Claims (1)
Verfahren zum Regenerieren örtlicher Beschädigungen an Oberflächen, insbesondere rotationssymmetrischer, eisenmetallischer Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, daß ein fokussierter Laserstrahl (1), umgeben von einem aus einer Schutzgasdüse (3) austretenden Schutzgas, unter einem Einfallswinkel <90° die Schadstelle (2) eines Bauteils (4) aufschmilzt, nach kurzzeitiger Unterbrechung der Laserstrahlung ein pulverisiertes Metall- und Fiußmitteigemisch aus einer Dosiervorrichtung über eine Zuführung (5) in die Schadstelle (2) eingebracht, dieses mit dem Laserstrahl (1) einschmilzt und die Schadstelle (2) reichlich ausfüllt, im erkalteten Zustand das Übermaß der Neubeschichtung mittels Schleifen und Polieren das Sollmaß erhält und durch eine nochmalige dosierte Laserbestrahlung bei Rotation des ringförmigen Bauteils (4) dieses eine Gefügevergütung unter Erzielung erforderlicher Härteparameter erfährt.Method for regenerating local damage to surfaces, in particular rotationally symmetrical, iron-metal workpieces, characterized in that a focused laser beam (1) surrounded by a protective gas emerging from a protective gas nozzle (3) at an angle of incidence <90 °, the damaged area (2) of a component (4) melted, after a brief interruption of the laser radiation a pulverized metal and Fiußmitteigemisch from a metering device via a feed (5) introduced into the damaged area (2), this melts with the laser beam (1) and the damaged area (2) replete abundantly, in the cooled state, the excess of re-coating by grinding and polishing receives the nominal size and by a repeated metered laser irradiation upon rotation of the annular member (4) this undergoes a microstructure compensation to achieve the required hardness parameters.
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betifft ein Verfahren zum Regenerieren örtlicher Beschädigungen an Oberflächen, insbesondere Gleitflächen, von rotationssymmetrischen eisenmetallischen Bauteilen, wie beispielsweise Lagerringe von Wälzlagern.The invention relates to a method for regenerating local damage to surfaces, in particular sliding surfaces of rotationally symmetrical iron-metallic components, such as bearing rings of rolling bearings.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es sind Regenerierungsverfahren zum Aufarbeiten von verschlissenen eisenmetallischen Funktionsflächen auch mit Laserunterstützung bekannt, die jedoch für ganze Flächenbereiche z. B. an rotationssymmetrischen oder prismatischen Bauteilen Anwendung finden. Eine solche Lösung ist in der Patentschrift DD 212056 beschrieben. Zur Regenerierung von örtlichen Beschädigungen in engen Grenzen mit bekannten Beschichtungsverfahren, wie sie bei Wälzlagerringen vorliegen, sind weder aus der Patentliteratur noch aus anderen Informationsquellen Lösungen bekannt. Die in der DE OS 2813642 vorgestellte Variante ist für das vorgesehene Anwendungsgebiet ebenfalls nicht brauchbar.There are regeneration process for working up of worn iron-metallic functional surfaces also known with laser assistance, but for whole areas z. B. to rotationally symmetric or prismatic components application. Such a solution is described in the patent DD 212056. For the regeneration of local damage within narrow limits with known coating methods, such as those present in rolling bearing rings, solutions are known neither from the patent literature nor from other sources of information. The presented in DE OS 2813642 variant is also not useful for the intended application.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Regenerierungsverfahren zu schaffen, mit welchem eine Ausbesserung örtlich kleiner Oberflächenbeschädigungen unter Einsatz der Lasertechnik ermöglicht wird. Der nützliche Effekt liegt hierbei in der Ausnutzung materialökonomischer Aspekte, der Erhöhung des Gebrauchswertes und in der Verbesserung der Arbeitsbedingungen. Die Durchführung des Verfahrens soll keine thermische Beeinflussung des Grundmaterials und keinen Verzug hervorrufen. Weiterhin muß es unter Raumbedingungen in unkomplizierter Weise realisierbar sein.The object of the invention is to provide a regeneration method with which a repair of locally small surface damage using laser technology is made possible. The useful effect here lies in the exploitation of material economics aspects, the increase of the use value and in the improvement of the working conditions. The implementation of the method should not cause thermal influence on the base material and no distortion. Furthermore, it must be possible under ambient conditions in an uncomplicated manner.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem es ermöglicht wird. Beschädigungen an eisenmetallischen Bauteilen insbesondere an deren Funktionsflächen örtlich begrenzt zu regenerieren, was mit bekannten Verfahren bisher nicht realisierbar bzw. mit einem ökonomisch nicht vertretbaren Aufwand verbunden ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Regenerierung mittels Laserstrahl in der Art erfolgt, daß die beschädigte Oberfläche zunächst in erforderlichem Umfang und Tiefe aufgeschmolzen wird. Die dabei entstehende erweiterte Vertiefung wird mit einem, dem jeweiligen Werkstoff entsprechenden pulverförmigen Metall- und Flußmittelgemisch in der erforderlichen Menge aus einer Dosiervorrichtung angefüllt und mittels Laserstrahl das Metallpulver eingeschmolzen. Dabei entsteht eine Neubeschichtung des Werkstückes an der beschädigten Stelle mit erforderlichem Übermaß. Das mit der Beschichtung erreichte Übermaß wird durch mechanische Zerspanungsverfahren, vorzugsweise Schleifen, bis auf ein Polieraufmaß abgetragen. Ein anschließender Polierprozeß bringt das Werkstück auf das zu erzielende Sollmaß und durch eine nochmalige abschließende Behandlung mittels Laser wird eine homogene Oberflächenhärtung der gesamten Funktionsfläche erreicht.The invention has for its object to develop a method with which it is possible. Damage to iron-metallic components in particular to regenerate locally limited to their functional surfaces, which is not yet feasible with known methods or associated with an economically unreasonable effort. According to the invention the object is achieved in that the regeneration is carried out by means of a laser beam in such a way that the damaged surface is first melted to the required extent and depth. The resulting enlarged recess is filled with a corresponding powder of the corresponding metal and flux mixture in the required amount from a metering device and melted by means of laser beam, the metal powder. This results in a re-coating of the workpiece at the damaged site with required oversize. The excess achieved with the coating is removed by mechanical cutting processes, preferably grinding, except for a polishing allowance. A subsequent polishing process brings the workpiece to the desired dimension to be achieved and by a final final treatment by means of laser homogeneous surface hardening of the entire functional surface is achieved.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung stellt das Lösungsprinzip an einem örtlich beschädigten Wälzlageraußenring dar, wobei der Ausbesserungsvorgang mittels eines Laserstrahls unter Einbeziehung von Schutzgas erfolgt.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing illustrates the solution principle at a locally damaged roller bearing outer ring, wherein the repair process by means of a laser beam with the inclusion of inert gas.
Entsprechend der zeichnerischen Darstellung wird ein fokussierter Laserstrahl 1 mit einer Schutzgasdüse 3 im gleichen Winkel auf eine Schadstelle 2 eines Bauteils 4 gerichtet. Zunächst wird die Schadstelle 2 durch den von Schutzgas umgebenen Laserstrahl 1 und damit eine definierte Vertiefung zum Einbringen pulverförmigen Materials geschaffen. Anschließend wird diese Vertiefung mit einem dem Werkstoff des Bauteils 4 entsprechendem pulverisiertem Metall- und Fiußmitteigemisch über eine Zuführung 5 aus einer Dosiervorrichtung ausgefüllt und die kurzzeitige unterbrochene Laserbestrahlung fortgesetzt. DerAccording to the drawing, a focused laser beam 1 is directed with a protective gas nozzle 3 at the same angle to a damaged area 2 of a component 4. First, the damaged area 2 is created by the laser beam 1 surrounded by protective gas and thus a defined depression for introducing pulverulent material. Subsequently, this depression is filled with a material of the component 4 corresponding pulverized metal and Fuußmitteigemisch via a feed 5 from a metering device and continued the short-term interrupted laser irradiation. The