CN104801716A - 烧结构件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种烧结构件(1)、特别是环形的烧结构件(1)，所述烧结构件具有齿部(2)，其中，齿部(2)具有带有齿根(6)和齿面(4)的齿(3)。齿部(2)的全部齿(3)和齿根(6)具有等离子渗氮的或等离子氮碳共渗的层(7)，其中，齿根(6)具有按照DIN 3990至少200MPa的齿根疲劳强度σF,lim。

Description

烧结构件
技术领域
本发明涉及一种烧结构件、特别是环形的烧结构件，所述烧结构件具有齿部，其中，所述齿部具有带有齿根和齿面的齿。此外，本发明涉及一种用于制造烧结构件、特别是环形的烧结构件的方法，所述烧结构件具有齿部，所述齿部具有带有齿根和齿面的齿，所述方法以近终形或终形品质地包括以下步骤：压粉、烧结和硬化。
背景技术
现今，对高强度的烧结齿轮进行表面硬化或碳氨共渗，以达到希望的强度。在此，碳或者碳和氮渗透到表面中，形成硬的马氏体并且出现张力。这些此外还导致变形并且在大多数应用场合需要事后的硬精细加工、特别是齿部的硬精细加工。这种硬精细加工特别是对于空心齿轮会导致附加的成本。
发明内容
本发明的任务在于，经济地制造前面所述的烧结构件。
本发明的该任务在前面所述的烧结构件中这样来解决，即，齿部的全部齿和齿根具有等离子渗氮的或等离子氮碳共渗的层，其中，齿根具有按照DIN(德国工业标准)3990至少200MPa的齿根疲劳强度σF,lim。此外，本发明的任务利用前面所述的方法得以解决，在所述方法中，硬化通过等离子渗氮或等离子氮碳共渗实现，其中，齿根以按照DIN 3990至少200MPa的齿根疲劳强度σF,lim制造。
在此有利的是，烧结构件利用所述方法能够以近终形或者特别是以终形品质来制造。通过等离子渗氮或者等离子氮碳共渗来硬化烧结构件能够避免工艺引起的如在表面硬化时出现的变形(Verzug)。与已知的气体渗氮不同，在等离子处理时氮和必要时碳不是通过烧结构件的空隙，而是通过其金属成分进行运输(Abtransport)，由此可以避免在硬化烧结构件期间发生变形。利用按照DIN 3990至少200MPa的齿根疲劳强度σF,lim实现了，除了构成在烧结构件表面上的硬的边缘区域之外，也改善烧结齿轮的动态承载能力，并且因此所述动态承载能力至少处于表面硬化的烧结构件的齿根疲劳强度范围内。出人意料的是，在按照本发明的烧结构件中可以达到高的齿根强度，即使齿根的区域事先未被致密化。此外，烧结构件能够含有较少的碳。由此可以实现，必要时在等离子处理之前进行的用于调整构件几何结构的校准步骤可以在烧结之后更为简单地实施。
按照烧结构件的一种实施变型方案设定，齿面具有渗氮的或氮碳共渗的层，所述层具有按照DIN 3990至少500MPa的齿面承载能力σH， lim。以此可以提供这样的烧结构件，其齿部不仅具有改善的动态特性，而且在另一齿元件的齿部相啮合地接合期间具有改善的齿面承载能力。
此外可以设定，齿根和/或齿面的渗氮的或氮碳共渗的层具有固有压应力的最大值，所述最大值选自200MPa至1500Mpa的范围。以此达到烧结构件的疲劳强度的进一步改善，其方式为，能够更好地抵抗齿部的弯曲应力和扭应力和由此造成的拉应力负荷。由此可以降低在齿的区域中、特别是在齿根的区域中出现裂纹的危险。但由于1500MPa之上的固有压应力加剧了这样的危险，即，在等离子渗氮期间出现构件变形，由此本方法的优点、即、烧结构件在硬化之后不是强制地要进行硬精细加工至少部分地消失。而以200MPa之下的固有压应力则又提高了在负荷时特别是在齿根区域内齿断裂的危险。
按照另一种实施变型方案设定，齿部优选具有在0.3mm至3mm范围内的模数。即，在完成本发明的过程中已发现，等离子渗氮或者等离子氮碳共渗的上面描述的有益效果出人意料地在对应于该范围内的模数的齿尺寸时特别明显地出现。
此外优选的是，烧结构件由如下烧结粉末制造，所述烧结粉末由按重量0.1％至按重量5％的铬、按重量0.1％至按重量0.8％的碳、按重量0％至按重量2％的钼、按重量0％至按重量2％的镍，并且其余为铁。这种组成使得氮和必要时还有碳在等离子渗氮期间能更好地扩散到烧结构件中，从而上面提到的效果能够被改善。此外，通过铬的所述含量，特别是当该含量被选择为接近按重量5％的上限时，则使烧结构件具有较高的强度、特别是较高的硬度。由于碳含量低，如上面已经说明过的那样，又能改善烧结构件在等离子硬化之前在必要时要实施校准步骤期间的可成形性。
此外在所实施的测试中已经证实，对于根据上述实施方式形成的齿根疲劳强度有利的是，齿根在烧结之后未被致密化。据猜测，在致密化时通常产生的在烧结构件的组织结构中的变形(Verzerrung)会抑制齿根疲劳强度和特别是固有压应力的产生。也就是在一些试验烧结构件中确定，在等离子渗氮或等离子氮碳共渗之前对齿根区域的致密化可能导致烧结构件上面给出的机械特性值变差。
此外可以设定，齿面(和必要时齿顶)被致密化、特别是冷致密化，以便以此改善齿的齿面承载能力。
对于在等离子渗氮或者等离子氮碳共渗之前致密化整个齿部或者至少致密化齿面和齿根的情况下，由于上述原因有利的是，齿面比齿根程度更高地致密化。
当齿部具有按照DIN 50190-3选自0.03mm至0.6mm的范围的渗氮硬化层深度，则可以实现对齿部、特别是在齿根的区域中的动态负荷能力进一步改善。
此外有利的是，齿部的全部齿和齿根具有由一种或多种氮化铁或者碳氮化铁组成的连续的化合物层和/或至少在30°切线切点范围内连续的扩散区。通过在烧结构件表面上的连续的化合物层在整个齿部(至少沿径向观察)上获得表面的陶瓷特性，由此可以改善齿部的至少整个径向的表面、特别是整个表面的耐磨性。此外可以通过连续的化合物层来改善耐腐蚀形。通过至少在30°切线切点的区域内(即在关键的齿根横截面区域内)的连续的扩散区也可以改善齿部的疲劳强度、特别是对于弯曲应力的稳定性，因为扩散区具有比化合物层更高的固有压应力。通过扩散层，由化合物层出发向烧结构件的芯中的基础材料可以得到或建立硬度梯度。此外，扩散层具有对于化合物层的支撑作用。
就这点而言要指出，化合物层在本发明的范围是指，存在氮化铁和/或碳氮化铁的层。这些连接通过铁与氮和/或碳的反应而产生。表述“化合物层”因此涉及所述化合物，而不是一定涉及建立与另一层的连接的层。但当在等离子渗氮或等离子氮碳共渗之后有另一个层沉积到齿部的表面上时，也可以是指后面的层。
如果烧结构件还具有其他元素，如上面提到的元素、特别是铬和钼，则这些元素同样可以形成氮化物，所述氮化物存在于扩散层中。
扩散层在本发明的范围内是指特别是在化合物层之下构成的层。扩散层通过氮和必要时碳在等离子渗氮或等离子氮碳共渗期间渗入到烧结构件中而形成。扩散层因此是如下的层、在所述层中，氮和必要时碳通过间隙和/或以氮化物沉积的形式嵌入到基质中。
此外有利的是，在齿面区域中的化合物层的层厚度和扩散区的层厚度以及渗氮硬化层深度大于或等于在齿根区域中的连接区的层厚度和扩散区的层厚度和渗氮硬化层深度。以此可以实现这样的齿部，所述齿部不仅在齿根区域中具有改善的动态特性，而且在齿面区域中具有改善的承载能力。
按照另一种实施变型方案可以设定，齿面和齿根的最外层是氧化层，由此可以在等离子渗氮用氧化的方式之后处理齿部。以此一方面可以提高烧结构件的耐腐蚀形，并且另一方面可以降低齿部的摩擦系数。
优选地，齿部具有按照EN ISO 4498选自500HV至1300HV的范围的维氏表面硬度。特别是利用在该范围内的硬化可以实现烧结构件的机械稳定性增加。
另一方面也有利的是，烧结构件具有按照EN ISO 4498选自100HV至500HV的范围的维氏芯硬度。由于烧结构件的较低的芯硬度，所述烧结构件的芯韧性较高并且由此可以更好地承受动态负载。
此外可以设定，在化合物层中，γ'-氮化物(Fe4N)的体积份额高于ε-氮化物(Fe2-3N)的份额。由于γ'-氮化物(Fe4N)的较高份额，化合物层同样可以具有较高的韧性，从而可以在高耐磨性的同时进一步改善烧结构件的动态负荷能力。
附图说明
为了更好地理解本发明，借助后面的附图更详细地阐述本发明。
其中分别以强烈示意性的示图示出：
图1示出一个齿轮的齿部的一个局部；
图2示出按照所描述的方法制造的按照图1的齿轮的渗氮硬化层深度的图表。
具体实施方式
首先要指出，在不同描述的实施形式中，相同的部件带有相同的附图标记或相同的构件名称，其中，包含在整个说明书中的公开内容能够合理地转用到带有相同附图标记或相同构件名称的相同部件上。在说明书所选择的位置说明，如例如上、下、侧等也可以涉及当前描述的以及所示的附图并且在位置改变时能合理地转用到新的位置上。此外，单个特征或由所示和所描述的不同实施例的特征组合本身也可以是独立的、有创造性的或按照本发明的解决方案。
在图1中示出具有齿部2的金属烧结构件1的局部的横截面。齿部2具有齿3。齿具有齿面4、齿顶5和齿根6。
在齿面4、齿顶5和齿根6的范围确定上参照DIN 3998。
齿根理解为在齿根圆与另一个齿轮的啮合区域的开始处(Beginn)之间的区域。
齿面是所述另一个齿轮的啮合的区域。齿面因此连接到齿根上。
齿顶连接到齿面上并且是在所述另一个齿轮的啮合末端处与齿顶圆直径之间的区域。
金属烧结构件1特别是构造成环形的并且可以是(传动)齿轮、齿形皮带轮、具有内齿的齿轮(例如空心轮)、链轮等。但也可以具有直线的结构，例如构造成齿条。此外，烧结构件1可以具有直齿部或斜齿部。
烧结构件1的制造在第一方法过程中按照常见的烧结方法来进行。为此，在相应的压模中由烧结粉末制造坯件(Grünling)，所述烧结粉末由各(金属)粉末通过混合来制造，其中，必要时可以以预先制成合金的形式使用所述粉末。优选地，坯件具有大于6.8g/cm3的密度。
坯件接着在常见的温度中生长并烧结并且，然后优选冷却至室温。烧结例如可以在1100℃至1300℃之间的温度进行。
备选于此地，烧结可以以两个阶段实施，在第一步骤中将坯件烧结成预烧结件(Braunling)，然后通过高温度烧结而将其烧结完成。
因为这些方法方式和在此使用的方法参数由现有技术已知，所以为了避免重复对此可参考有关的现有技术。
作为制造烧结构件1的烧结粉末优选使用具有如下组成的粉末：
按重量0.1％至按重量5％的铬
按重量0.1％至按重量0.8％的碳
按重量0％至按重量2％的钼
按重量0％至按重量2％的镍
其余为铁。
特别是通过铬和钼的份额可以达到更高的硬度值。不过已经发现，在这些元素的量份额过大、即在所述范围极值以上时，渗氮硬化层深度在等离子渗氮参数相同的情况下降低。
必要时也可以以常见的量份额给烧结粉末添加常见的加工辅助剂、如挤压助剂和/或接合剂。所述量份额是针对整个粉末混合物而言的。而金属粉末的上述量份额是针对金属份额的总体而言的。
在烧结之后，使烧结构件1硬化，以改善耐磨性。硬化通过等离子渗氮或等离子氮碳共渗，为此在用于烧结构件1的处理室中存在至少一个氮源和必要时至少一个碳源。烧结构件1的等离子处理以如下参数实施。优选地，烧结构件1进行热处理之前优选在等离子体中进行清洁，必要时是在清洁设备中在先去除油或油脂之后进行清洁。优选地借助于溅射进行清洁。
在等离子渗氮时的温度：
温度选自350℃至600℃的范围，特别是选自400℃至550℃的范围。必要时，温度可以在方法持续时间上是变化的，其中，不过无论如何温度总是处于所述的温度范围中。
等离子渗氮的持续时间：1小时至60小时
在等离子渗氮时的气氛：
作为在等离子室中的气氛使用氢或氮或氩或其混合物，例如包括氢和氮的混合物。氢和氮在该混合物的体积份额的比例可以选自100:1至1:100的范围。必要时氢和氮的体积份额在方法持续时间期间可以是变化的，但无论如何所述比例都处于所述的范围内。可以存在其它过程气体，所述其它过程气体在气氛中的总份额最大为按体积30％。
电压：
在各电极之间的电压选自300V至800V的范围，特别是450V至700V的范围。这里，电压在对烧结构件1进行等离子渗氮处理期间可以变化。
在此，不仅可以使用至少两个自身的电极，而且烧结构件1本身可以作为电极接通。
压力范围：
在烧结构件1的等离子处理期间在处理室中的压力可以选自0.1mbar至10mbar的范围、特别是2mbar至7mbar的范围。
利用这种方法方式，可以以近终形或终形品质制造具有齿部2的烧结构件1、即仅须略微的再加工或无须再加工，因为烧结构件1至少大致已经具有其最终的几何结构。因此，特别是不需要切削再加工。
通过等离子渗氮或等离子氮碳共渗，烧结构件1在接近表面的区域在形成一个层7的情况下硬化。这里，在烧结构件1中的氮份额和必要时碳份额通过使氮和必要时碳嵌入到该层7中来提高。概念“提高”也包括所述份额由在等离子处理之前的按重量0％开始的提高。
层7在烧结构件1的齿部2的所有齿3上延伸。
等离子处理的烧结构件1的齿根6在实施所述方法之后具按照DIN 3990至少200MPa的齿根疲劳强度σF,lim。特别是，齿根6具有按照DIN 3990在200MPa至500Mpa的范围内的齿根疲劳强度σF，lim。
齿面4同样具有渗氮的或氮碳共渗的层7。在实施所述方法之后，齿面4具有按照DIN 3990至少500MPa的齿面承载能力σH，lim。
但齿面4优选具有按照DIN 3990至少600MPa的齿面承载能力σH，lim。齿面4特别是具有按照DIN 3990在600MPa至1500MPa的范围中的齿面承载能力σH，lim。由于在化合物层8和扩散层9的范围内的高的硬度和压应力实现了所述齿面承载能力。在使用中产生的拉应力由于所存在的压应力而减少，由此不超过局部的材料强度。
在试验过程中已证实，如果齿部具有这样的几何结构，所述几何结构得到法向模数mn选自0.3mm至3mm的范围、特别是选自0.5mm至1.5mm的范围，则能更简单地实现齿根疲劳强度和特别是齿面承载能力的上面所述的值。据推测其原因在于，在齿部模数小时较弱地浸蚀(Beglimmung)就会导致薄的直至不存在的易碎化合物层。然而存在具有固有压应力的扩散层9。
出于完整性的原因要说明，所述模数按照DIN 868定义为以mm为单位的节圆直径与齿数的商。节圆直径是齿轮在齿距p正好乘以z时得到的直径，其中，z是齿的数量。齿距p是在两个相继的同名齿面(右齿面或左齿面)之间的部分圆弧的长度。
等离子渗氮或等离子氮碳共渗优选这样实施，使得齿部2的全部齿3和齿根6具有由一种或多种氮化铁或者碳氮化铁组成的连续的化合物层8。化合物层8是所述层7的一部分。在化合物层8中产生铁和氮和必要时碳的化学化合物。
但如上面描述的那样，化合物层8在本发明的范围内可以是中断的。而扩散层9优选总是连续地在齿部2的全部齿3和齿根6上延伸。的范围内。齿根6例如可以不具有化合物层8。
扩散层9可以具有如下的层厚度，所述层厚度选自0.03mm至0.6mm。
化合物层8的层厚度和扩散层9的层厚度可以通过过程温度、过程时间、过程压力以及气氛的组成来实现或控制。
按照一种优选的实施变型方案为此设定，在齿面4区域内的化合物层8的层厚度和扩散层9的层厚度和渗氮硬化层深度大于或等于在齿根6区域内的化合物层8的层厚度和扩散层9的层厚度和渗氮硬化层深度。这可以通过相应地调整过程压力以及齿部几何结构来达到。
对于术语“渗氮硬化层深度”的定义参考DIN 50190第3部分。
齿部2优选具有按照DIN 50190-3选自0.03mm至0.6mm的范围的渗氮硬化层深度。这通过过程温度、过程时间、过程压力以及气氛的组成来实现。
按照烧结构件1的另一个实施方案设定，在化合物层8中的形成的γ'-氮化物(Fe4N)的体积份额高于ε-氮化物(Fe2-3N)的份额。这可以通过过程温度、过程时间、过程压力以及气氛的组成来实现。
按照本发明的一个优选实施方案设定，在烧结之后和在等离子渗氮或等离子氮碳共渗之前仅对齿部2的齿面4和必要时齿顶5进行致密化、特别是冷致密化。换言之，因此齿根6在烧结之后未被致密化。
再致密化例如可以通过使齿部在仿型模(Masterform)上滚动来进行，其中，主模具有齿部，所述齿部啮合到烧结构件1的齿部2中。再致密化但也可以在压模中进行，利用所述压模能向齿面上施加相应的压力。
按照另一个实施方案，对此可以设定，在等离子渗氮或等离子氮碳共渗之前也对齿根6进行再致密化、特别是冷致密化。但在这种情况下有利的是，齿面4和必要时齿顶5比齿根6的致密化程度高。特别是在这种实施方案中，齿面4和必要时齿顶5比齿根6致密化的程度高出至少0.2g/cm3。
对于齿面4和必要时齿顶5的再致密化，可以应用如下的致密化压力，所述致密化压力选自300MPa至1200MPa的范围。
对于齿根6的再致密化，可以应用如下的致密化压力，所述致密化压力选自300MPa至1200MPa的范围。
通过再致密化，齿面4和必要时齿顶5的靠近表面的区域具有如下的密度，所述密度等于固体材料/实心材料(Vollmaterial)的密度(固体密度)的至少95％。齿根6的靠近表面区域可以具有如下密度，所述密度等于固体材料的密度(固体密度)的至少90％。
再致密化特别是实施至在烧结构件1中的如下深度，所述深度从烧结构件1的表面测量在0.08mn至0.2mn的范围。烧结构件1的位于经致密化的区域下的区域、即烧结构件1的芯、具有如下的芯密度，所述芯密度至少大致等于烧结构件1在烧结之后的密度。
优选这样实施致密化，使得在齿面4的区域中的致密化深度、即经致密化的区域从表面开始的层厚度大于或等于在齿根6的区域中的致密化深度。在此，在齿面4区域中的致密化深度可以选自0.08mn至0.2mn的范围，而在齿根6区域中的致密化深度可以选自0mn至0.1mn的范围。
此外，还可以在烧结之后和在等离子渗氮或等离子氮碳共渗之前或者在等离子渗氮或等离子氮碳共渗之后对所述烧结构件1进行校准。所述校准用于改进构件的几何结构，即将实际尺寸补偿至理论尺寸。当已经以终形品质制成烧结构件1时，这不需要的。
在校准时，必要时可以至少局部致密化烧结构件1的表面。
此外，可以在等离子渗氮或等离子氮碳共渗之后对烧结构件1进行氧化处理，从而在齿部2的各齿3上、特别是在齿面4、齿顶5和齿根6上至少局部地、优选整体地构成氧化层11。该氧化层11至少在齿面4、齿顶5和齿根6的区域中形成烧结构件1的最外层，如这由图1能看出的那样，在图中以虚线示出氧化层11。
氧化层11优选在处理室中实现，在所述处理室中还实施等离子渗氮或等离子氮碳共渗。为此可以在等离子渗氮或等离子氮碳共渗之后冲刷处理室，以便将用于等离子渗氮或等离子氮碳共渗的处理气体从处理室去除，然后将氧源填充到处理室中。作为氧源可以使用含氧的介质、例如空气、水、N2O等等。
备选于此地，可以在烧结构件1的等离子渗氮或等离子氮碳共渗之后省去对处理室的冲刷并立即供应氧源。
烧结构件1的氧化处理可以以如下过程参数来实施：
温度：400℃-600℃
压力：最大1大气压
时间：0.25h至5h
通过氧化处理由烧结构件1的金属组成成分产生氧化物、例如磁铁体(Fe3O4)或其它铁氧化物。但也可以产生其它氧化物，例如氧化铬或混合氧化物。
但氧化层11的产生也可以在另一个处理室中进行。为此，烧结构件1可以在等离子渗氮或等离子氮碳共渗之后冷却并转移到所述另一个处理室中。
氧化层优选具有如下层厚度，所述层厚度选自1μm至5μm的范围。氧化层特别是可以具有1μm至3μm的层厚度.
通过将氧化层8构成为齿部2的至少沿径向方向的最外面的层，在一些情况下可以密封化合物层8，由此有利于在相啮合的齿部的齿面之间构成有承载能力的润滑膜。因此也可以提高齿面4的承载能力。此外，由此可以改善烧结构件的耐腐蚀能力和齿部2的磨合性能。
按照烧结构件1的另一种实施方案可以设定，齿根6和/或齿面4的渗氮的或氮碳共渗的层7具有固有压应力的最大值，其选自200MPa至1500MPa的范围、特别是选自300MPa至1370MPa的范围。
在此，固有压应力按照DIN EN 15305:2008来确定。
这通过晶格由于强制松开氮和必要时碳原子导致的变形而达到。
此外优选，齿部具有按照EN ISO 4498选自500HV至1300HV的范围的维氏表面硬度。特别是选自750HV至1000HV的范围。这通过主要是弥散硬化借助于氮化物来达到。
在此，按照另一个优选实施方案可以设定，烧结构件1具有按照EN ISO 4498的维氏芯硬度，其选自100HV至500HV的范围、特别是选自200HV至400HV的范围。这主要通过烧结构件1的化学组成和/或压密度等来达到。
利用上面描述的方法，可以制造这样的烧结构件1，所述烧结构件在烧结之后没有再致密化的情况下就具有高的齿根强度。以此还可能的是，使用这样的烧结粉末，所述烧结粉末具有与获得确定的硬度所需的份额相比更小的碳份额。此外，在烧结构件1的表面上能实现高的固有压应力。但此外也可以调整出具有朝向烧结构件1的内部、即芯区域减小的硬度的硬度梯度。
在齿根6中的密度优选等于在烧结之后基材的密度、即等于芯密度。
除了较低的碳含量以外，也可以使用具有较高铬份额的本身难以加工的烧结粉末。铬含量可以在按重量0.1％至按重量5％之间。
烧结构件1的端侧通常不单独进行致密化。
实施例：
以由按重量0.5％的Mo、按重量3％的Cr、按重量0.25％的C和其余为Fe的组成的烧结粉末来制造正齿轮。
在约690MPa压力下挤压烧结粉末，接着在1150℃的温度时在保护气体气氛下烧结所述烧结粉末，然后使其冷却到室温。
正齿轮具有1mm的模数。
在等离子渗氮之前，热清洁正齿轮的表面。
然后将正齿轮放入等离子室中，使等离子室抽真空，以氮将其灌满并且以对流方式加热。在等离子渗氮过程开始之前抽真空到过程压力，然后以N2/H2作为过程气体填充。
等离子渗氮以如下参数实施：
温度：520℃
压力：4mbar
电压：500V
时间持续时间：6h
然后将正齿轮冷却到室温。
在图2中示出所实现的渗氮硬化层深度。在此，在纵坐标上记录维氏硬度(HV0.5)。在横坐标上记录到正齿轮的表面的单位为mm的距离。
分别测量齿2的右(后)和左(前)齿面4的硬度(曲线12和13)和相应连接在其上的齿根6的硬度(曲线14和15)。
如由所测得的曲线变化可看出，不仅在齿面4上而且在齿根6内构成硬度梯度。在此，齿面4的硬度明显高于齿根6的硬度。
按照DIN 3990的齿根疲劳强度σF，lim为350MPa。
此外，正齿轮具有按照DIN 3990的900MPa的齿面承载能力σH,lim。
通过等离子渗氮构成在齿部2上环绕的化合物层8，所述化合物层构成为具有厚度0μm至5μm mm，其中，在齿根6的区域中的化合物层8比在齿面4的区域中的化合物层薄。扩散层9的厚度在0.1mm至0.2mm之间，这里在齿根6的区域中的扩散层9也比在齿面4的区域中薄。
该实施例示出烧结构件1的可能实施方案。
为了符合规则，最后要指出，为了更好地理解烧结构件1的构造，该烧结构件或其组成部分部分不符合比例地和/或放大地和/或缩小地示出。
附图标记列表
1    烧结构件
2    齿部
3    齿
4    齿面
5    齿顶
6    齿根
7    层
8    化合物层
9    扩散层
10   30°切线切点
11   氧化层
12   曲线
13   曲线
14   曲线
15   曲线

Claims (21)

1.一种烧结构件(1)、特别是环形的烧结构件(1)，所述烧结构件具有齿部(2)，其中，齿部(2)具有带有齿根(6)和齿面(4)的齿(3)，其特征在于，齿部(2)的全部齿(3)和齿根(6)具有等离子渗氮的或等离子氮碳共渗的层(7)，其中，齿根(6)具有按照DIN3990至少200MPa的齿根疲劳强度σF,lim。
2.按照权利要求1所述的烧结构件(1)，其特征在于，齿面(4)具有渗氮的或氮碳共渗的层(7)，所述层具有按照DIN 3990至少500MPa的齿面承载能力σH,lim。
3.按照权利要求1或2所述的烧结构件(1)，其特征在于，齿根(6)和/或齿面(4)的渗氮的或氮碳共渗的层(7)具有固有压应力的最大值，所述最大值选自200MPa至1500MPa的范围。
4.按照权利要求1至3之一所述的烧结构件(1)，其特征在于，齿部(2)具有0.3mm至3mm的范围内的模数。
5.按照权利要求1至4之一所述的烧结构件(1)，其特征在于，所述烧结构件由具有如下组成的烧结粉末制造：
按重量0.1％至按重量5％的铬
按重量0.1％至按重量0.8％的碳
按重量0％至按重量2％的钼
按重量0％至按重量2％的镍
其余为铁。
6.按照权利要求1至5之一所述的烧结构件(1)，其特征在于，齿根(6)、特别是在烧结之后未被致密化。
7.按照权利要求1至6之一所述的烧结构件(1)，其特征在于，齿面(4)被致密化、特别是冷致密化。
8.按照权利要求7所述的烧结构件(1)，其特征在于，齿面(4)比齿根(6)程度更高地被致密化。
9.按照权利要求1至8之一所述的烧结构件(1)，其特征在于，齿部(2)具有按照DIN 50190-3选自0.03mm至0.6mm的范围的渗氮硬化层深度。
10.按照权利要求1至9之一所述的烧结构件(1)，其特征在于，齿部(2)的全部齿(3)和齿根(6)具有由一种或多种氮化铁或碳氮化铁制成的连续的化合物层(8)和/或至少在30°切线切点(10)的范围内连续的扩散区(9)、特别是在齿部(2)的全部齿(3)和齿根(6)上连续的扩散区(9)。
11.按照权利要求10所述的烧结构件(1)，其特征在于，在齿面(4)区域中的化合物层(8)的层厚度和扩散区(9)的层厚度和渗氮硬化层深度大于或等于在齿根(6)区域中的化合物区(8)的层厚度和扩散区(9)的层厚度和渗氮硬化层深度。
12.按照权利要求1至11之一所述的烧结构件(1)，其特征在于，齿面(4)和齿根(6)的最外层是氧化层(11)。
13.按照权利要求1至12之一所述的烧结构件(1)，其特征在于，齿部(2)具有按照EN ISO 4498选自500HV至1300HV的范围的维氏表面硬度。
14.按照权利要求1至13之一所述的烧结构件(1)，其特征在于，所述烧结构件具有按照EN ISO 4498选自100HV至500HV的范围的维氏芯硬度。
15.按照权利要求1至14之一所述的烧结构件(1)，其特征在于，在化合物层(8)中，γ'-氮化物(Fe4N)的体积份额高于ε-氮化物(Fe2-3N)的份额。
16.一种用于制造烧结构件(1)、特别是环形烧结构件的方法，所述烧结构件具有齿部(2)，所述齿部具有带有齿根(6)和齿面(4)的齿(3)，所述方法以近终形或终形的品质地包括压粉、烧结和硬化的步骤，其特征在于，硬化通过等离子渗氮或等离子氮碳共渗进行，其中，齿根(6)以按照DIN 3990至少200MPa的齿根疲劳强度σF,lim制造。
17.按照权利要求16所述的方法，其特征在于，齿部(2)以在0.3mm至3mm的范围内的模数制造。
18.按照权利要求16或17所述的方法，其特征在于，使用具有如下组成的粉末:
按重量0.1％至按重量5％的铬
按重量0.1％至按重量0.8％的碳
按重量0％至按重量2％的钼
按重量0％至按重量2％的镍
其余为铁。
19.按照权利要求16至18之一所述的方法，其特征在于，在烧结之后仅对齿面(4)和必要时齿顶(5)进行致密化、特别是冷致密化。
20.按照权利要求16至19之一所述的方法，其特征在于，齿面(4)比齿根(6)程度更高地致密化。
21.按照权利要求16至20之一所述的方法，其特征在于，在等离子渗氮之后氧化处理齿部(2)。
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