DE10126165A1 - A method for curing a surface portion of a workpiece - Google Patents

A method for curing a surface portion of a workpiece

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DE10126165A1
DE10126165A1 DE2001126165 DE10126165A DE10126165A1 DE 10126165 A1 DE10126165 A1 DE 10126165A1 DE 2001126165 DE2001126165 DE 2001126165 DE 10126165 A DE10126165 A DE 10126165A DE 10126165 A1 DE10126165 A1 DE 10126165A1
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Udo Tuellmann
Klaus-Dieter Frederking
Andreas Walbert
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INDEX WERKE KG HAGN AND TESSKY
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INDEX Werke and Co KG Hahn and Tessky GmbH
INDEX WERKE KG HAGN AND TESSKY
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE BY DECARBURISATION, TEMPERING OR OTHER TREATMENTS
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation

Abstract

Um ein Verfahren zum Härten eines Oberflächenbereichs eines Werkstücks, bei welchem nacheinander Teilbereiche des Oberflächenbereichs mittels eines gepulsten Laserstrahls durch Aufheizen und Abschrecken des Gefüges erzeugt werden, wobei jeder Teilbereich durch eine zusammenhängende Oberfläche eines ungefähr dieselbe Härte aufweisenden Gefüges gebildet ist, derart zu verbessern, daß der Oberflächenbereich durch Erzeugen der teilbereiche möglichst optimal gehärtet werden kann, wird vorgeschlagen, daß der Laserstrahl auf den Teilbereich so einwirkt, daß mit dem laserstrahl über eine dem Fokusbereich entsprechende Kopplungsfläche während einer Aufheizdauer im Bereich von ungefähr 0,01 sek. To a process for curing a surface portion of a workpiece, in which partial regions of the surface portion are sequentially generated by heating and quenching of the structure by means of a pulsed laser beam, wherein each part portion is formed by a continuous surface of an approximately the same hardness having structure such to improve that the surface area can be optimally cured by generating the partial regions, it is proposed that the laser beam acts on the portion so that the laser beam over a sec corresponding to the focal region coupling surface during a heat-up time in the range of about 0.01. bis ungefähr 2 sek. to about 2 sec. Energie zum Härten des Gefüges eingekoppelt wird. Energy is coupled to cure the fabric.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten eines Ober flächenbereichs eines Werkstücks, bei welchem nacheinander Teilbereiche des Oberflächenbereichs mittels eines gepulsten Laserstrahls durch Aufheizen und Abschrecken des Gefüges erzeugt werden, wobei jeder Teilbereich durch eine zusammen hängende Oberfläche eines ungefähr dieselbe Härte aufweisen den Gefüges gebildet ist. The invention relates to a method for curing of an upper surface portion of a workpiece, in which partial regions of the surface area are produced by heating and quenching of the structure by means of a pulsed laser beam sequentially, with each section having by a contiguous surface of approximately the same hardness is formed the structure.

Derartige Verfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Such methods are known from the prior art.

Beispielsweise ist aus der DE 35 33 541 A1 ein Verfahren zum Härten von Oberflächenbereichen bekannt, bei welchem soge nannte Härtespuren nebeneinander oder im Abstand voneinander gelegt werden. For example, from DE 35 33 541 A1 a method for curing of surface areas is known in which so-called hardening tracks next to each other or spaced from each other are placed.

Ferner ist aus dem Artikel in Materials and Manufacturing Processes, Vol. 14, No. Furthermore, from the article in Materials and Manufacturing Processes, Vol. 14, No. 1, Seite 53 bis 65, 1999 von L. Xue et al. 1, page 53-65, 1999 by L. Xue et al. mit dem Titel "Dot Matrix Hardening of Steels Using a Fiber Optic Coupled Pulsed Nd:YAG Laser" das Härten eines Oberflächenbereichs durch Erzeugung einzelner nebeneinander liegender Härtepunkte bekannt. Known curing a surface area by generating individual adjacent hardness points: entitled "YAG Laser Dot Matrix Hardening of Steels Using a Fiber Optic Coupled Pulsed Nd".

Bei beiden Verfahren ist die Wärmeeinkopplung nicht optimal. In both methods, the heat coupling is not optimal. So erfolgt beispielsweise beim Legen von Härtespuren neben einander ein Anlaßeffekt in einer bereits gehärteten Spur, wenn neben dieser eine weitere Härtespur gelegt wird. Thus, for example, when putting down of hardening tracks next to each other a cause-effect in an already hardened track when in addition to this a further hardening track is laid.

Ferner ist das Erzeugen von Härtepunkten nach dem bekannten Verfahren im Hinblick auf die erforderliche Energie für das Erzeugen der Teilbereiche nicht optimal. Further, the generation of hardness points by the known method as regards the energy required for generating the portions is not optimal.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß der Ober flächenbereich durch Erzeugen der Teilbereiche möglichst optimal gehärtet werden kann. The invention is therefore based on the object of improving a method of the generic type such that the top can be cured by area optimally generating the sections.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschrie benen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Laserstrahl auf den Teilbereich so einwirkt, daß mit dem Laserstrahl über eine dem Fokusbereich entsprechende Einkopplungsfläche während einer Aufheizdauer im Bereich von ungefähr 0,01 sek bis ungefähr 2 sek Energie zum Härten des Gefüges einge koppelt wird. This object is achieved with a method of the beschrie surrounded type according to the invention characterized in that the laser beam to the portion so acts that the laser beam a corresponding to the focus area input face during a heating time in the range of about 0.01 sec to about 2 sec energy is coupled to cure the structure into.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß eine relativ lange Zeitdauer für die Einkopplung der Energie über eine Einkoppelfläche angesetzt wird. The advantage of the method lies in the fact that a relatively long period of time for the coupling of the energy is carried via a coupling surface. Diese relativ lange Zeitdauer ermöglicht jedoch eine optimale Um setzung der eingekoppelten Energie ohne daß eine Überhitzung des Gefüges entsteht und beispielsweise ein Abtragen des Gefügematerials auftreten kann. However, this relatively long period of time allows optimum implemen tation of the coupled energy can without overheating of the structure is created and occur for example, a removal of the structural material.

Außerdem ist die gewählte Zeitdauer insoweit außerdem noch vorteilhaft, als sie trotzdem die Erzeugung von Randbereichen möglichst geringer Ausdehnung erlaubt, so daß beim Härten ein sehr hoher Temperaturgradient im Randbereich und folglich eine geringe Ausdehnung desselben erreichbar ist. In addition, the selected time period is also far more advantageous in that it still allows the generation of edge regions of the least possible extent, so that a very high temperature gradient in the edge region and hence the same low expansion is achievable upon curing.

Eine besonders günstige Lösung sieht vor, daß der Laserstrahl während der Aufheizdauer mit maximal fünf Laserpulsen über die Einkopplungsfläche einwirkt, das heißt, daß während der Aufheizdauer fünf Laserpulse einwirken, deren Zeitdauer ins gesamt die Aufheizdauer ergibt. A particularly advantageous solution provides that the laser beam during its heating up with a maximum of five laser pulses acting on the coupling surface, which means that during the heat-up act five laser pulses whose duration results in the total, the heating time.

Noch vorteilhafter ist es, wenn der Laserstrahl während der gesamten Aufheizdauer mit einem einzigen Laserpuls über die Einkopplungsfläche einwirkt, das heißt, daß der einzige ein gesetzte Laserpuls eine ungefähr der Aufheizdauer ent sprechende Pulsdauer aufweist. Is even more advantageous when the laser beam during the entire heating time is applied with a single laser pulse on the input face, that is, that the only set a laser pulse having an approximately its heating up ent speaking pulse duration.

Folglich wird in diesem Fall mit einem Laserstrahl gearbei tet, der mit der Aufheizdauer entsprechenden Pulsdauern gepulst ist. Accordingly, in this case with a laser beam gearbei tet, which is pulsed with the heating time corresponding pulse durations.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Laserstrahl eine Wellenlänge im Bereich zwischen 500 und 1000 nm, noch besser bis 1100 nm aufweist, da in diesem Wellenlängenbereich eine optimierte Wechselwirkung zwischen dem Laserstrahl und dem zu härtenden Gefüge erreichbar ist. It is particularly advantageous in this case if the laser beam has a wavelength in the range between 500 and 1000 nm, more preferably having up to 1100 nm, since in this wavelength range, an optimized interaction between the laser beam and the structure to be cured is reached.

Als Strahlungsquelle können prinzipiell alle Laserquellen, insbesondere auch Festkörperlaser, eingesetzt werden, wobei es günstig ist, wenn der Laserstrahl von einem Halbleiterlaser erzeugt wird, der sich am besten für die Einsatzbedingungen bei Werkzeugmaschinen eignet. As a radiation source in principle all laser sources, in particular solid-state lasers are used, and it is low when the laser beam is generated by a semiconductor laser, which is best suited for the conditions of use in machine tools.

Um die Aufheizung des Gefüges durch Selbstabschreckung der Teilbereiche möglichst gering zu halten und insbesondere Anlaßeffekte in bereits gehärteten Teilbereichen zu ver meiden, ist vorzugsweise vorgesehen, daß unmittelbar neben einanderliegende Teilbereiche in einem Zeitabstand aufgeheizt werden, während dessen mindestens zwei weiter entfernt liegende Teilbereiche aufgeheizt werden. In order to keep the heating of the structure by self-quenching of the partial regions as low as possible and avoid particular occasion effects in already hardened portions to ver, it is preferably provided that are heated immediately adjacent sub-areas at a time interval during which at least two more distant sections to be heated.

Damit ist einerseits der Laserstrahl möglichst optimal ohne zusätzlich zu fordernde Pausen einsetzbar, andererseits eine optimale Abschreckung des Gefüges im Rahmen der Selbst abschreckung möglich, ohne daß insgesamt eine Aufheizung des Gefüges oder ein Anlassen benachbarter, bereits gehärteter Teilbereiche entsteht. Thus, the laser beam is on the one hand the best possible way can be used without addition to demanding breaks, on the other hand an optimal quenching of the structure within the self-quenching possible without an overall heating of the structure or annealing of adjacent already-hardened portions is formed.

Noch besser ist es, wenn zwei unmittelbar nebeneinander liegende Teilbereiche in einem zeitlichen Abstand voneinander aufgeheizt werden, während dessen mindestens fünf weitere Teilbereiche aufgeheizt werden. It is even better if two immediately adjacent part areas are heated from each other at a time interval during which at least five other portions are heated is.

Besonders optimal läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren führen, wenn zwei unmittelbar nebeneinanderliegende Teil bereiche in einem Zeitabstand aufgeheizt werden, während dessen mindestens zehn weitere Teilbereiche aufgeheizt werden. Particularly optimal method of the invention can result, if two immediately adjacent part areas are heated in an interval during which at least ten further sub-areas to be heated.

Hinsichtlich der Anordnung der weiteren Teilbereiche relativ zu den unmittelbar nebeneinanderliegenden Teilbereichen wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. With regard to the arrangement of the further partial regions relative to the immediately adjacent sub-areas have so far been no further details. So hat es sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die weiteren Teilbereiche in einem Abstand von den unmittelbar nebenein anderliegenden Teilbereichen angeordnet sind, der mindestens einem fünffachen der Ausdehnung des ersten der unmittelbar nebeneinanderliegenden Teilbereiche in der Abstandsrichtung entspricht. Thus, it has been found to be particularly advantageous if the further subregions are arranged directly alongside one other underlying sub-areas at a distance from that of the first of directly corresponds to at least a five-fold expansion adjacent partial areas in the distance direction.

Noch besser ist es, wann die weiteren Teilbereiche von den unmittelbar nebeneinanderliegenden Teilbereichen einen Abstand aufweisen, der mindestens einem zehnfachen der Aus dehnung des ersten der unmittelbar nebeneinanderliegenden Teilbereiche in der Abstandsrichtung entspricht. More preferably, when the other portions have a pitch of the immediately adjacent part areas of the immediately corresponds to at least a ten-fold from the expansion of the first adjacent sub-areas in the distance direction.

Hinsichtlich der Ausdehnung der Randbereiche wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht. With regard to the expansion of the border areas were no further details in connection with the previous explanation of the individual embodiments. So sieht eine besonders günstige Lösung vor, daß das Aufheizen durch die Laserstrahlung am Rande jedes über die Austenitisierungs temperatur aufgeheizten Teilbereichs zu einem Temperatur gradient von größer als 500°/mm führt. Thus, a particularly advantageous solution that heating by the laser radiation on the edge of each temperature on the austenitising heated portion at a temperature gradient of greater than 500 ° / mm leads.

Mit einer derartigen Verfahrensführung lassen sich gehärtete Teilbereiche mit Randbereichen minimaler Ausdehnung erzeugen. With such a procedure, it hardened sections with border areas of minimal expansion can be generated.

Hinsichtlich der Abschreckung wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele von jeder Art der Abschreckung ausgegangen. In terms of deterrence in connection with the previous explanation of the individual embodiments have been expected from any kind of deterrence. Beispielsweise kann eine zusätzliche Kühlung des Werkstücks erfolgen. For example, additional cooling of the workpiece can be machined. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Abschrecken jedes Teil bereichs durch Selbstabschreckung erfolgt, da damit jegliche zusätzlichen Maßnahmen vermieden werden. Particularly advantageous, however, is when the quenching takes place each part range by self-quenching, since so any additional measures are avoided.

Ferner wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben zu den Dimensionen der Teilbereiche selbst gemacht. Furthermore, in conjunction with the preceding explanations concerning the individual embodiments no details have been given to the dimensions of the parts of yourself. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß jeder Teilbereich eine Flächenausdehnung aufweist, welche in jeder Richtung maximal einer fünffachen Ausdehnung der Einkopplungsfläche innerhalb des jeweiligen Teilbereichs entspricht. Thus, an advantageous exemplary embodiment, that each portion has an areal extent which corresponds at most in every direction a five-fold expansion of the input face within the respective subrange.

Noch günstiger ist es, wenn die Flächenausdehnung jedes Teil bereichs im wesentlichen maximal der zweifachen Flächenaus dehnung der Einkopplungsfläche innerhalb des Teilbereichs entspricht. More advantageously, if the surface area range is substantially a maximum of twice the Flächenaus expansion of the input face corresponds to each part within the partial range.

Hinsichtlich der Form der Teilbereiche wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung dar einzelnen Ausführungs beispiele keine näheren Angaben gemacht. As for the shape of the portions were represents individual execution in connection with the explanation so far of examples, no further details. So ist es beispiels weise im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung denkbar, Teil bereiche in Form sogenannter Härtespuren herzustellen. So it's example, within the scope of the inventive solution conceivable part of areas in the form of so-called hardening tracks produce.

Besonders günstig läßt sich die erfindungsgemäße Lösung jedoch dann realisieren, wenn zumindest ein Teil der Teil bereiche in unterschiedlichen Richtungen Flächenausdehnungen aufweist, die sich maximal um einen Faktor 3 unterscheiden. However, particularly advantageous the solution of the invention can be realized if at least a part of the partial areas having different directions in surface dimensions that differ by a maximum factor. 3

Die Ausdehnung der Teilbereiche in unterschiedlichen Rich tungen kann vorzugsweise so quantifiziert werden, daß sich jeder Teilbereich in jeder Richtung des Oberflächenbereichs bis maximal 10 mm, noch besser maximal 8 mm, ausdehnt. The extent of the partial areas in different Rich obligations can be preferably quantified in such a way that each partial area in each direction of the surface area up to 10 mm, more preferably a maximum of 8 mm expands.

Noch besser ist es, wenn sich jeder Teilbereich in jeder Richtung des Oberflächenbereichs bis maximal 5 mm, noch besser maximal 2 mm oder noch besser maximal 1 mm ausdehnt. More preferably, when each partial region in each direction of the surface area to a maximum of 5 mm, more preferably at most 2 mm, or even better more than 1 mm is expands.

Im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele wurden keine näheren Angaben zu den Ein härtetiefen gemacht. In conjunction with the preceding explanations concerning the individual embodiments no details have been given curing deep to On. Eine besonders günstige Lösung sieht vor, daß das Gefüge in jedem Teilbereich eine Einhärtetiefe aufweist, die in der Größenordnung der maximalen Ausdehnung des Teilbereichs in einer der Richtungen der Flächenaus dehnung liegt. A particularly advantageous solution provides that the microstructure has a hardness penetration depth in each partial region which is strain in one of the directions of the Flächenaus in the order of the maximum extension of the partial area.

Besonders günstig ist es, wenn die Einhärtetiefe höchstens der maximalen Ausdehnung des jeweiligen Teilbereichs in einer der Richtungen der Flächenausdehnung entspricht. , when the hardening depth at most to the maximum extension of each portion corresponds to one of the directions of the surface area is particularly favorable.

Besonders günstig ist es, wenn die Einhärtetiefe maximal 50% der maximalen Ausdehnung des Teilbereichs in einer der Rich tungen der Flächenausdehnung entspricht. , when the depth of hardening obligations maximum of 50% of the maximum expansion of the portion in one of the rich corresponds to the surface area is particularly favorable.

Hinsichtlich der Anordnung der Teilbereiche relativ zuein ander wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht. As for the arrangement of the portions relative zuein other in connection with the previous explanation of the individual exemplary embodiments, no further details were provided. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß unmittel bar nebeneinanderliegende Teilbereiche einen Abstand vonein ander aufweisen, und somit der Oberflächenbereich lokal gehärtete Bereiche aufweist, die sich mit nicht gehärteten Bereichen abwechseln. So, an advantageous solution that immediacy bar adjacent portions vonein have a spacing on the other, and thus the surface region having locally hardened regions alternating with non-hardened areas.

Beispielsweise ist es denkbar, daß der Abstand der unmittel bar nebeneinanderliegenden Teilbereiche mindestens ein Zehntel der Ausdehnung der Teilbereiche in Abstandsrichtung entspricht. For example, it is conceivable that the distance of the immediacy bar adjacent portions corresponds to at least a tenth of the extent of the partial areas in the distance direction.

Vielfach ist es noch günstiger, wenn der Abstand der un mittelbar nebeneinanderliegenden Teilbereiche mindestens der Hälfte der Ausdehnung der Teilbereiche in Abstandsrichtung entspricht. In many cases, it is even more favorable when the distance between the un indirectly adjacent portions of at least half the extension of the partial areas in the distance direction.

All die Lösungen, bei denen die Teilbereiche einen Abstand voneinander aufweisen, sind vorteilhaft für viele Anwendungen mit flächigen Krafteinwirkungen, beispielsweise Anwendungen mit aufeinanderwirkenden tragenden Flächen einsetzbar. All the solutions in which the portions are spaced from each other, are advantageous for many applications with flat force effects, for example applications with successive acting bearing surfaces can be used.

Es besteht aber auch in vielen Fällen die Notwendigkeit, den Oberflächenbereich so zu härten, daß punktuelle oder linien förmige Einwirkungen auf diesen nicht zu Beschädigungen führen. But it is also in many cases the need to harden the surface area so that selective or lines like effects on these not cause damage.

Aus diesem Grund ist bei einer weiteren bevorzugten Aus führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß die Teilbereiche einen Abstand voneinander aufweisen, der weniger als ein Zehntel der Ausdehnung der Teilbereiche in Abstandsrichtung entspricht, da damit ein optimaler Schutz des Oberflächenbereichs gegen derartige punktuelle oder linienförmige Einwirkungen gegeben ist. For this reason, it is provided in a further preferred execution of the inventive process is that the partial regions have a spacing from one another which corresponds to less than a tenth of the extent of the partial areas in the distance direction, as thus given an optimal protection of the surface area to such punctual or linear effects is.

Besonders günstig ist der Schutz dann, wenn die unmittelbar nebeneinanderliegenden Teilbereiche überlappend angeordnet sind, so daß damit die ungehärteten Flächen oder Flächen mit geringerer Härte minimiert werden. the protection is particularly favorable when the immediately adjacent sub-areas are arranged to overlap, so that so that the unhardened areas or areas with lower hardness are minimized.

Insbesondere bei Teilbereichen mit geringem Abstand oder überlappenden Teilbereichen ist es besonders günstig, wenn in jedem der Teilbereiche ein außerhalb desselben liegender angelassener Bereich in einer radialen Richtung zu einem Mittelpunkt des Teilbereichs eine Ausdehnung von weniger als ein Fünftel der Ausdehnung des Teilbereichs in dieser Rich tung aufweist. In particular, in partial regions with a small spacing or overlapping partial areas, it is particularly favorable when having in each of the sections a outside thereof opposing the tempered area in a radial direction toward a center of the partial area an area of ​​less than one fifth of the extent of the subarea in this Rich tung ,

Noch besser ist es, wenn die Ausdehnung des angelassenen Bereichs weniger als ein Zehntel des Teilbereichs in dieser Richtung beträgt. It is even better if the extension of the annealed region is less than one tenth of the portion in this direction.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß der angelassene Bereich stets eine geringere Härte aufweist, so daß durch Reduzierung der Ausdehnung des angelassenen Bereichs gleichzeitig auch eine Reduzierung der Flächen des Oberflächenbereichs mit geringerer Härte erfolgt. This solution has the advantage that the annealed area always has a lower hardness, so that takes place by reducing the extension of the annealed region at the same time a reduction of the surfaces of the surface area of ​​lower hardness.

Quantitativ hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn der außerhalb des Teilbereichs liegende angelassene Bereich in der radialen Richtung zu einem Mittelpunkt des Teil bereichs eine Ausdehnung von weniger als 20 µm, noch besser eine Ausdehnung von weniger als 10 µm aufweist. Quantitatively, it has proved to be particularly favorable if the lying outside of the partial region annealed area in the radial direction to a center of the partial region has an extent of less than 20 microns, more preferably a stretch of less than 10 microns.

Insbesondere um Oberflächenbereiche zu schaffen, die optimal gegen punkt- oder linienförmige Einwirkungen geschützt sind, hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Teilbereiche so dicht nebeneinander liegen, daß die Härte des Gefüges zwischen den Teilbereichen um maximal 50% gegenüber der Härte des Gefüges innerhalb der Teilbereiche abfällt. In particular, in order to create surface areas, which are protected against punctiform or linear effects, it has proven advantageous if the partial areas are so close to each other that the hardness of the structure between the subregions by a maximum of 50% compared to the hardness of the microstructure within the subregions drops.

Noch besser ist es, wenn die Teilbereiche so dicht neben einander liegen, daß die Härte des Gefüges zwischen den Teil bereichen um maximal 20% gegenüber der Härte des Gefüges innerhalb der Teilbereiche abfällt. It is even better if the portions are so close to each other that the hardness of the structure between the partial areas drops by a maximum of 20% compared to the hardness of the microstructure within the partial areas is.

Eine besonders zweckmäßige Verfahrensführung sieht vor, daß die Teilbereiche sich zu einem Oberflächenbereich mit näherungsweise im Mittel eine gleichmäßige Härte aufweisendem Gefüge ergänzen. A particularly useful process management provides that the portions add up to a surface area of ​​approximately on average, a uniform hardness aufweisendem structure. Diese Lösung ist insbesondere dann vorteil haft, wenn das erfindungsgemäße Härteverfahren bei all den konstruktiven Teilen eingesetzt werden soll, bei denen der Oberflächenbereich konventionell, das heißt ohne Laserbear beitung, gehärtet wird und die Konstruktion darauf ausgelegt ist, einen Oberflächenbereich mit im wesentlichen konstanter Härte zu erreichen. This solution is particularly advantageous when hardening method according to the invention to be used in all the structural parts where conventionally, the surface area, that is, without laser Bear processing, is cured and the construction is designed to have a surface area of ​​substantially constant hardness to to reach.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Dar stellung einiger Ausführungsbeispiele. Other features and advantages of the invention are the subject of the following description and the appended drawings Dar position several embodiments.

In der Zeichnung zeigen: In the drawing:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Aus führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ver fahrens; Figure 1 is a schematic representation of a first example of the invention From guide Ver proceedings.

Fig. 2 eine Darstellung aufeinanderfolgender Laserpulse über einer Zeitachse; Figure 2 is a representation of successive laser pulses on a time axis.

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Werkstück in Richtung des Pfeils A in Fig. 1; Figure 3 is a plan view of the workpiece in the direction of arrow A in Fig. 1.

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Härteverlaufs in einer Querrichtung eines Teilbereichs; Figure 4 is a schematic representation of a hardness curve in a transverse direction of a subregion.

Fig. 5 einen senkrecht zum Oberflächenbereich verlaufen den Schnitt durch das Gefüge im Bereich eines gehärteten Teilbereichs; Figure 5 is a perpendicular to the surface region extend the section through the structure in the area of a hardened portion.

Fig. 6 eine Darstellung des Härteverlaufs ähnlich Fig. 4 bei einem zweiten Ausführungsbeispiel; Fig. 6 is a representation of the hardness curve similar to Figure 4 in a second embodiment.

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines senkrecht zum Oberflächenbereich verlaufenden Schnitts ähnlich Fig. 5 beim zweiten Ausführungsbeispiel; Fig. 7 is a schematic representation of a perpendicular to the surface area-section similar to Figure 5 in the second embodiment.

Fig. 8 eine Draufsicht ähnlich Fig. 3 auf die nebenein anderliegenden Teilflächenbereiche des zweiten Ausführungsbeispiels; ., Similar to Figure 8 a plan view of Fig 3 to the other lying alongside one partial surface areas of the second embodiment.

Fig. 9 eine Darstellung ähnlich Fig. 8 auf ein viertes Ausführungsbeispiel; Fig. 9 is a view similar to Figure 8 of a fourth embodiment.

Fig. 10 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 1 des Verfahrens gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel; FIG. 10 is a schematic representation similar to Figure 1 of the method according to the fourth embodiment.

Fig. 11 eine Darstellung des Härteverlaufs ähnlich Fig. 4 bei einem vierten Ausführungsbeispiel; FIG. 11 is a representation of the hardness curve similar to Figure 4 in a fourth embodiment.

Fig. 12 eine Darstellung ähnlich Fig. 3 der Lage der Teilbereiche beim vierten Ausführungsbeispiel; Fig. 12 is a view similar to Figure 3 the position of the portions in the fourth embodiment.

Fig. 13 eine Darstellung der Lage der Teilbereiche ähnlich Fig. 12 bei einem fünften Ausführungs beispiel und For example Fig. 13 is a representation of the position of the partial areas similar to Fig. 12 in a fifth execution, and

Fig. 14 eine Darstellung der Lage der Teilbereiche ähn lich Fig. 3 bei einem sechsten Ausführungs beispiel. For example Fig. 14 is a representation of the position of the partial areas similarity Lich Fig. 3 in a sixth execution.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Werkstück 10 um eine Achse 12 , beispiels weise eine Spindelachse einer Drehmaschine gedreht, um eine Relativbewegung zwischen einem Oberflächenbereich 20 des Werkstücks 10 und einem Laserstrahl 30 zu erhalten, welcher auf den Oberflächenbereich 20 auftrifft. In a first embodiment of a method according to the invention, a workpiece 10 about an axis 12, example, a spindle axis of a lathe is rotated to obtain a relative movement between a surface portion 20 of the workpiece 10 and a laser beam 30 which impinges on the surface area of the twentieth

Der Laserstrahl 30 ist dabei auf den Oberflächenbereich 20 fokussiert, so daß beim Auftreffen desselben auf dem Ober flächenbereich 20 eine Wechselwirkung zwischen dem Laser strahl 30 und dem Oberflächenbereich 20 innerhalb eines Fokusbereichs 32 erfolgt, in welchem das Material des Werk stücks 10 unmittelbar durch Wechselwirkung mit dem Laser strahl 30 aufgeheizt wird. The laser beam 30 is focused on the surface area 20 so that upon impact thereof on the upper surface portion 20 is an interaction between the laser beam takes place within a focus range 32 30, and the surface region 20, in which the material of the workpiece 10 directly through interaction with the laser beam is heated 30th

Ferner ist der Laserstrahl 30 , wie in Fig. 2 dargestellt, ein gepulster Laserstrahl, bei welchem einzelne Laserpulse P sich in einem zeitlichen Pulsabstand PA wiederholen und dabei eine Pulsdauer PD aufweisen, während welcher in dem Fokusbereich 32 eine unmittelbare Wechselwirkung zwischen dem Laserstrahl 30 und dem Material des Werkstücks 10 erfolgt. Further, the laser beam 30, as shown in Fig. 2, a pulsed laser beam, in which individual laser pulses P are repeated in a temporal pulse spacing PA, while having a pulse duration PD, during which in the focal area 32 is a direct interaction between the laser beam 30 and occurs the material of the workpiece 10 degrees.

Wird nun, wie in Fig. 1 und 3 dargestellt, das Werkstück 20 in einer Drehrichtung 14 um die Achse 12 gedreht, so führt das Pulsen des Laserstrahls 30 dazu, daß über eine dem Fokus bereich 32 ungefähr entsprechende Einkopplungsfläche 34 innerhalb eines Teilbereichs 22 des Oberflächenbereichs 20 aufgrund unmittelbarer Wechselwirkung mit dem Laserstrahl 30 ein Aufheizen des Gefüges des Werkstücks 10 auftritt, wobei innerhalb des Teilbereichs 22 , beispielsweise des Teil bereichs 221 , ein Überschreiten der Austenitisierungstempera tur auftritt und somit durch nachfolgendes Abschrecken ein gehärteter Bereich entsteht. Pulsing the laser beam 30, will now, as shown in Fig. 1 and 3, rotating the workpiece 20 in a rotational direction 14 about the axis 12, so resulting in a focus region 32 approximately corresponding coupling surface 34 of the inside of a portion 22 surface area 20 due to the direct interaction with the laser beam 30, a heating of the microstructure of the workpiece 10 occurs, which occurs within the portion 22, for example of the part region 221, exceeding the Austenitisierungstempera structure and thus a hardened region is formed by subsequent quenching.

Wie in Fig. 3, 4 und 5 dargestellt, weist jeder Teilbereich, beispielsweise der Teilbereich 22 1 eine Ausdehnung AL in der Drehrichtung 14 und eine Ausdehnung AQ in einer quer zur Drehrichtung 14 verlaufenden Querrichtung 16 auf, die größer sind als der Fokusbereich 32 und die diesem entsprechende Einkopplungsfläche 34 . 4 and 5. As shown in FIG. 3, each partial area, for example the portion 22 1 a stretch AL in the direction of rotation 14 and an expansion AQ in a direction transverse to the rotational direction 14 transverse direction 16, which are larger than the focus region 32 and the corresponding coupling-in this 34th Dies liegt daran, daß zwar innerhalb der Einkopplungsfläche 34 eine unmittelbare Wechselwirkung zwischen dem Gefüge des Werkstücks 10 und dem Laserstrahl 30 erfolgt, diese unmittelbare Wechselwirkung aber durch Wärme leitung zu einer Aufheizung des umgebenden Gefüges führt, so daß auch das die Einkopplungsfläche 34 unmittelbar umgebende Gefüge über die Austenitisierungstemperatur aufgeheizt wird und somit durch nachfolgendes Abschrecken gehärtet wird. This is because that occurs but within the coupling surface 34 is a direct interaction between the structure of the workpiece 10 and the laser beam 30, but this direct interaction line by heat leads to a heating of the surrounding structure, so that the the coupling surface 34 immediately surrounding structure is heated above the austenitizing and thus is cured by subsequent quenching.

Beispielsweise erfolgt, wie in Fig. 4 dargestellt, aufgrund der Aufheizung des Gefüges durch direkte Wechselwirkung mit dem Laserstrahl 30 im Bereich der dem Fokusbereich 32 ent sprechenden Einkopplungsfläche 34 eine Wärmeleitung in der Querrichtung 16 , so daß der letztlich über Austenitisierungs temperatur aufgeheizte und anschließend wieder abgekühlte Teilbereich 22 eine Ausdehnung AQ aufweist, welche beispiels weise das doppelte der Ausdehnung der Einkopplungsfläche 34 in der Querrichtung 16 beträgt. For example, carried out as shown in Fig. 4, due to the heating of the fabric by direct interaction with the laser beam 30 in the area of the focal region 32 ent speaking coupling surface 34 has a heat conduction in the transverse direction 16, so that the ultimate temperature for austenitising heated and then back cooled portion 22 has an extension AQ, which embodiment example double the expansion of the input face 34 in the transverse direction is 16.

Darüber hinaus erfolgt auch eine Wärmeleitung in das Werk stück 10 hinein, so daß ein sich an den Teilbereich 22 anschließendes und sich in das Werkstück 10 hineinerstrecken des Härtevolumen 24 entsteht, welches beispielsweise von dem Oberflächenbereich 20 ausgehend eine Ausdehnung AT in die Tiefe des Werkstücks hinein aufweist, welche im Bereich von ungefähr 30% bis ungefähr 100% der Ausdehnung der Ein kopplungsfläche 34 in der Querrichtung 16 liegt. In addition, also a heat conduction in the workpiece 10 into it, so that an adjoining to the portion 22 and extend into the workpiece 10 of hardness volume 24 arises which, for example, from the surface area 20 starting an expansion AT in the depth of the workpiece in having what is in the range from about 30% to about 100% of the extension of a coupling surface 34 in the transverse direction sixteenth

Erfolgt keine Drehung des Werkstücks 10 um die Achse 12 , so beträgt die Ausdehnung AL des Teilbereichs 22 in Drehrichtung 14 ebenfalls ungefähr 30% bis ungefähr 100% der Ausdehnung der Einkopplungsfläche 34 in der Drehrichtung 14 . If no rotation of the workpiece 10 about the axis 12, the extension AL of the portion 22 in the direction of rotation 14 is also about 30% to about 100% of the extent of the input face 34 in the direction of rotation fourteenth

Dreht sich das Werkstück 10 um die Achse 12 in Drehrichtung 14 , so ist eine Ausdehnung AL der jeweiligen Teilbereiche 22 , beispielsweise des Teilbereichs 22 1 , einerseits dadurch bedingt, daß sich das Werkstück 10 relativ zum Laserstrahl 30 in der Drehrichtung 14 bewegt und somit der Fokusbereich 32 auf dem Oberflächenbereich 20 wandert. The workpiece 10 rotates about the axis 12 in the direction of rotation 14, as is an extension AL of the respective portions 22, for example of the portion 22 1, on the one hand due to the fact that the workpiece 10 moves relative to the laser beam 30 in the direction of rotation 14, and thus the focus region 32 migrates to the surface area of the twentieth Darüber hinaus ist noch die Wärmeleitung zu berücksichtigen, woraus eine Aus dehnung AL resultiert, welche beispielsweise einem Vielfachen der Ausdehnung des Fokusbereichs 32 in der Drehrichtung 14 entsprechen kann. Moreover, even taking into account the heat conduction, resulting in a strain AL From the result, which may for example correspond to a multiple of the extent of the focus region 32 in the direction of rotation fourteenth

Dabei ist allerdings zu beachten, daß bei fortlaufender Drehung durch eine bestimmte Einkopplungsfläche 34 des jewei ligen Teilbereichs 22 über eine Aufheizdauer im Bereich von ungefähr 0,01 Sek bis ungefähr 2 Sek Energie zum Härten ein gekoppelt werden muß, um mit der erfindungsgemäßen Qualität zu Härten. However, it should be noted that during continuous rotation, a must be coupled by a particular coupling surface 34 of the jewei time portion 22 via a heating time in the range of about 0.01 sec to about 2 sec energy for curing to the inventive quality hardening ,

Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß der Fokusbereich 32 während der Aufheizdauer deckungsgleich zur Einkopplungs fläche 34 stehen bleibt, oder dadurch, daß der Fokusbereich 32 über die Einkopplungsfläche 34 langsam hinweg wandert, so daß die Aufheizdauer ebenfalls erreicht wird. This can either be effected in that the focus area 32 stops during its heating up to the congruent surface Einkopplungs 34, or characterized in that the focus area 32 moves across the input face 34 away slowly so that the heat-up time is also achieved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entsteht ferner am Rand des Härtevolumens 24 und somit am Rand des jeweiligen Teil bereichs 22 ein Randbereich 26 , in welchem ein Temperatur gradient zum umgebenden Gefüge eintritt, der größer als 500°/mm ist. In the inventive method further 22 an edge portion 26 in which a temperature gradient with the surrounding structure occurs, which is greater than 500 ° / mm is formed at the edge of hardness volume 24 and thus at the edge of the respective portion. Beispielsweise erstreckt sich der Randbereich 26 jeweils quer zu einer Randfläche 28 des Härtevolumens 24 über eine Distanz RB, welche ungefähr 1 bis 10% der Ausdehnung des Härtevolumens 24 in der jeweiligen Richtung beträgt. For example, the edge portion 26 extends in each case transversely to a boundary surface 28 of hardness volume 24 over a distance RB, which is about 1 to 10% of the expansion of the volume of hardness 24 in the respective direction.

In diesem Randbereich 26 fällt die Härte näherungsweise linear ab. In this border area 26, the hardness decreases approximately linearly.

Besondere Vorteile ergeben sich bei dem ersten Ausführungs beispiel dann, wenn die Flächenausdehnung des Fokusbereichs 32 minimiert wird, beispielsweise auf eine Ausdehnung AQ, AL von weniger als ungefähr 1 mm. Particular advantages are obtained in the first execution then, for example, when the surface area of the focus area 32 is minimized, for example on an expansion AQ, AL of less than about 1 mm. Besonders vorteilhafte Ergeb nisse lassen sich dann erreichen, wenn die Ausdehnungen AQ, AL noch kleiner werden, beispielsweise in den Bereich von kleiner 100 µm kommen. Particularly advantageous profits or losses can then be achieved if the expansion AQ, AL are even smaller, are examples of the range of less than 100 microns.

Insbesondere bei Minimierung des Fokusbereichs 32 auf derart geringe Dimensionen lassen sich in den Randbereich 26 die gewünschten hohen Temperaturgradienten von größer als 500°/mm erreichen. In particular, while minimizing the focus area 32 on such small dimensions, the desired high temperature gradients greater than 500 ° / mm can be achieved in the edge region of the 26th

Üblicherweise beträgt die Laserleistung bei dem ersten Aus führungsbeispiel mehr als 10 4 W/cm 2 und kann beispielsweise reichen bis zu Werten von 10 6 W/cm 2 . Typically, the laser power in the first operation example is from more than 10 4 W / cm 2 and can range, for example up to values of 10 6 W / cm 2.

Die Abschreckung des jeweils über die Austenitisierungstempe ratur aufgeheizten Gefüges innerhalb des Härtevolumens und die damit verbundene Bildung von Martensit erfolgt vorzugs weise durch Selbstabschreckung, das heißt durch Wärmeentzug durch das das Härtevolumen 24 umgebende Gefüge des Werkstücks 10 . The quenching of the temperature respectively via the Austenitisierungstempe heated structure within the hardness volume and the associated formation of martensite takes place preference, by self-quenching, that is by heat extraction by the hardness volume 24 surrounding structure of the workpiece 10th Die Selbstabschreckung ist insoweit vorteilhaft, als damit die Notwendigkeit entfällt, zusätzliche Maßnahmen zur Abschreckung des Gefüges zu treffen. The self-quenching is advantageous, as thus eliminating the need to take additional measures to deter the structure.

Durch die im Pulsabstand PA aufeinander folgenden Pulse P des Laserstrahls 30 lassen sich, wie in Fig. 3 dargestellt, durch einfache Rotation des Werkstücks 10 um die Achse 12 entgegen gesetzt zur Drehrichtung 14 aufeinanderfolgende Teilbereiche 221 , 222 , 223 aufheizen, wobei diese Teilbereiche Abstände AB voneinander aufweisen, die durch die Geschwindigkeit bedingt sind, mit welcher sich der Oberflächenbereich 20 relativ zum Laserstrahl 30 bewegt und durch den Pulsabstand PA. By the pulse interval PA successive pulses P of the laser beam 30 consecutive to the rotational direction 14, portions 221, 222, 223 can be, as shown in Fig. 3, set about the axis 12 against by simple rotation of the workpiece 10 to heat up, said partial areas distances AB from one another, which are conditioned by the speed at which the surface area 20 moves relative to the laser beam 30 and by the pulse interval PA.

Die Abstände AB können beispielsweise ein Vielfaches der Aus dehnung der Teilbereiche 22 betragen, sie können jedoch aber auch in der Größenordnung von Bruchteilen der Teilbereiche 22 liegen, beispielsweise in der Größenordnung der Distanz RB, über welche sich der Randbereich 26 erstreckt. The distances AB, for example, a multiple of from expansion of the partial ranges are from 22, but they may be 22 in the order of fractions of the partial areas, for example in the order of magnitude of the distance RB over which the edge region extends 26th

Abstände AB in der Größenordnung von einem Vielfachen der Ausdehnung der Teilbereiche 22 in Richtung des Abstands AB werden beispielsweise dann eingesetzt, wenn eine geringe Flächenbelastung des Oberflächenbereichs 20 vorgesehen ist, so daß in einem weitmaschigen Raster angeordnete gehärtete Inseln in Form der Teilbereiche 22 ausreichend sind, um der Oberflächenbelastung Stand zu halten. Distances AB in the order of a multiple of the extent of the subregions 22 in the direction of the distance AB are for example used when a low surface load of the surface area 20 is provided so that in a wide-meshed grid arranged hardened islands in the form of the partial regions 22 are sufficient to the surface load to withstand.

Ist jedoch die Oberflächenbelastung groß, so werden die Teil bereiche 22 möglichst dicht nebeneinander gesetzt. However, the surface stress large, the part to be as close as possible areas 22 set side by side.

Wie beispielsweise in Fig. 6 und 7 dargestellt, werden die Teilbereiche 22 derart dicht nebeneinander gesetzt, daß der Abstand AB, beispielsweise in der Querrichtung 16 so klein ist, daß sich die Randbereiche 26 um die einzelnen Teil bereiche 24 miteinander überlappen, so daß beispielsweise der Abstand AB in der Größenordnung der Ausdehnung der Rand bereiche 26 liegt. For example, as shown in Fig. 6 and 7, the portions 22 are set so close together that the distance AB, for example in the transverse direction 16 is so small that the edge portions 26 around the individual areas 24 overlap one another so that, for example, the distance AB in the order of magnitude of the extension of the edge portions is 26th

Da jedoch die Randbereiche 26 insbesondere aufgrund der Mini mierung der Ausdehnung des Fokusbereichs 32 ungefähr 1 bis 10% der Ausdehnung der Teilbereiche 22 in der jeweiligen Richtung betragen, lassen sich die Teilbereiche 22 problemlos mit Abständen AB, beispielsweise in der Querrichtung 16 anordnen, die in der Größenordnung zwischen ungefähr 2 und ungefähr 20% der Ausdehnung der Teilbereiche 22 in der jewei ligen Richtung 16 liegen, das heißt, daß sich die Rand bereiche 26 berühren oder teilweise überlappen, ohne daß sich negative Einflüsse beim Härten des einen Teilbereichs auf den bereits gehärteten benachbarten Teilbereich 22 ergeben, ins besondere ergibt sich dabei kein Anlassen des benachbarten Teilbereichs 22 , das bekannterweise zu einer Verringerung der Härte des bereits gehärteten Gefüges führt. However, since the edge portions 26 in particular due to the Mini the extent of the focus region 32 minimization be about 1 to 10% of the extent of the subregions 22 in each direction can be the portions 22 easily with distances AB, arranged for example in the transverse direction 16, which in the order of between about 2 and about 20% of the extent of the subregions 22 in the jewei time direction 16 lie, that is, that the edge located portions contact 26 or partially overlap each other, without any negative influences on the curing of a portion already hardened on the adjacent portion 22 shown in particular, this results in no tempering of the adjacent portion 22 which is known, leads to a reduction of the hardness of the already hardened fabric.

Mit dieser Lösung lassen sich gehärtete Oberflächenbereiche 20 erreichen, deren Härte H jeweils zwischen den Teilbe reichen 22 Einbrüche E zeigt, die maximal bis 50%, noch besser bis zu 30%, des Mittelwertes M der Härte H innerhalb der Teilbereiche 22 betragen, so daß insgesamt im Ober flächenbereich 20 in allen Richtungen eine näherungsweise gleichmäßig gehärtete Fläche vorliegt. With this solution, cured surface areas 20 can be achieved having a hardness ranging between Teilbe 22 dips E is H, respectively, the maximum to 50%, more preferably up to 30%, of the mean value M of the hardness amount H within the part areas 22 so that total in the upper surface portion 20 in all directions approximately equally hardened area is present.

Wie in Fig. 8 dargestellt, weisen die einzelnen Teilbereiche 22 N+X-1 und 22 N+x in der Drehrichtung 14 einen Abstand auf, der ungefähr in der Größenordnung der Ausdehnung AL der Teil bereiche 22 in dieser Richtung liegt, allerdings ergibt sich jedoch aufgrund der Anordnung der Teilbereiche in Form einer hexagonalen Struktur ein Abstand AS, in Richtung schräg zur Querrichtung 16 und zur Drehrichtung 14 , der wiederum in der Größenordnung des Abstands AB in Querrichtung 16 ist, so daß unmittelbar benachbarte Teilbereiche, wie beispielsweise die Teilbereiche 22 N+Y und 22 N+X jeweils als minimalen Abstand einew Abstand in der Größenordnung von AB oder AS zwischen sich aufweisen. As shown in Fig. 8, the individual sections 22 N + X-1 and 22 N + x in the direction of rotation 14 a distance at which the order of the expansion AL of the subregions about 22 is located in this direction, but results However, due to the arrangement of the partial areas in the form of a hexagonal structure, a distance aS, in the direction oblique to the transverse direction 16 and rotational direction 14, which in turn is, in the order of magnitude of the distance AB in the transverse direction 16 so that immediately adjacent portions such as the portions 22 N + Y N + 22 and X each have between them as the minimum distance a W distance in the order of AB or aS.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wie in Fig. 9 dargestellt, zur Optimierung der Selbstabschreckung bei dem Aufheizen der Teilbereiche 22 so vorgegangen, daß unmittelbar nebeneinanderliegende Teil bereiche 22 nicht unmittelbar aufeinanderfolgend gehärtet werden. In a third embodiment of a method according to the invention, as shown in Fig. 9, the procedure 22 is to optimize the self-quenching in the heating of partial regions that immediately adjacent portions 22 are not hardened in immediate succession.

Wird beispielsweise mit einem Puls P der Teilbereich 22 1 auf geheizt, so wird nachfolgend mit dem nächsten Puls P bei spielsweise der Teilbereich 22 2 aufgeheizt, welcher einen Abstand vom Teilbereich 22 1 aufweist, der mindestens der dreifachen Ausdehnung des Teilbereichs 22 1 in einer Abstands richtung 40 entspricht, so daß die Selbstabschreckung des Teilbereichs 22 1 nicht dadurch reduziert wird, daß bereits in unmittelbarer Nähe wieder ein Teilbereich 22 aufgeheizt wird, der ebenfalls dem Gesamtgefüge des Werkstücks 10 in unmittel barer Nähe des Teilbereichs 22 1 Wärme zuführt. For example, with a pulse P of the partial region 22 1 is heated, so is heated below the next pulse P at play, the portion 22 2 which is at a distance from the portion 22 1, the at least three times the extent of the portion 22 1 at a distance direction 40 corresponds, so that the self-quenching of the partial region 22 1 is not reduced by the fact that again a portion is heated 22 is already in the immediate vicinity, which also supplies the total structure of the workpiece 10 in the direct vicinity of the portion 22 1 heat.

Um diese Aufheizung zu optimieren, ist beispielsweise vorge sehen, daß in unmittelbarer Nähe des Teilbereichs 22 1 erst nach Aufheizen von insgesamt neun anderen, entfernt vom Teil bereich 22 1 liegenden Teilbereichen 22 wieder ein Teilbereich aufgeheizt wird, beispielsweise der Teilbereich 22 10 . In order to optimize this heating is, see, for example, provided that a partial area is in the immediate vicinity of the portion 22 1 after heating of nine others, from the part area 22 1 lying portions 22 reheated, for example, the portion 22 10th

Danach erfolgt wieder ein Aufheizen von beispielsweise neun weiteren, weiter entfernt liegenden Teilbereichen 22 , bis der Teilbereich 22 20 aufgeheizt wird, der wieder unmittelbar neben dem Teilbereich 22 1 liegt. Thereafter again heating up, for example, nine other, more distant portions 22 until the portion 22 20 is heated, which is again immediately adjacent to the portion 22. 1

Schließlich erfolgt wiederum ein Aufheizen von insgesamt neun weiteren Teilbereichen 22 , bis ein Aufheizen des Teilbereichs 22 30 erfolgt. Finally, in turn, is carried out a heating of the nine other partial regions 22, to a heating of the portion 22 30 is carried out.

Damit läßt sich die Selbstabschreckung jedes der Teilbereiche 22 optimieren, da die Erwärmung des Gefüges durch Selbstab schreckung eines unmittelbar benachbarten Teilbereichs 22 bei der Selbstabschreckung des jeweiligen Teilbereichs 22 ver nachlässigt werden kann. Thus, the self-quenching of each of the subregions 22 can be optimized because the heating of the structure deterrence by Selbstab an immediately adjacent portion 22 in the self-quenching of the respective sub-region can be neglected ver 22nd

Um bei dem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens eine schnelle Bewegung des Laserstrahls 30 relativ zum Werkstück 10 zu erhalten, wäre es beispielsweise denkbar, das Werkstück 10 NC-gesteuert zu bewegen, den Laserstrahl 30 jedoch stationär stehen zu lassen. In order to obtain in the third embodiment of the method according to the invention a rapid movement of the laser beam 30 relative to the workpiece 10, it would be conceivable, for example, the workpiece 10 NC-controlled to move, to allow the laser beam 30, however, are stationary. Eine derart schnelle Bewe gung des Werkstücks 10 ist jedoch aufwendig, so daß zumindest ergänzend zur Drehung des Werkstücks 10 in Drehrichtung 14 noch zusätzlich eine Ablenkeinrichtung 50 vorgesehen ist, mit welcher sich der Laserstrahl 30 schnell in unterschiedliche Richtungen ablenken läßt, so daß damit in einfacher Weise ein sogenannten Hin- und Herspringen des Laserstrahls 30 reali sierbar ist, um zu vermeiden, daß unmittelbar benachbarte Teilbereiche 22 auch unmittelbar aufeinanderfolgend aufge heizt werden. However, such a fast BEWE supply of the workpiece 10 is complicated, so that a deflector is at least in addition to the rotation of the workpiece 10 in the direction of rotation 14 additionally provided 50 with which the laser beam 30 can deflect quickly in different directions, so that thereby in a simple Thus, a so-called jumping back and forth of the laser beam 30 is reali sierbar to avoid that immediately adjacent portions 22 are also heated directly up sequentially.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens, dargestellt in Fig. 11 und Fig. 12 werden die Teilbereiche 22 derart nahe beieinander angeordnet, daß deren Randbereiche 26 im wesentlichen vollständig überlappen, so daß sich ein gemeinsamer Randbereich 26 ausbildet, in welchem die Härte H gegenüber dem Mittelwert M der Härte H in den Teilbereichen 22 , beispielsweise den Teilbereichen 22 1 und 22 20 , reduziert ist. In a fourth embodiment of a method according to the invention, shown in Fig. 11 and Fig. 12, the partial areas are arranged close to each other in such a way 22 that the edge regions 26 substantially completely overlap, so that a common edge region forms 26, in which the hardness H versus the mean value M of the hardness H is in the partial regions 22, for example, the partial regions 22 1 and 22 20, is reduced. Die Reduzierung der Härte H beträgt jedoch im Bereich der Einbrüche E maximal 30%, noch besser maximal 20% und ist insbesondere auch wesentlich geringer als bei allen übrigen, aus dem Stand der Technik bekannten Ver fahren, aufgrund des großen Temperaturgradienten von mehr als 500°/mm, so daß, makroskopisch betrachtet, der sich aus den Teilbereichen 22 zusammensetzende Oberflächenbereich 20 im wesentlichen flächig gehärtet erscheint, da die geringen Ein brüche E der Härte im gemeinsamen Randbereich zwischen den Teilbereichen 22 im Hinblick auf die Nutzung vernachlässigbar ist. However, the reduction of the hardness H is in the range of burglaries E max 30%, more preferably at most 20% and in particular is also much lower than in all other known from the prior art Ver driving, due to the large temperature gradient of more than 500 ° mm, so that, viewed / macroscopically extending composing of the partial regions 22 surface portion 20 appears flat substantially cured, since the low A breaks e of the hardness in the shared border between the sections 22 with respect to the use is negligible.

Üblicherweise beträgt ein Abstand AB zwischen den Teilbe reichen 22 ungefähr 1/100 bis ungefähr 1/10 der Ausdehnung der Teilbereiche 22 in der jeweiligen Richtung, also bei spielsweise beträgt der Abstand AB größenordnungsmäßig 1/100 oder bis 1/10 der Ausdehnung AQ. Typically, a distance AB between the rich Teilbe 22 is about 1/100 to about 1/10 of the extent of the partial regions 22 in the respective direction, that at play, the distance AB is of the order of 1/100 to 1/10 of the expansion or AQ.

Im Falle der Anordnung der Teilbereiche 22 derart, daß sich deren Randbereiche 26 überlappen, besteht immer noch in dem Zwischenraum zwischen drei aneinandergrenzenden Teilbereichen 22 , beispielsweise den Teilbereichen 22 1 , 22 20 und 22 30 , ein nicht gehärteter ungefähr dreieckförmiger Bereich. In the case of the arrangement of the partial regions 22 such that the edge regions of overlap 26 which is still in the space between three adjacent partial regions 22, for example, the partial regions 22 1, 22 20 and 22 30, a non-hardened approximately triangular area.

Um derartige nicht gehärtete Bereiche zu vermeiden, kann man, wie bei einem fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 13 dar gestellt, die Teilbereiche 22 überlappend anordnen, so daß die ungehärteten Bereiche zwischen jeweils drei aneinander grenzenden Teilbereichen 22 vermieden werden. To such non-hardened areas to be avoided, it is possible, as in a fifth embodiment shown in FIG. 13 is detected, the part of areas 22 arranged overlapping so that the uncured regions between each three adjacent partial regions 22 are avoided. Dieses über lappende Anordnen der Teilbereiche, beispielsweise der Teil bereiche 22 1 , 22 20 und 22 30 hat lediglich den Nachteil, daß jeweils um den zuletzt gesetzten Teilbereich 22 herum noch ein angelassener Bereich entsteht. This over lappende arranging the sub-regions, such as the portions 22 1, 22 20 and 22 30 only has the disadvantage that the tempered area still arises in each case to the last set portion 22 around.

Da jedoch der Temperaturgradient 26 der Teilbereiche 22 so groß ist, beispielsweise größer als 500°/mm, ist der durch Anlassen in seiner Härte reduzierte Flächenanteil weitaus geringer wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ver fahren, so daß sich beim überlappenden Anordnen der Teil bereiche 22 eine im wesentlichen gleichmäßige Härte über die Fläche ergibt, insbesondere wenn diese makroskopisch be trachtet wird, und außerdem sind die Härteeinbrüche E in den Randbereichen 26 aufgrund des Anlassens geringer als bei den bislang bekannten Verfahren, so daß sie weit weniger ins Gewicht fallen. However, since the temperature gradient 26 of the portions 22 is large, for example greater than 500 ° / mm, the reduced by annealing in its hardness, area ratio can go much lower as in the known from the prior art Ver so that when overlapping arranging the portions 22 has a substantially uniform hardness across the surface results, especially when macroscopically be endeavors is, and also the hardness dips e in the marginal areas 26 are due to the starting of less than in the previously known methods so that they are far less fall into the weight ,

Bei einem sechsten Ausführungsbeispiel eines erfindungs gemäßen Verfahrens, dargestellt in Fig. 14 wird mit unter schiedlichen Arten von Teilbereichen gearbeitet. In a sixth embodiment of a method according to the Invention, shown in Fig. 14 is worked with difference union types of partial areas.

Die Teilbereiche 22 S stellen sogenannte Härtespuren dar, die sich über eine große Länge, die im Prinzip ein beliebiges Vielfaches der Ausdehnung der Einkopplungsfläche 34 betragen kann, über den Oberflächenbereich 20 erstrecken. The partial regions 22 S are so-called hardening tracks extending over a great length, which can be in principle any multiple of the expansion of the input face 34, over the surface area twentieth Um den großen Wärmeeintrag, der beim Herstellen der Teilbereiche 22 S durch Selbstabschreckung entsteht, ohne Nachteile tolerieren zu können, werden die Teilbereiche 22 S mit einem Abstand von einander und nacheinander erzeugt, der mindestens zwei AQ beträgt, noch besser einem Abstand, der wie im Ausführungs beispiel gemäß Fig. 14 dargestellt, mindestens ungefähr 3 AQ beträgt. In order to be able to tolerate without drawbacks the large heat input, resulting 22 S by self-quenching in the manufacture of the subregions, the subregions are generated 22 S at a distance from one another and successively, the at least two AQ, more preferably a distance as in execution example shown in FIG. 14, is at least about 3 AQ.

Darüber hinaus wird zum Härten des Oberflächenbereichs 20 zwischen den Teilbereichen 22 S in der bereits beschriebenen Weise vorgegangen, nämlich dadurch, daß das Härten des Ober flächenbereichs 20 zwischen den Teilbereichen 22 S durch Teil bereiche 22 1 , 22 10 etc. erfolgt, die in allen Richtungen eine Erstreckung haben, die maximal der dreifachen Ausdehnung der Einkoppelfläche 34 in dieser Richtung entspricht, vorzugs weise maximal der doppelten Ausdehnung der Einkoppelfläche 34 in dieser Richtung. In addition, the procedure in the manner already described for the hardening of the surface region 20 between the sections 22 S, namely in that the curing of the upper surface region 20 between the sections 22 S by portions 22 1, 22 10 is carried out, etc., in all directions have an extent which corresponds at most to three times the extent of the coupling surface 34 in this direction, preferably, a maximum of twice the extent of the coupling surface 34 in this direction.

Ferner werden die Teilbereiche 22 1 , 22 10 etc. in gleicher Weise erzeugt, wie beim dritten, vierten oder fünften Aus führungsbeispiel, so daß Anlaßeffekte beim Überlappen zwischen den Teilbereichen 22 1 und 22 10 sowie den Teil bereichen 22 1 und 22 S1 vernachlässigbar sind und somit auch im Überlappungsbereich die Härteeinbrüche geringer sind als ungefähr 20% der mittleren Härte in den jeweiligen Teil bereichen 22 . Further, the portions 22 1, 22 10, etc. are produced in the same manner as in the third, fourth or fifth For guidance, for example, so that rise effects are negligible at the overlap between the portions 22 1 and 22 10, and the sub-regions 22 1 and 22 S1 and thus also in the overlapping region, the hardness dips are less than about 20% of the average hardness in the respective partial areas 22nd

Claims (33)

1. Verfahren zum Härten eines Oberflächenbereichs eines Werkstücks, bei welchem nacheinander Teilbereiche des Oberflächenbereichs mittels eines gepulsten Laserstrahls durch Aufheizen und Abschrecken des Gefüges erzeugt werden, wobei jeder Teilbereich durch eine zusammen hängende Oberfläche eines ungefähr dieselbe Härte auf weisenden Gefüges gebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Laserstrahl auf den Teilbereich ( 22 ) so einwirkt, daß mit dem Laserstrahl ( 30 ) über eine dem Fokusbereich ( 32 ) entsprechende Kopplungsfläche ( 34 ) während einer Auf heizdauer im Bereich von ungefähr 0,01 Sek. bis ungefähr 2 Sek. Energie zum Härten des Gefüges eingekoppelt wird. 1. A process for curing a surface portion of a workpiece, will at which successively portions of the surface area created by heating and quenching of the structure by means of a pulsed laser beam, wherein each part portion is formed by a contiguous surface of approximately the same hardness oriented microstructure, characterized in that that the laser beam on the portion (22) so acts that the laser beam (30) via a focusing region (32) corresponding coupling surface (34) during an on heating time in the range of about 0.01 sec. to about 2 sec. energy is coupled to cure the fabric.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl ( 30 ) während der Aufheizdauer mit maxi mal fünf Laserpulsen über die Einkopplungsfläche ( 34 ) einwirkt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the laser beam (30) during the heating-up time with maxi by five laser pulses on the input face (34) acts.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Laserstrahl ( 30 ) während der gesamten Auf heizdauer mit einem einzigen Laserpuls über die Ein kopplungsfläche ( 34 ) einwirkt. 3. The method of claim 1 or 2, characterized in that the laser beam (30) during the entire heating time to act with a single laser pulse on a coupling surface (34).
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl ( 30 ) eine Wellenlänge im Bereich zwischen 500 und 1100 nm auf weist. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the laser beam (30) has a wavelength in the range between 500 and 1100 nm.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl ( 30 ) von einem Halbleiterlaser erzeugt wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the laser beam (30) is generated by a semiconductor laser.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nebeneinander liegende Teilbereiche ( 22 ) in einem Zeitabstand auf geheizt werden, während dessen mindestens zwei weiter entfernt liegende Teilbereiche ( 22 ) aufgeheizt werden. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that immediately adjacent portions (22) are heated at a time interval, while the at least two more distant portions (22) are heated.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß . 7. The method according to claim 6, characterized in that. zwei unmittelbar nebeneinander liegende Teilbereiche ( 22 ) in einem zeitlichen Abstand voneinander aufgeheizt werden, während dessen mindestens fünf weitere Teil bereiche ( 22 ) aufgeheizt werden. two immediately adjacent sections (22) are heated from each other at a time interval during which at least five other portions (22) are heated.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unmittelbar nebeneinander liegende Teilbereiche ( 22 ) in einem Zeitabstand aufgeheizt werden, während dessen mindestens zehn weitere Teilebereiche ( 22 ) aufge heizt werden. 8. The method according to claim 7, characterized in that two immediately adjacent sections (22) are heated in an interval during which at least ten further parts sections (22) are heated up.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Teilbereiche ( 22 ) in einem Abstand von den unmittelbar nebeneinander liegen den Teilbereichen ( 22 ) angeordnet sind, der mindestens einem fünffachen der Ausdehnung des ersten der unmittel bar nebeneinanderliegenden Teilbereiche ( 22 ) in der Abstandsrichtung ( 40 ) entspricht. 9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the further portions (22) lie at a distance from the immediately adjacent the sub-areas (22) are arranged, at least a five-fold expansion of the first of immediacy bar adjacent portions (22) corresponds to the distance direction (40).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Teilbereiche ( 22 ) von den unmittelbar nebeneinander liegenden Teilbereichen ( 22 ) einen Abstand aufweisen, der mindestens einem zehnfachen der Aus dehnung des ersten der unmittelbar nebeneinanderliegen den der Teilbereiche ( 22 ) in Abstandsrichtung ( 40 ) ent spricht. 10. The method according to claim 9, characterized in that the further portions (22) of the immediately adjacent part areas (22) have a spacing of at least a ten-fold the off expansion of the first immediately adjacent to the partial areas (22) in the distance direction (40) speaks ent.
11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheizen durch die Laserstrahlung ( 30 ) am Rand jedes über die Austeniti sierungstemperatur aufgeheizten Teilbereichs ( 22 ) zu einem Temperaturgradient von größer als 500°/mm führt. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating by the laser radiation (30) leads at the edge of each on the austenitic sierungstemperatur heated portion (22) to a temperature gradient of greater than 500 ° / mm.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen jedes Teil bereichs ( 22 ) durch Selbstabschreckung erfolgt. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cooling is carried out each subregion (22) by self-quenching.
13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilbereich ( 22 ) eine Flächenausdehnung aufweist, welche in jeder Richtung ( 14 , 16 ) maximal einer fünffachen Ausdehnung der Ein kopplungsfläche ( 34 ) innerhalb des jeweiligen Teil bereichs entspricht. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that each portion (22) has an areal extent which corresponds at most in each direction (14, 16) a five-fold expansion of a coupling area (34) within the respective subarea.
14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenausdehnung jedes Teilbereichs ( 22 ) im wesentlichen des maximalen der zweifachen Flächenausdehnung der Einkopplungsfläche innerhalb des Teilbereichs ( 22 ) entspricht. 14. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the surface area of each portion (22) substantially corresponds to the maximum of twice the surface area of the input face within the section (22).
15. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Teil bereiche ( 22 ) in unterschiedlichen Richtungen ( 14 , 16 ) Flächenausdehnungen aufweist, die sich maximal um einen Faktor 3 unterscheiden. 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the partial areas (22) in different directions (14, 16) having surface expansion, the maximum differ by a factor. 3
16. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder Teilbereich ( 22 ) in jeder Richtung des Oberflächenbereichs ( 20 ) bis maxi mal 10 mm ausdehnt. 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that each portion (22) extends in each direction of the surface region (20) to maxi times 10 mm.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder Teilbereich ( 22 ) in jeder Richtung bis maxi mal 5 mm ausdehnt. 17. The method according to claim 16, characterized in that each section (22) in either direction to maxi by 5 mm expands.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder Teilbereich in jeder Richtung bis maximal 2 mm ausdehnt. 18. The method according to claim 17, characterized in that each sub-region extends in any direction up to a maximum of 2 mm.
19. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefüge in jedem Teil bereich ( 22 ) eine Einhärtetiefe (AT) aufweist, die in der Größenordnung der maximalen Ausdehnung des Teil bereichs ( 22 ) in einer der Richtungen ( 14 , 16 ) der Flächenausdehnung liegt. 19. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the structure section in each part (22) has a hardness penetration depth (AT), the range in the order of the maximum expansion of the member (22) in one of the directions (14, 16 ) of the surface area is.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhärtetiefe (AT) höchstens der maximalen Aus dehnung des jeweiligen Teilbereichs ( 22 ) in einer der Richtungen ( 14 , 16 ) der Flächenausdehnung entspricht. 20. The method according to claim 19, characterized in that the hardening depth (AT) not exceeding the maximum strain from the respective part region (22) in one of the directions (14, 16) corresponds to the surface area.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhärtetiefe (AT) maximal 50% der maximalen Aus dehnung des Teilbereichs ( 22 ) in einer der Richtungen ( 14 , 16 ) der Flächenausdehnung entspricht. 21. The method according to claim 20, characterized in that the hardening depth (AT) corresponding to a maximum of 50% of the maximum strain from the partial area (22) in one of the directions (14, 16) of the surface area.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhärtetiefe mindestens 20% der maximalen Ausdehnung des Teilbereichs ( 22 ) in einer der Richtungen ( 14 , 16 ) entspricht. 22. The method according to any one of claims 20 to 21, characterized in that the hardening depth at least equal to 20% of the maximum expansion of the partial region (22) in one of the directions (14, 16).
23. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des Laser pulses mindestens 10 4 Watt/cm 2 entspricht. 23. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the intensity of the laser pulse is at least 10 4 watts / cm 2.
24. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des Laser pulses kleiner 10 6 Watt/cm 2 ist. 24. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the intensity of the laser pulses is less than 10 6 watts / cm 2.
25. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nebeneinander liegende Teilbereiche ( 22 ) einen Abstand voneinander aufweisen. 25. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that immediately adjacent portions (22) spaced from one another.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand unmittelbar nebeneinander liegender Teil bereiche ( 22 ) mindestens 1/10 der Ausdehnung der Teil bereiche ( 22 ) in Abstandsrichtung entspricht. 26. The method according to claim 25, characterized in that the distance between immediately adjacent portions (22) at least 1/10 of the extent of the partial regions (22) corresponds to the distance direction.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand unmittelbar nebeneinander liegender Teil bereiche ( 22 ) mindestens der Hälfte der Ausdehnung der Teilbereiche ( 22 ) in Abstandsrichtung entspricht. 27. The method according to claim 26, characterized in that the distance between immediately adjacent portions (22) at least half the extension of the partial regions (22) corresponds to the distance direction.
28. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nebeneinander liegende Teilbereiche ( 22 ) einen Abstand voneinander aufweise, der weniger als 1/10 der Ausdehnung der Teil bereiche ( 22 ) in Abstandsrichtung beträgt. 28. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that immediately adjacent portions (22) having a distance from one another which is less than 1/10 of the extent of the partial regions (22) in the distance direction.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nebeneinander liegende Teilebereiche ( 22 ) überlappend angeordnet sind. 29. The method according to any one of claims 1 to 24, characterized in that immediately adjacent parts of portions (22) are arranged overlapping.
30. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Teilbereiche ( 22 ) ein außerhalb desselben liegender angelassener Bereich in einer radialen Richtung zu einem Mittelpunkt des Teilbereichs ( 22 ) eine Ausdehnung von weniger als 1/5 der Ausdehnung des Teilbereichs ( 22 ) in dieser Rich tung aufweist. 30. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in each of the sections (22) in a radial direction outside the same lying untempered range to a center of the partial area (22) has a dimension of less than 1/5 of the extent of the portion (22) in this rich processing.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der angelassene Bereich eine Ausdehnung von weniger als 1/10 aufweist. 31. The method according to claim 30, characterized in that the annealed portion has an extension of less than 1/10.
32. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbereiche ( 22 ) so dicht nebeneinander liegen, daß die Härte (H) des Gefüges zwischen den Teilbereichen ( 22 ) um maximal 50% gegenüber der Härte (H) des Gefüges innerhalb der Teil bereiche abfällt. 32. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the partial regions (22) are so close together that the hardness (H) of the structure between the partial regions (22) by a maximum of 50% compared to the hardness (H) of the structure within the subregions drops.
33. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbereiche ( 22 ) sich zu einem Oberflächenbereich ( 20 ) mit näherungsweise im Mittel eine gleichmäßige Härte aufweisenden Gefüge ergänzen. 33. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the partial regions (22) to a surface portion (20) approximately in the middle a uniform hardness having structure supplement.
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