DE102007059229A1 - Method for producing a component with a hardened surface - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit gehärteter Oberfläche, insbesondere eines Funktionselementes für Armbanduhren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The The invention relates to a method of manufacturing a component with hardened surface, in particular one Function element for watches according to the preamble Claim 1.
Funktionselemente für Armbanduhren im Sinne der Erfindung sind u. a. das Uhrengehäuse, der zum Verschließen des Uhrengehäuses dienende Deckel oder Boden, Kronen, Drücker sowie auch Metallarmbänder oder Teile der vorgenannten Elemente.functional elements for watches within the meaning of the invention are u. a. the Watch case, for closing the watch case serving lids or bottoms, crowns, pushers as well Metal bracelets or parts of the aforementioned elements.
Speziell Gehäuse für Armbanduhren sind in verschiedensten Ausführungen bekannt. In neuerer Zeit wurde auch vorgeschlagen, derartige Gehäuse aus einem härtbaren, nicht magnetisierbaren Stahl herzustellen, um so für das Gehäuse einer Armbanduhr u. a. eine besonders harte und widerstandsfähige Oberfläche zu erhalten.specially Cases for wristwatches are in a variety of Executions known. More recently, it has also been suggested Such housing made of a curable, non-magnetizable To make steel for the case of a Wristwatch u. a. a particularly hard and resistant To get surface.
Ein
Verfahren der gattungsmäßigen Art ist Gegenstand
der älteren, aber nicht vor veröffentlichten
Bekannt
ist weiterhin ein Verfahren zum Herstellen von Filtermembranen durch
Aufbringen von metallischen Partikeln mit einer Partikelgrößer
kleiner als 50 μm auf ein poröses metallisches
Substrat, durch Vorsintern der von den Partikeln und dem metallischen
Substrat gebildeten Schichtfolge, durch Aufbringen von ultrafeinen
Keramikpartikeln mit einer Partikelgrößer kleiner
als 500 nm, durch anschließendes plastisches Verformen
der Keramikpartikel unter Anwendung von Scherkräften und
durch anschließendes Sintern zur Bildung einer Komposit-Membrane
bestehend aus einer Filterschicht und einem metallischen Substrat
(
Bekannt
ist weiterhin auch das Aufkohlen von Werkstücken aus Stahl
im Salzbad bei einer Temperatur im Bereich von 930°C (
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit welchem in besonders einfacher Weise Bauteile mit hoher Festigkeit bzw. Härte an den Oberflächen gefertigt werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.task The invention is to provide a method with which in Particularly simple way components with high strength or hardness can be made on the surfaces. to Solution to this problem is a method according to the Claim 1 is formed.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst unter Verwendung eines Sinterwerkstoffes, der in Pulver- oder Partikelform vorliegt, in einem Formgebungs- und Sinterverfahren ein Rohling aus Sintermaterial gefertigt, der in seiner Form bereits weitestgehend dem herzustellenden Bauteil oder Funktionselement, beispielsweise Gehäuse oder Gehäuseboden bzw. -deckel usw. entspricht. Im Fortgang des Verfahrens erfolgt dann eine Kohlenstoffdiffusion bei einer Temperatur über 100°C aber deutlich unter 400°C zum Einlagern von Kohlenstoffatome in das Metallgitter des Rohlings bzw. Sinterkörpers, sodass dann für den Rohling eine Oberflächenschicht mit besonders großer Härte erreicht wird, und zwar mit einer relativ großen Dicke, d. h. mit einer Dicke bis zu 1 mm.at the inventive method is first using a sintered material in powder or particulate form is present, in a molding and sintering a blank made of sintered material, which already largely in its form the component or functional element to be produced, for example Housing or caseback or lid, etc. corresponds. As the process progresses, carbon diffusion then occurs at a temperature above 100 ° C but significantly below 400 ° C for incorporation of carbon atoms into the metal lattice of the blank or sintered body, so then for the blank a surface layer with particularly large Hardness is achieved, with a relatively large Thickness, d. H. with a thickness of up to 1 mm.
Durch die bei dem Sinterprozess erzeugten Poren wird die Kohlenstoffdiffusion begünstigt, sodass dieser Verfahrensschritt in überraschender Weise bei Anwesenheit wenigstens eines Carbonats in der Salzschmelze bereits bei Temperaturen deutlich unter 400°C, beispielsweise bei Temperaturen unter 300°C wirksam durchgeführt werden kann und sich hierbei eine relativ dicke, sehr harte Oberflächenschicht bis zu 1 mm erzielen läßt.By the pores produced in the sintering process become the carbon diffusion favors, making this process step in a surprising Way in the presence of at least one carbonate in the molten salt even at temperatures well below 400 ° C, for example carried out at temperatures below 300 ° C effectively can be and this is a relatively thick, very hard surface layer can achieve up to 1 mm.
Durch die Herstellung des Rohlings im Sinterverfahren lässt sich weiterhin der Aufwand bei der mechanischen und/oder chemischen Nachbehandlung des Rohlings zur Erzielung der angestrebten Form und/oder Oberflächenstruktur wesentlich reduzieren.By the production of the blank in the sintering process can be Furthermore, the effort in the mechanical and / or chemical aftertreatment of the blank to achieve the desired shape and / or surface structure significantly reduce.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Figur.Further developments, Advantages and applications of the invention result also from the following description of exemplary embodiments and from the figure.
Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.there are all described and / or illustrated features in principle or in any combination Subject matter of the invention, regardless of its summary in the claims or their dependency. Also the content of the claims becomes part of the Description made.
Die
Erfindung wird im Folgenden im Zusammenhang mit der Figur, die in
vereinfachter schematischer Darstellung als Bauteil oder Funktionselement
das Gehäuse
Die
Herstellung des Gehäuses
Als
Sinterwerkstoff eignen sich beispielsweise auch folgende Stähle
in Pulver- oder Partikelform:
Nach dem Sinterprozess wird der hergestellte Rohling z. B. an seinen Oberflächen nachbearbeitet, und zwar durch geeignete material- oder spanabhebende Techniken, wobei bei dieser Behandlung oder in einem anschließenden Verfahrensschritt beispielsweise durch Schleifen oder dgl. und/oder chemische Verfahren die Poren des Sintermaterials an den Oberflächen freigelegt werden. Die Dichte des Sintermaterials liegt dann beispielsweise im Bereich zwischen 6,8 und 8 kg/dm3.After the sintering process, the blank produced z. B. on its surfaces, by suitable material or machining techniques, wherein in this treatment or in a subsequent process step, for example by grinding or the like. And / or chemical processes, the pores of the sintered material are exposed to the surfaces. The density of the sintered material is then in the range between 6.8 and 8 kg / dm 3, for example.
In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt einer Kohlenstoff-Diffusionsbehandlung des Rohlings an seinen gesamten Oberfläche zur Einlagerung von Kohlenstoffatomen durch Diffusion in das Metallgitter des Rohlings (Sinterkörpers). Hierfür wird der Rohling über einen Zeitraum von mehreren Tagen, beispielsweise über einen Zeitraum von bis zu 6 Tagen, in einer kohlenstoffhaltigen Atmosphäre (Schutzgasatmosphäre) bei einer Temperaturdeutlich über Umgebungstemperatur, z. B. bei einer Temperatur über 100°C, aber beispielsweise unter 300°C gehalten, und zwar in einer Salzschmelze bei Anwesenheit wenigstens eine Carbonats.In a further process step is a carbon diffusion treatment of the blank on its entire surface for storage of carbon atoms by diffusion into the metal lattice of the blank (Sintered body). For this purpose, the blank is over a period of several days, for example over a period of up to 6 days, in a carbonaceous Atmosphere (inert gas atmosphere) at a temperature clearly above Ambient temperature, eg. At a temperature above 100 ° C, but kept below 300 ° C, for example, in one Molten salt in the presence of at least one carbonate.
Mit diesem Verfahren wird dann eine hohe Oberflächenhärte bis zu 1.800 HV, 0,05 oder ca. 80 HRC erreicht, und zwar bis zu einer relativ hohen Materialtiefe, beispielsweise bis zu einer Materialtiefe von etwa 1 mm. Nach der Kohlenstoffdiffusion erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt ein Imprägnieren des Rohlings mit einem für das Verschließen der Poren geeigneten Material, beispielsweise mit einem aushärtenden Kunststoff unter Druck.With This method then becomes a high surface hardness reaches up to 1,800 HV, 0.05 or about 80 HRC, up to a relatively high material depth, for example up to a material depth of about 1 mm. After the carbon diffusion takes place in another Process step an impregnation of the blank with a material suitable for closing the pores, for example, with a hardening plastic underneath Print.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne das dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist die Erfindung auch auf andere Bauteile anwendbar, beispielsweise für die Herstellung von Kugellagern.The The invention has been described in an embodiment described. It is understood that many changes As well as modifications are possible, without thereby the the Invention invention is abandoned. So the invention is also applicable to other components, for example for the manufacture of ball bearings.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 3940426 C1 [0006] - DE 3940426 C1 [0006]
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