweise ein Pulver mit folgender Zusammensetzung verwendet: 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% Chrom 0,1 Gew.-% bis 0,8 Gew.-% Kohlenstoff 0 Gew.-% bis 2 Gew.-% Molybdän 0 Gew.-% bis 2 Gew.-% Nickel

Rest Eisen.

Insbesondere durch die Anteile von Chrom und Molybdän können höhere Härtewerte erreicht werden. Bei zu großen Mengenanteilen an diesen Elementen, d.h. oberhalb der angegebenen Bereichsgrenzen, wurde allerdings gefunden, dass die Nitrierhärtetiefe unter identischen Plasmanitrierparametern abnimmt.

Gegebenenfalls können dem Sinterpulver auch übliche Verarbeitungshilfsstoffe, wie Presshilfsmittel und/oder Bindemittel, in den üblichen Mengenanteilen zugesetzt werden. Diese Mengenanteile beziehen sich dabei auf die gesamte Pulvermischung. Die voranstehenden Mengenanteile der metallischen Pulver sind hingegen auf die Gesamtheit der metallischen Anteile bezogen.

Nach dem Sintern wird das Sinterbauteil 1 zur Verbesserung der Verschleißbeständigkeit gehärtet. Das Härten erfolgt durch Plasmanitrieren oder Plasmanitro-carburieren, wozu in der Behandlungskammer für die Sinterbauteile 1 zumindest eine Stickstoffquelle und gegebenenfalls zumindest eine Kohlenstoffquelle vorhanden ist. Die Plasmabehandlung des Sinterbauteils 1 wird mit folgenden Parametern ausgeführt. Die Sinterbauteile 1 werden vor der Wärmebehandlung im Plasma vorzugsweise gereinigt, gegebenenfalls nach vorangegangener Entfernung von ölen und Fetten in einer Reinigungsanlage. Bevorzugt erfolgt die Reinigung mittels Sputtern.

Temperatur beim Plasmanitrieren:

Die Temperatur ist ausgewählt aus einem Bereich von 350 °C und 600 °C, insbesondere ausgewählt aus einem Bereich von 400 °C und 550 °C. Gegebenenfalls kann die Temperatur über die Verfahrensdauer variieren, wobei allerdings jedenfalls die Temperatur im genannten Temperaturbereich liegt.

Dauer des Plasmanitrierens: 1 Stunde bis 60 Stunden

Atmosphäre beim Plasmanitrieren:

Als Atmosphäre in der Plasmakammer kann Wasserstoff oder Stickstoff oder Argon oder eine Mischung daraus, beispielsweise ein Gemisch aus Wasserstoff und Stickstoff, verwendet werden. Das Verhältnis der Volumenanteile an Wasserstoff und Stickstoff in diesem Gemisch kann ausgewählt sein aus einem Bereich von 100 : 1 bis 1 : 100. Gegebenenfalls können die Volumenanteile an Wasserstoff und Stickstoff über die Verfahrensdauer variieren, wobei allerdings jedenfalls die Verhältnisse in den genannten Bereichen liegen, Weitere Prozessgase können vorhanden sein, wobei deren Gesamtanteil an der Atmosphäre maximal 30 Vol.-% beträgt.

Spannung:

Die elektrische Spannung zwischen den Elektroden wird ausgewählt aus einem Bereich von 300 V bis 800 V, insbesondere aus einem Bereich von 450 V bis 700 V. Dabei ist es auch möglich, dass die Spannung während der Plasmanitrierbehandlung der Sinterbauteile 1 variiert wird.

Es können dabei sowohl zumindest zwei eigene Elektroden verwendet werden, als auch das Sinterbauteil 1 selbst als Elektrode geschaltet sein.

Druckbereich:

Der Druck in der Behandlungskammer während der Plasmabehandlung der Sinterbauteile 1 kann ausgewählt sein aus einem Bereich von 0,1 mbar bis 10 mbar, insbesondere aus einem Bereich von 2 mbar bis 7 mbar.

Es ist mit dieser Verfahrensweise möglich, Sinterbauteile 1 mit einer Verzahnung 2 in near net-shape oder net-shape Qualität herzustellen, d.h. dass nur geringfügige bzw. keine Nacharbeiten erfolgen müssen, da die Sinterbauteile 1 zumindest annährend bereits ihre endgültige Geometrie aufweisen. Insbesondere ist also keine spanende Nachbearbeitung erforderlich.

Durch das Plasmanitrieren oder das Plasmanitrocarburieren werden die Sinterbauteile 1 in den oberflächennahen Bereichen unter Ausbildung einer Schicht 7 gehärtet. Dabei werden der Stickstoffanteil und gegebenenfalls der Kohlenstoffanteil in den Sinterbauteilen 1 durch Einlagerung von Stickstoff und gegebenenfalls Kohlenstoff in diese Schicht 7 erhöht. Der Begriff „erhöht“ umfasst auch eine Erhöhung dieser Anteile beginnend von 0 Gew.-% vor der Plasmabehandlung.

Die Schicht 7 erstreckt sich über sämtliche Zähne 3 der Verzahnung 2 des Sinterbauteils 1

Die Zahnfüße 6 der plasmabehandelten Sinterbauteile 1 weisen nach der Durchführung dieses Verfahrens eine Zahnfußdauerfestigkeit of, Nm nach DIN 3990 von mindestens 200 MPa. Insbesondere weisen die Zahnfüße 6 eine Zahnfußdauerfestigkeit of, nm nach DIN 3990 aus einem Bereich von 200 MPa bis 500 MPa auf.

Die Zahnflanken 4 weisen ebenfalls die nitrierte oder nitrocarburierte Schicht 7 auf. Nach Durchführung des Verfahrens weisen die Zahnflanken 4 eine Zahnflankentragfähigkeit σΗ, um nach DIN 3990 von zumindest 500 MPa auf.

Vorzugsweise weisen die Zahnflanken 4 aber eine Zahnflankentragfähigkeit σπ, um nach DIN 3990 von mindestens 600 MPa auf. Insbesondere weisen die Zahnflanken 4 eine Zahnflankentragfähigkeit oh, um nach DIN 3990 aus einem Bereich von 600 MPa bis 1500 MPa auf. Erreicht wird diese Zahnflankentragfähigkeit durch eine hohe Härte und Druckspannungen im Bereich der Verbindungsschicht 8 und der Diffusionsschicht 9. Die im Einsatz erzeugten Zugspannungen werden durch die vorherrschenden Druckspannungen reduziert, wodurch lokale Werkstofffestigkeiten nicht überschritten werden.

Im Zuge von Versuchen hat sich herausgestellt, dass die voranstehend genannten Werte für die Zahnfußdauerfestigkeit und insbesondere auch für die Zahnflankentragfähigkeit einfacher erreicht wird, wenn die Verzahnung eine Geometrie aufweist, die ein Normalmodul mn ergibt, das ausgewählt ist aus einem Bereich von 0,3 mm bis 3 mm, insbesondere ausgewählt aus einem Bereich von 0,5 mm bis 1,5 mm. Als Grund dafür wird vermutet, dass die schwächere Beglimmung bei kleinmoduligen Verzahnungen zu einer dünnen bis nicht vorhandenen spröden Verbindungsschicht führt. Die Diffusionsschicht 9, welche Druckeigenspannungen aufweist, ist dennoch vorhanden.

Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass der Modul entsprechend DIN 868 definiert ist als Quotient aus Teilkreisdurchmesser in mm und der Zähnezahl. Der Teilkreisdurchmesser ist jener Durchmesser eines Zahnrades bei dem die Zahnteilung p genau z mal auftritt, wobei z die Anzahl der Zähne ist. Die Zahnteilung p ist die Länge eines Teilkreisbogens zwischen zwei aufeinanderfolgenden gleichnamigen Flanken (Rechts- oder Linksflanken).

Vorzugsweise wird das Plasmanitrieren bzw. das Plasmanitrocarburieren so durchgeführt, dass sämtliche Zähne 3 und Zahnfüße 6 der Verzahnung 2 eine durchgehende Verbindungsschicht 8 aus einem oder mehreren Eisennitrid(en) bzw. Eisencarbonitrid(en) aufweisen. Die Verbindungsschicht 8 ist Teil der Schicht 7. In der Verbindungsschicht 8 werden aus Eisen und Sickstoffund gegebenenfalls Kohlenstoff chemische Verbindungen erzeugt.

Wie voranstehend ausgeführt kann die Verbindungsschicht 8 im Rahmen der Erfindung aber unterbrochen sein. Die Diffusionsschicht 9 erstreckt sich hingegen vorzugsweise immer durchgehend über sämtliche Zähne 3 und Zahnfüße 6 der Verzahnung 2.

An die Verbindungsschicht 8 schließt sich eine Diffusionsschicht 9 an die ebenfalls Teil der Schicht 7 ist. Diese Diffusionsschicht 9 ist unterhalb der Verbindungsschicht 8 ausgebildet. In der Diffusionsschicht 9 liegen der Stickstoff und gegebenenfalls Kohlenstoff in eindiffundierter Form sowie als Nitride und/oder Carbonitride, also nicht in Form chemischer Verbindungen wie in der Verbindungsschicht 8, vor. In Hinblick auf die Diffusionsschicht 9 wird bevorzugt, wenn diese zumindest im Bereich eines 30 ° -Tangentenberührungspunktes 10 als durchgehende Diffusionszone ausgebildet ist.

Der 30 ° -Tangentenberührungspunktes 10 ist der Berührpunkt der 30 ° Tangente an die Ausrundung des Zahnfußes 6, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Dieser Punkt stellt bei einer Verzahnung einen kritischen Punkt hinsichtlich der mechanischen Belastung beim kämmenden Eingriff mit einer weiteren Verzahnung dar.

Die Diffusionsschicht 9 erstreckt sich besonders bevorzugt zur Gänze umlaufend über die Verzahnung 2 des Sinterbauteils 1 durchgehend, d.h. über die Zahnflanken 4, die Zahnköpfe 5 und die Zahnfüße 6, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Die Durchgängigkeit der Diffusionsschicht 9 wird durch vorzugsweise Erhöhung des Prozessdruckes erreicht.

Die Durchgängigkeit der Diffusionsschicht 9 zumindest im Bereich des 30 ° -Tangentenberührungspunktes 10 wird ebenfalls durch vorzugsweise Erhöhung des Prozessdruckes erreicht.

Die Verbindungsschicht 8 kann eine Schichtdicke aufweisen, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 0 pm bis 10 pm. Beispielsweis können die Zahnfüße 6 keine Verbindungsschicht 8 aufweisen.

Die Diffusionsschicht 9 kann eine Schichtdicke aufweisen, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 0,03 mm bis 0,6 mm.

Erreicht bzw. gesteuert können die Schichtdicke der Verbindungsschicht 8 und die Schichtdicke der Diffusionsschicht 9 über die Prozesstemperatur, -zeit, -druck sowie die Zusammensetzung der Atmosphäre werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante dazu ist vorgesehen, dass die Schichtdicke der Verbindungsschicht 8 und die Schichtdicke der Diffusionsschicht 9 und die Nitrierhärtetiefe im Bereich der Zahnflanken 4 größer oder gleich ist wie die Schichtdicke der Verbindungsschicht 8 und die Schichtdicke der Diffusionsschicht 9 und die Nitrierhärtetiefe im Bereich der Zahnfüße 6. Dies kann durch entsprechende Einstellung des Prozessdruckes sowie der Verzahnungsgeometrie erreicht werden.

Zur Definition des Begriffs „Nitrierhärtetiefe“ wird auf die DIN 50190 - Teil 3 verwiesen.

Vorzugsweise weist die Verzahnung 2 eine Nitrierhärtetiefe nach DIN 50190-3 auf, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 0,03 mm bis 0,6 mm. Erreicht wird dies durch die Prozesstemperatur, -zeit, -druck sowie die Zusammensetzung der Atmosphäre

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante des Sinterbauteils 1 ist vorgesehen, dass der Volumsanteil an gebildeten γ'-Nitrid (Fe4N) in der Verbindungsschicht 8 höher ist als der Anteil an ε-Nitrid (Fe2-3N). Dies kann über die Prozesstemperatur, -zeit, -druck sowie die Zusammensetzung der Atmosphäre erreicht werden

Nach einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass nach dem Sintern und vor dem Plasmanitrieren bzw. Plasmanitrocarburieren ausschließlich die Zahnflanken 4 der Verzahnung 2 und gegebenenfalls die Zahnköpfe 5 verdichtet, insbesondere kaltverdichtet, werden. Mit anderen Worten werden also die Zahnfüße 6 nach dem Sintern nicht verdichtet.

Die Nachverdichtung kann beispielsweise durch Rollen der Verzahnung gegen eine Masterform erfolgen, wobei die Masterform eine Verzahnung aufweist, die in die Verzahnung 2 des Sinterbauteils 1 eingreift. Die Nachverdichtung kann aber auch in einer Pressform erfolgen, mit der ein entsprechender Druck auf die Zahnflanken ausgeübt werden kann.

Nach einer anderen Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass auch die Zahnfüße 6 vor dem Plasmanitrieren bzw. Plasmanitrocarburieren nachverdichtet, insbesondere kaltverdichtet, werden. In diesem Fall ist es jedoch von Vorteil, wenn die Zahnflanken 4 und gegebenenfalls die Zahnköpfe 5 höher verdichtet werden als die Zahnfüße 6. Insbesondere werden bei dieser Ausführungsvariante die Zahnflanken 4 und gegebenenfalls die Zahnköpfe 5 um zumindest 0,2 g/cm3 höher verdichtet werden als die Zahnfüße 6. Für die Nachverdichtung der Zahnflanken 4 und gegebenenfalls der Zahnköpfe 5 kann ein Verdichtungsdruck angewandt werden, der ausgewählt ist aus einem Bereich von 300 MPa bis 1200 MPa. Für die Nachverdichtung der Zahnfüße 6 kann ein Verdichtungsdruck angewandt werden, der ausgewählt ist aus einem Bereich von 300 MPa bis 1200 MPa.

Durch die Nachverdichtung weisen die oberflächennahen Bereiche der Zahnflanken 4 und gegebenenfalls der Zahnköpfe 5 eine Dichte auf, die zumindest 95 % der Dichte des Vollmaterials (Volldichte) entspricht. Die oberflächennahen Bereiche der Zahnfüße 6 können eine Dichte aufweisen, die zumindest 90 % der Dichte des Vollmaterials (Volldichte) entspricht.

Die Nachverdichtung wird insbesondere bis eine Tiefe im Sinterbauteil 1 durchgeführt, die zwischen 0,08 mn und 0,2 mn beträgt, gemessen von der Oberfläche des

Sinterbauteils 1. Der unter dem verdichteten Bereich liegende Bereich des Sinterbauteils 1, d.h. der Kern des Sinterbauteils 1, weist eine Kerndichte auf, die zumindest annähernd der Dichte des Sinterbauteils 1 nach dem Sintern entspricht.

Vorzugsweise wird die Verdichtung so durchgeführt, dass die Verdichtungstiefe, d.h. die Schichtdicke der verdichteten Zone beginnend von der Oberfläche aus, im Bereich der Zahnflanken 4 größer ist als oder gleich ist wie die Verdichtungstiefe im Bereich der Zahnfüße 6. Dabei kann die Verdichtungstiefe im Bereich der Zahnflanken 4 ausgewählt werden aus einem Bereich von 0,08 mn bis 0,2 mn und die Verdichtungstiefe im Bereich der Zahnfüße 6 ausgewählt werden aus einem Bereich von 0 mn bis 0,1 mn.

Es ist weiter möglich, dass das Sinterbauteil 1 nach dem Sintern und vor dem Plasmanitrieren bzw. Plasmanitrocarburieren oder nach dem Plasmanitrieren bzw. Plasmanitrocarburieren kalibiriert wird. Das Kalibrieren dient dazu, die Bauteilgeometrie zu erhöhen, also das Istmaß an das Sollmaß anzugleichen. Dies ist nicht erforderlich, wenn das Sinterbauteil 1 bereits in net-shap Qualität hergestellt wird.

Beim Kalibrieren kann gegebenenfalls eine zumindest partielle Verdichtung der Oberfläche des Sinterbauteils 1 erfolgen.

Es ist weiter möglich, dass das Sinterbauteil 1 nach dem Plasmanitrieren bzw. Plasmanitrocarburieren oxidierend behandelt wird, sodass sich auf den Zähnen 3 der Verzahnung 2, insbesondere den Zahnflanken 4, den Zahnköpfen 5 und den Zahnfüßen 6 zumindest partiell, vorzugsweise zur Gänze eine Oxidschicht 11 ausgebildet wird. Diese Oxidschicht 11 bildet die äußerste Schicht des Sinterbauteils 1 zumindest im Bereich der Zahnflanken 4, der Zahnköpfe 5 und den Zahnfüße 6, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, in der die Oxidschicht 11 strichliert dargestellt ist.

Die Oxidschicht 11 wird vorzugsweise in der Behandlungskammer durchgeführt, in der auch das Plasmanitrieren bzw. das Plasmanitrocarburieren durchgeführt wird. Dazu kann nach dem Plasmanitrieren bzw. das Plasmanitrocarburieren die Behandlungskammer gespült werden, um die Behandlungsgase zum Plasmanitrieren bzw. Plasmanitrocarburieren aus der Behandlungskammer zu entfernen und danach in die Behandlungskammer eine Sauerstoffquelle eingefüllt werden. Als Sauerstoffquelle können sauerstoffhältige Medien, wie z.B. Luft, Wasser, N20, etc., verwendet werden.

Alternativ dazu kann nach dem Plasmanitrieren bzw. Plasmanitrocarburieren des Sinterbauteils 1 auf das Spülen der Behandlungskammer verzichtet werden und sofort die Sauerstoffquelle zugeführt werden.

Die oxidierende Behandlung der Sinterbauteile 1 kann mit folgenden Prozessparametern durchgeführt werden:

Temperatur: 400 °C - 600 °C

Druck: max. 1 atm

Zeit: 0,25 h bis 5 h

Durch die oxidierende Behandlung werden aus den metallischen Bestandteilen des Sinterbauteils 1 Oxide erzeugt, beispielsweise Magnetit (Fe304) oder andere Eisenoxide. Es können aber auch andere Oxide, beispielsweise Chromoxide oder Mischoxide, erzeugt werden.

Die Erzeugung der Oxidschicht 11 kann aber auch in einer anderen Behandlungskammer erfolgen. Dazu können die Sinterbauteile 1 nach dem Plasmanitrieren bzw. Plasmanitrocarburieren abgekühlt und in diese andere Behandlungskammer überführt werden.

Vorzugsweise weist die Oxidschicht eine Schichtdicke ausgewählt aus einem Bereich von 1pm bis 5 pm auf. Insbesondere kann die Oxidschicht eine Schichtdicke von 1 pm bis 3 pm aufweisen.

Durch die Ausbildung der Oxidschicht 8 als äußerste Schicht der Verzahnung 2 zumindest in radialer Richtung kann unter Umständen die Verbindungsschicht 8 abgedichtet werden, wodurch der Aufbau eines tragfähigen Schmierfilms zwischen den Zahnflanken von kämmenden Verzahnungen erleichtert wird. Es kann damit auch die Tragfähigkeit der Zahnflanken 4 erhöht werden. Darüber hinaus können damit die Korrosionsbeständigkeit des Sinterbauteils und das Einlaufverhalten der Verzahnung 2 verbessert werden.

Nach einer anderen Ausführungsvariante des Sinterbauteils 1 kann vorgesehen sein, dass die nitrierten oder nitrocarburierten Schicht(en) 7 der Zahnfüße 6 und/oder der Zahnflanken 4 einen maximalen Wert der Druckeigenspannungen aufweist/aufweisen der ausgewählt ist aus einem Bereich von 200 MPa bis 1500 MPa, insbesondere aus einem Bereich von 300 MPa bis 1370 MPa.

Die Druckeigenspannungen werden dabei nach DIN EN 15305:2008 bestimmt.

Erreicht wird dies durch die Verzerrung des Kristallgitters aufgrund der Zwangslösung von atomaren Stickstoff und ggf. auch Kohlenstoff.

Es ist weiter bevorzugt, wenn die Verzahnung eine Oberflächenhärte nach Vickers gemäß EN ISO 4498 aufweist, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 500 HV bis 1300 HV, insbesondere ausgewählt aus einem Bereich von 750 HV bis 1000 HV. Erreicht wird dies durch überwiegend Ausscheidungshärtung mittels Nitriden.

Dabei kann nach einerweiteren bevorzugten Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass das Sinterbauteil 1 eine Kernhärte nach Vickers gemäß EN ISO 4498 aufweist, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 100 HV bis 500 HV, insbesondere ausgewählt aus einem Bereich von 200 HV bis 400 HV. Erreicht wird dies durch unter anderem durch die chemische Zusammensetzung des Sinterbauteils 1 und/oder die Pressdichte, etc., werden.

Mit dem voranstehend beschriebenen Verfahren können Sinterbauteile 1 hergestellt werden, die auch ohne Nachverdichtung nach dem Sintern eine hohe Zahnfußfestigkeit aufweisen. Es ist damit weiter möglich, Sinterpulver einzusetzen, die einen geringeren Anteil an Kohlenstoff aufweisen, als dieser für den Erhalt einer bestimmten Härte erforderliche wäre. Zudem sind an der Oberfläche des Sinterbauteils 1 hohe Druckeigenspannungen erreichbar. Daneben kann aber auch ein Härtegradient mit abnehmender Härte in Richtung auf das Innere, d.h. die Kernzone, des Sinterbauteils 1 eingestellt werden.

Vorzugsweise ist die Dichte in den Zahnfüßen 6 gleich der Dichte des Grundwerkstoffes nach den Sintern, entspricht also der Kerndichte.

Neben einem niedrigeren Kohlenstoffgehalt können auch an sich schwierig zu verarbeitende Sinterpulver mit einem höheren Chromanteil eingesetzt werden. Der Chromgehalt kann zwischen 0,1 Gew.-% und 5 Gew.-% betragen.

Die Stirnseiten des Sinterbauteils 1 werden üblicherweise nicht gesondert verdichtet.

Ausführungsbeispiel:

Es wurde ein Stirnzahnrad aus einem Sinterpulver mit der Zusammensetzung 0,5 Gew.-% Mo, 3 Gew.-% Cr, 0,25 Gew.-% C und dem Rest Fe hergestellt.

Das Sinterpulver wurde bei einem Druck von ca. 690 MPa verpresst und anschließend bei einer Temperatur von 1150 °C unter Schutzgasatmosphäre gesintert und danach auf Raumtemperatur abgekühlt.

Das Stirnzahnrad wies ein Modul von 1 mm auf.

Vor dem Plasmanitrieren wurde die Oberfläche des Stirnzahnrades thermisch gereinigt.

Danach wurde das Stirnzahnrad in eine Plasmakammer eingeschleust, die Plasmakammer evakuiert, mit Stickstoff geflutet und konvektiv erwärmt. Vor Beginn des Plasmanitrierprozesses wurde auf den Prozessdruck evakuiert und danach mit N2/H2 als Prozessgas gefüllt.

Das Plasmanitrieren fand mit folgenden Parametern statt:

Temperatur: 520 °C

Druck: 4 mbar

Elektrische Spannung: 500 V Zeitdauer: 6 h

Danach wurde das Stirnzahnrad auf Raumtemperatur abgekühlt.

In Fig. 2 ist die erzielte Nitrierhärtetiefe dargestellt. Auf der Ordinate ist dabei die Härte nach Vickers (HV 0,5) aufgetragen. Auf der Abszisse ist der Abstand von der Oberfläche des Stirnzahnrades in mm aufgetragen.

Es wurden jeweils die Härten den rechten (hinteren) und der linken (vorderen) Zahnflanke 4 (Kurven 12 und 13) eines Zahnes 2 und der jeweils daran anschließenden Zahnfüße 6 (Kurven 14 und 15) gemessen.

Wie aus den gemessenen Kurvenverläufen ersichtlich ist, ist sowohl an den Zahnflanken 4 als auch in den Zahnfüßen 6 ein Härtegradient ausgebildet. Dabei ist die Härte der Zahnflanken 4 deutlich höher als jene der Zahnfüße 6.

Die Zahnfußdauerfestigkeit gf, um nach DIN 3990 betrug 350 MPa

Weiter wies das Stirnzahnrad eine Zahnflankentragfähigkeit gh, um nach DIN 3990 von 900 MPa auf.

Es wurde durch das Plasmanitrieren eine über die Verzahnung 2 umlaufende Verbindungsschicht 8 mit einer Dicke von 0 pm bis 5 μιτι mm ausgebildet, wobei die Verbindungsschicht 8 im Bereich der Zahnfüße 6 dünner war als im Bereich der Zahnflanken 4. Die Dicke der Diffusionsschicht 9 betrug zwischen 0,1 mm und 0,2 mm, wobei auch hier wiederum die Diffusionsschicht 9 im Bereich der Zahnfüße 6 dünner war als im Bereich der Zahnflanken 4

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine mögliche Ausführungsvariante des Sinterbauteils 1

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Sinterbauteils 1 dieser bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Bezugszeichenliste 1 Sinterbauteil 2 Verzahnung 3 Zahn 4 Zahnflanke 5 Zahnkopf 6 Zahnfuß 7 Schicht 8 Verbindungsschicht 9 Diffusionsschicht 10 30 °-Tangentenberührungspunkt 11 Oxidschicht 12 Kurve 13 Kurve 14 Kurve 15 Kurve

Claims

Patentansprüche 1. Sinterbauteil (1), insbesondere ringförmiges Sinterbauteil (1), mit einer Verzahnung (2), wobei die Verzahnung (2) Zähne (3) mit Zahnfüßen (6) und Zahnflanken (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Zähne (3) und Zahnfüße (6) der Verzahnung (2) eine plasmanitrierte oder plasmanitrocarburierte Schicht (7) aufweisen, wobei die Zahnfüße (6) eine Zahnfußdauerfestigkeit of \\m nach DIN 3990 von mindestens 200 MPa aufweisen.
2. Sinterbauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken (4) eine nitrierte oder nitrocarburierte Schicht (7) aufweisen, die eine Zahnflankentragfähigkeit oh, nm nach DIN 3990 von mindestens 500 MPa aufweist.
3. Sinterbauteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nitrierten oder nitrocarburierten Schicht(en) (7) der Zahnfüße (6) und/oder der Zahnflanken (4) einen maximalen Wert der Druckeigenspannungen auf-weist/aufweisen der ausgewählt ist aus einem Bereich von 200 MPa bis 1500 MPa.
4. Sinterbauteil (1) nach der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (2) ein Modul aus einem Bereich von 0,3 mm bis 3 mm aufweist.
5. Sinterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus einem Sinterpulver mit folgender Zusammensetzung hergestellt ist: 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% Chrom 0,1 Gew.-% bis 0,8 Gew.-% Kohlenstoff 0 Gew.-% bis 2 Gew.-% Molybdän 0 Gew.-% bis 2 Gew.-% Nickel Rest Eisen.
6. Sinterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnfüße (6), insbesondere nach dem Sintern, nicht verdichtet worden sind.
7. Sinterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken (4) verdichtet, insbesondere kaltverdichtet, sind.
8. Sinterbauteil (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken (4) höher verdichtet sind als die Zahnfüße (6).
9. Sinterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (2) eine Nitrierhärtetiefe nach DIN 50190-3 aufweist ausgewählt aus einem Bereich von 0,03 mm bis 0,6 mm.
10. Sinterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Zähne (3) und Zahnfüße (6) der Verzahnung (2) eine durchgehende Verbindungsschicht (8) aus einem oder mehreren Eisennitrid(en) bzw. Eisencarbonitrid(en) und/oder eine zumindest im Bereich des 30 ° -Tangentenberührungspunktes (10) durchgehende Diffusionszone (9), insbesondere eine über sämtliche Zähne (3) und Zahnfüße (6) der Verzahnung (2) durchgehende Diffusionszone (9), aufweisen.
11. Sinterbauteil (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Verbindungsschicht (8) und die Schichtdicke der Diffusionszone (9) und die Nitrierhärtetiefe im Bereich der Zahnflanken (4) größer oder gleich ist wie die Schichtdicke der Verbindungszone (8) und die Schichtdicke der Diffusionszone (9) und die Nitrierhärtetiefe im Bereich der Zahnfüße (6).
12. Sinterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußerste Schicht der Zahnflanken (4) und der Zahnfüße (6) eine Oxidschicht (11) ist.
13. Sinterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (2) eine Oberflächenhärte nach Vickers gemäß EN ISO 4498 aufweist, ausgewählt aus einem Bereich von 500 HV bis 1300 HV.
14. Sinterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Kernhärte nach Vickers gemäß EN ISO 4498 aufweist, ausgewählt aus einem Bereich von 100 HV bis 500 HV.
15. Sinterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumsanteil an γ'-Nitrid (Fe4N) in der Verbindungsschicht (8) höher ist als der Anteil an ε-Nitrid (Fe2-3N).
16. Verfahren zur Herstellung eines, insbesondere ringförmigen, Sinterbauteils (1) mit einer Verzahnung (2) die Zähne (3) mit Zahnfüßen (6) und Zahnflanken (4) aufweist, in near net-shape oder net-shape Qualität umfassend die Schritte Pulverpressen, Sintern und Härten, dadurch gekennzeichnet, dass das Härten durch Plasmanitrieren oder Plasmanitrocarburieren erfolgt, wobei die Zahnfüße (6) mit einer Zahnfußdauerfestigkeit of, Nm nach DIN 3990 von mindestens 200 MPa hergestellt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (2) mit einem Modul aus einem Bereich von 0,3 mm bis 3 mm hergestellt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pulver mit folgender Zusammensetzung eingesetzt wird: 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% Chrom 0,1 Gew.-% bis 0,8 Gew.-% Kohlenstoff 0 Gew.-% bis 2 Gew.-% Molybdän 0 Gew.-% bis 2 Gew.-% Nickel Rest Eisen.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Sintern ausschließlich die Zahnflanken (4) und gegebenenfalls die Zahnköpfe (5) verdichtet, insbesondere kaltverdichtet, werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken (4) höher verdichtet werden als die Zahnfüße (6).
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (2) nach dem Plasmanitrieren oxidieren behandelt wird.