DE102013205234A1 - Process for the aftertreatment of burnished bearing components - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachbehandlung von Lagerbauteilen (1) aus Stahl, die zur Ausbildung einer Brünierschicht (2) auf den Lagerbauteilen (1) einer Brünierbehandlung unterzogen werden. Die Lagerbauteile (1) werden im Bereich von Flecken (3), die während der Brünierbehandlung auf der Brünierschicht (2) entstehen, mit einem Poliermittel (5) behandelt, welches einen ersten Abrasivstoff und einen zweiten Abrasivstoff enthält, wobei der erste Abrasivstoff eine geringere Härte als die Brünierschicht (2) aufweist und der zweite Abrasivstoff eine höhere Härte als die Brünierschicht (2) aufweist.The invention relates to a method for the aftertreatment of steel bearing components (1), which are subjected to a browning treatment to form a browning layer (2) on the bearing components (1). The bearing components (1) are treated with a polishing agent (5) in the area of spots (3) that arise on the browning layer (2) during the browning treatment, which contains a first abrasive and a second abrasive, the first abrasive being less Has hardness than the burnished layer (2) and the second abrasive has a higher hardness than the burnished layer (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachbehandlung von Lagerbauteilen aus Stahl, die zur Ausbildung einer Brünierschicht auf den Lagerbauteilen einer Brünierbehandlung unterzogen werden.The invention relates to a method for the after-treatment of bearing components made of steel, which are subjected to the formation of a burnishing layer on the bearing components of a burnishing treatment.
Eine Reihe von Eigenschaften von Lagerbauteilen, wie beispielsweise das Korrosionsund/oder Verschleißverhalten, können durch geeignete Brünierverfahren, bei denen auf der Oberfläche der Lagerbauteile eine Oxidschicht ausgebildet wird, verbessert werden. Beispielsweise ist aus der
Die Brünierung der Lagerbauteile erfolgt in der Regel mit Hilfe von Bädern, d. h. Behältern, die mit Chemikalienlösungen gefüllt sind, in welche die Lagerbauteile eingetaucht werden. Bei der Brünierung reagieren die Chemikalien mit dem Material der Lagerbauteile und bilden im Bereich der Oberfläche der Lagerbauteile eine Brünierschicht aus. Allerdings haften nicht alle Reaktionsprodukte fest an der Oberfläche an, so dass sich eine Schlammschicht aus als Feststoffe ausfallenden Reaktionsprodukten am Boden des Behälters ausbildet, deren Dicke im Laufe der Zeit immer mehr zunimmt. Bei den Reaktionsprodukten kann es sich beispielsweise um Eisenoxide, Eisenhydrate oder Eisenhydroxide handeln. Wenn die Schlammschicht so dick geworden ist, dass der Brüniervorgang in einer nicht mehr vertretbaren Weise beeinträchtigt wird, ist es erforderlich, das Bad abzulassen und den Schlamm zu entfernen. Anschließend wird das Bad neu angesetzt. Das Ablassen und Wiederauffüllen des Bads bedingt eine Produktionsunterbrechung und somit zusätzliche Kosten. Um die Zusatzkosten möglichst gering zu halten und einen wirtschaftlichen Betrieb der Brünieranlage zu ermöglichen, wird versucht, das Ablassen des Bads möglichst lange hinauszuzögern. In der Regel wird mit dem Ablassen so lange gewartet, bis die Schlammschicht die in das Bad eingetauchten Lagerbauteile oder ihren Warenträger fast erreicht hat. Allerdings erhöht sich mit wachsender Dicke der Schlammschicht das Risiko, dass beim Brünieren Schlamm aufgewirbelt wird und sich dieser auf den Lagerbauteilen ablagert. Außerdem werden Brünierbäder in der Regel im Siedpunkt betrieben und durch die aktive und intensive Umwälzung kommt es selbst bei niedrigeren Schlammpegeln zu Anspülungen und Ablagerungen von Reaktionsprodukten an den Lagerbauteilen, besonders auf horizontalen Flächen, die eine Ablagerung mittels Schwerkraft erlauben. Die abgelagerten Reaktionsprodukte verbinden sich fest mit der Oberfläche der Lagerbauteile und verursachen mattschwarze bis graue Flecken, in deren Bereich die Oberfläche der Lagerbauteile rau und stumpf ist. Infolge der nicht präzise vorhersagbaren Strömungsverhältnisse im Bad ist eine sichere Prognose der Fleckenbildung nicht möglich.The burnishing of the bearing components is usually done with the help of baths, d. H. Containers filled with chemical solutions into which the bearing components are immersed. During the blackening, the chemicals react with the material of the bearing components and form a burnishing layer in the area of the surface of the bearing components. However, not all reaction products firmly adhere to the surface, forming a slurry layer of reaction product precipitated as solids at the bottom of the container, the thickness of which increases more and more over time. The reaction products may be, for example, iron oxides, iron hydrates or iron hydroxides. If the mud layer has become so thick that the burnishing process is adversely affected in an unacceptable manner, it is necessary to drain the bath and remove the mud. Then the bathroom is recalculated. The draining and refilling of the bathroom requires a production interruption and thus additional costs. In order to keep the additional costs as low as possible and to allow economical operation of the burnishing system, an attempt is made to delay the drainage of the bath as long as possible. In general, the release is waited until the sludge layer has almost reached the immersed in the bath bearing components or their goods carrier. However, as the thickness of the sludge layer increases, there is a risk that sludge is swirled up during burnishing and deposits on the bearing components. In addition, burnishing baths are usually operated at the boiling point, and the active and intensive circulation even at lower sludge levels results in scouring and deposition of reaction products on the bearing components, especially on horizontal surfaces, which allow gravitational deposition. The deposited reaction products bond firmly to the surface of the bearing components and cause dull black to gray spots in which the surface of the bearing components is rough and dull. Due to the not precisely predictable flow conditions in the bath, a reliable prognosis of staining is not possible.
Die Flecken lassen sich nachträglich nicht mit einem öligen Lappen oder mit Lösemitteln abreiben. Eine chemische Entfernung der Flecken scheidet ebenfalls aus, da die Flecken und die Brünierung ein sehr ähnliches chemisches Verhalten aufweisen. Somit würde eine chemische Fleckenentfernung, z. B. mit Säure, die Brünierung gleichermaßen entfernen oder zumindest beschädigen. Eine mechanische Entfernung mit Metallpolitur hätte zur Folge, dass die Brünierung an den Rändern der Flecken schneller als die Flecken selbst wegpoliert würde. Die Anwendung von abrasivpartikelhaltigen Pasten birgt das Risiko, dass es zu einer nicht vertretbaren Schädigung der Brünierung kommen kann und Abrasivpartikel in das Lager verschleppt werden, das aus dem Lagerbauteil hergestellt wird. Dies kann zu einem vorzeitigen Ausfall des Lagers führen.The stains can not subsequently be rubbed off with an oily cloth or with solvents. A chemical removal of stains is also eliminated because the stains and the browning have a very similar chemical behavior. Thus, a chemical stain removal, e.g. B. with acid, remove the browning equally or at least damage. A mechanical removal with metal polish would result in the burnishing at the edges of the stains being polished faster than the stains themselves. The use of abrasive particle-containing pastes involves the risk that unacceptable damage to the blackening may occur and that abrasive particles are being carried to the warehouse made from the bearing component. This can lead to premature failure of the bearing.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, beim Brünieren entstehende Flecken ohne Beschädigung der Brünierschicht und des Lagerbauteils mit vertretbarem Aufwand zu entfernen.The object of the invention is therefore to remove any browning resulting stains without damaging the burnishing layer and the bearing component with reasonable effort.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der nebengeordneten Ansprüche gelöst.This object is achieved by the feature combinations of the independent claims.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Nachbehandlung von Lagerbauteilen aus Stahl, die zur Ausbildung einer Brünierschicht auf den Lagerbauteilen einer Brünierbehandlung unterzogen werden, werden die Lagerbauteile im Bereich von Flecken, die während der Brünierbehandlung auf der Brünierschicht entstehen, mit einem Poliermittel behandelt. Das Poliermittel enthält einen ersten Abrasivstoff und einen zweiten Abrasivstoff, wobei der erste Abrasivstoff eine geringere Härte als die Brünierschicht aufweist und der zweite Abrasivstoff eine höhere Härte als die Brünierschicht aufweist. In the method according to the invention for the after-treatment of bearing components made of steel, which are subjected to a burnishing treatment to form a burnishing layer on the bearing components, the bearing components are treated with a polishing agent in the area of spots which arise on the burnishing layer during the burnishing treatment. The polishing agent contains a first abrasive and a second abrasive, wherein the first abrasive has a lower hardness than the burnishing layer and the second abrasive has a higher hardness than the burnishing layer.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass mit vergleichsweise geringem Aufwand durch das Brünieren der Lagerbauteile entstandene Flecken zuverlässig und ohne Schädigung der Brünierschicht sowie ohne Nachteil für das Lager entfernt werden können. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass die Brünierschicht unter den Flecken in der Regel ordnungsgemäß ausgebildet ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Flecken in der Anfangsphase der Brünierbehandlung nicht als geschlossene Schichten ausgebildet sind und auch im weiteren Verlauf nicht mediendicht sind. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung für die Nachbehandlung großer Lagerringe, z. B. mit einem Außendurchmesser von bis zu 2 m, da große Lagerringe einen erheblichen finanziellen Wert darstellen und eine Aussortierung als Ausschuss hohe finanzielle Schäden zur Folge hätte. The invention has the advantage that with relatively little effort by bleaching the bearing components resulting stains can be removed reliably and without damage to the burnishing layer and without detriment to the camp. It has been found that the burnishing layer is usually properly formed under the stains. This is due to, that the stains in the initial phase of the burnishing treatment are not formed as closed layers and are also not media-tight in the further course. Particularly advantageous is the invention for the treatment of large bearing rings, z. B. with an outer diameter of up to 2 m, as large bearing rings represent a significant financial value and a rejection as a committee high financial damage would result.
Der erste Abrasivstoff und/oder der zweite Abrasivstoff können aus einem körnigen Material bestehen. Insbesondere können der erste Abrasivstoff erste Abrasivpartikel einer ersten Partikelgröße und der zweite Abrasivstoff zweite Abrasivpartikel einer zweiten Partikelgröße aufweisen, wobei die erste Partikelgröße größer ist als die zweite Partikelgröße.The first abrasive and / or the second abrasive may consist of a granular material. In particular, the first abrasive material can have first abrasive particles of a first particle size and the second abrasive material can have second abrasive particles of a second particle size, wherein the first particle size is greater than the second particle size.
Die erste Partikelgröße kann größer als die Schichtdicke der Brünierschicht und/oder die zweite Partikelgröße kleiner als die Schichtdicke der Brünierschicht sein.The first particle size may be greater than the layer thickness of the burnishing layer and / or the second particle size may be smaller than the layer thickness of the burnishing layer.
Der erste Abrasivstoff kann mit einem größeren Volumenanteil im Poliermittel enthalten sein als der zweite Abrasivstoff. Insbesondere können der Volumenanteil des ersten Abrasivstoffs zum Volumenanteil des zweiten Abrasivstoffs im Verhältnis 3:1 bis 10:1 zueinander stehen.The first abrasive may be contained in the polishing agent with a larger volume fraction than the second abrasive. In particular, the volume fraction of the first abrasive to the volume fraction of the second abrasive can be in the ratio of 3: 1 to 10: 1 to each other.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Nachbehandlung von Lagerbauteilen aus Stahl, die zur Ausbildung einer Brünierschicht auf den Lagerbauteilen einer Brünierbehandlung unterzogen werden. Die Lagerbauteile werden im Bereich von Flecken, die während der Brünierbehandlung auf der Brünierschicht entstehen, mit einem Poliermittel behandelt werden, welches Poliertonerde und Polierkreide enthält. The invention further relates to a method for the after-treatment of bearing components made of steel, which are subjected to the formation of a burnishing layer on the bearing components of a burnishing treatment. The bearing components are treated with a polishing agent which contains polishing earth and polishing chalk in the area of stains which arise during the burnishing treatment on the burnishing layer.
Das Poliermittel kann weiterhin Seife und/oder aliphatische Kohlenwasserstoffe und/oder nichtionische Tenside enthalten. Die Poliertonerde kann Aluminiumsilikat aufweisen. Insbesondere kann das Poliermittel alkalisch sein.The polish may further contain soap and / or aliphatic hydrocarbons and / or nonionic surfactants. The polishing earth may comprise aluminum silicate. In particular, the polishing agent may be alkaline.
Das Poliermittel kann auf die Lagerbauteile oder auf ein erstes Gewebe appliziert werden und das erste Gewebe im Bereich der Flecken berührend über die Lagerbauteile geführt werden. Das erste Gewebe hält das Poliermittel ortsfest, so dass über eine Bewegung des ersten Gewebes eine Relativbewegung zwischen dem Poliermittel und den Flecken erzeugt werden kann. Dabei kann das erste Gewebe mit einem vorgegebenen Anpressdruck gegen die Lagerbauteile gepresst werden. Der Anpressdruck kann mit dem ersten Gewebe sehr gleichmäßig verteilt werden. Ein weiterer Vorteil der Verwendung des ersten Gewebes besteht darin, dass abpolierte Rückstände von der Gewebestruktur aufgenommen werden und dadurch ein lokaler Anstieg des Anpressdrucks verhindert werden kann. The polishing agent can be applied to the bearing components or to a first tissue and the first tissue in the area of the spots touching the bearing components are guided. The first tissue holds the polishing agent stationary, so that a relative movement between the polishing agent and the stains can be generated by a movement of the first tissue. In this case, the first fabric can be pressed with a predetermined contact pressure against the bearing components. The contact pressure can be distributed very evenly with the first tissue. Another advantage of using the first fabric is that abraded residues are taken up by the fabric structure and thereby a local increase of the contact pressure can be prevented.
Dem Poliermittel kann Öl, beispielsweise Mineralöl, zugesetzt werden. Dadurch kann eine Verklumpung des Poliermittels verhindert und dessen Abrasivwirkung gesenkt werden. Das Öl kann auf die Lagerbauteile oder auf das erste Gewebe appliziert werden.Oil, for example mineral oil, can be added to the polishing agent. As a result, a clumping of the polishing agent can be prevented and its abrasive action can be reduced. The oil can be applied to the bearing components or to the first tissue.
Das erste Gewebe kann mehrfach über die Lagerbauteile geführt wird. Dies ermöglicht eine zuverlässige und zugleich schonende Entfernung des Flecks. Insbesondere kann das erste Gewebe wenigstens 4-mal, insbesondere wenigstens 6-mal, über die Lagerbauteile geführt werden. Weiterhin kann das erste Gewebe maximal 20-mal über die Lagerbauteile geführt werden. Das erste Gewebe wird insbesondere wechselweise in zueinander entgegengesetzten Richtungen über die Lagerbauteile geführt.The first fabric can be passed several times over the bearing components. This allows a reliable and gentle removal of the stain. In particular, the first fabric can be guided over the bearing components at least 4 times, in particular at least 6 times. Furthermore, the first tissue can be guided a maximum of 20 times over the bearing components. In particular, the first fabric is guided alternately in mutually opposite directions over the bearing components.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein zweites Gewebe ohne Poliermittel berührend über die Lagerbauteile geführt wird. Dadurch können Rückstände des Poliermittels von der Brünierschicht entfernt werden. In the context of the method according to the invention, a second tissue without polishing agent can be guided touching the bearing components. As a result, residues of the polishing agent can be removed from the burnishing layer.
Die Lagerbauteile können nach Abschluss der Behandlung mit dem Poliermittel mit Konservierungsmittel, beispielsweise mit Konservieröl, behandelt werden. Auf diese Weise kann der Zeitraum, in dem die Lagerbauteile einer Korrosionsgefahr ausgesetzt sind, sehr kurz gehalten werden. The bearing components can be treated after preservation with the polishing agent with preservative, such as preservative oil. In this way, the period in which the bearing components are exposed to a risk of corrosion can be kept very short.
Das Konservierungsmittel kann auf die Lagerbauteile oder auf ein drittes Gewebe appliziert werden und das dritte Gewebe kann berührend über die Lagerbauteile geführt werden.The preservative may be applied to the bearing components or to a third tissue and the third tissue may be passed over the bearing components in a contacting manner.
Als erstes Gewebe und/oder als zweites Gewebe und/oder als drittes Gewebe kann ein Tuch eingesetzt werden. Insbesondere kann ein Mikrofasertuch eingesetzt werden.As a first tissue and / or as a second tissue and / or as a third tissue, a cloth can be used. In particular, a microfiber cloth can be used.
Die dreistufige Vorgehensweise, bei der der Reihe nach das erste Gewebe mit Poliermittel, das zweite Gewebe ohne Poliermittel und das dritte Gewebe mit einem Konservierungsmittel eingesetzt werden, hat den Vorteil, dass nur sehr wenige Fremdstoffe und Polierrückstände auf der Brünierschicht verbleiben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ggf. doch verbleibendes Poliermittel keine Schäden am Lagerbauteil verursacht, da der erste Abrasivstoff sehr weich ist und deshalb gehärtete Lagerbauteile nicht schädigt. Die zweiten Abrasivpartikel sind zwar vergleichsweise hart, schädigen die Lagerbauteile aber ebenfalls nicht, da die zweite Partikelgröße sehr klein ist. Das erste, zweite und dritte Gewebe kann jeweils so fein strukturiert sein, dass es mit bloßem Auge glatt erscheint und Kette und Schuss nicht erkennbar sind.The three-step approach, which uses the first fabric with polish, the second fabric without polish, and the third fabric with a preservative in turn, has the advantage of leaving very little foreign matter and polishing residue on the burnishing layer. Another advantage is that possibly remaining polishing agent does not cause any damage to the bearing component, since the first abrasive is very soft and therefore does not damage hardened bearing components. Although the second abrasive particles are relatively hard, the bearing components also do not damage, since the second particle size is very small. The first, second and third tissue can each be so finely structured that it with naked eye appears and chain and shot are not recognizable.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.The invention will be explained below with reference to the embodiment shown in FIGS.
Es zeigen:Show it:
Das Lagerbauteil
Über einen Teilbereich der Brünierschicht
Zusätzlich zu dem Lagerbauteil
Als erste Partikelgröße kann ein Äquivalentdurchmesser definiert werden, dessen Ermittlung auf Basis von kugelförmigen Referenzpartikeln erfolgt. Die Referenzpartikel weisen jeweils das gleiche Volumen wie die ersten Abrasivpartikel auf, d. h. jedem ersten Abrasivpartikel wird ein volumengleiches Referenzpartikel zugeordnet. Der Äquivalentdurchmesser kann dann als ein Durchmesser definiert werden, der von lediglich 3 % der Referenzpartikel überschritten wird. In analoger Weise kann als zweite Partikelgröße ein Äquivalentdurchmesser definiert werden, der von lediglich 3 % der Referenzpartikel überschritten wird, die jeweils das gleiche Volumen wie die zweiten Abrasivpartikel aufweisen.As the first particle size, an equivalent diameter can be defined, which is determined on the basis of spherical reference particles. The reference particles each have the same volume as the first abrasive particles, d. H. Each first abrasive particle is assigned a volume-equal reference particle. The equivalent diameter can then be defined as a diameter that is exceeded by only 3% of the reference particles. In an analogous manner, an equivalent diameter can be defined as the second particle size, which is exceeded by only 3% of the reference particles, which each have the same volume as the second abrasive particles.
Der erste Abrasivstoff kann eine geringere Härte als die Brünierschicht
Als Abrasivstoffe eigen sich insbesondere Materialien die eine gute Ölaufnahme besitzen, da sie zur Anwendung mit Öl, insbesondere mit Konservieröl auf Mineralölbasis, gemischt werden, und die chemisch inert sind.As abrasives own in particular materials which have a good oil absorption, since they for use with oil, especially mineral oil-based preservative oil, and which are chemically inert.
Als erster Abrasivstoff kann z. B. Polierkreide (Calcit) oder Kaolin (Aluminiumsilikat) mit einer Mohs-Härte von ca. 2,5 verwendet werden. Aluminiumsilikat hat eine hohe Ölaufnahme und eine geringabrasive Polierwirkung. Ein am Lagerbauteil verbleibender Rückstand eines derartigen ersten Abrasivstoffs beeinträchtigt die Lebensdauer eines aus dem Lagerbauteil
Als zweiter Abrasivstoff kann z. B. Poliertonerde (niedrig kalzinierte Aluminiumhydroxide oder Aluminiumoxide, insbesondere Alpha-Al2O3) in eher plattenförmiger stumpfer Struktur mit einer Mohs-Härte von bis zu 8,5 verwendet werden. Aluminiumoxid ist chemisch inert und besitzt eine gute Ölaufnahme. Bei einem niedrigen Kalzinierungsgrad liegen vergleichsweise kleine Primärkristalle und geringe Agglomerationen vor. Die Wirkhärte ist niedrig und es kommt zu einem leichten Auseinanderbrechen der Kristallagglomerate. As a second abrasive z. As polishing earth (low-calcined aluminum hydroxides or aluminum oxides, especially alpha-Al2O3) can be used in a rather plate-shaped blunt structure with a Mohs hardness of up to 8.5. Aluminum oxide is chemically inert and has a good oil absorption. At a low degree of calcination comparatively small primary crystals and small agglomerations are present. The effective hardness is low and there is a slight breakup of the crystal agglomerates.
Das Poliermittel
Beim Anmischen des Poliermittels
Das Poliermittel
Zur Entfernung des Flecks
Zur Durchführung des in
Zur Durchführung des in
Der zuvor auf der Brünierschicht
Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Stoffe zur Behandlung des Lagerbauteils
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lagerbauteil bearing component
- 22
- Brünierschicht Brünierschicht
- 33
- Fleck spot
- 44
- erstes Gewebe first tissue
- 55
- Poliermittel polish
- 66
- zweites Gewebe second tissue
- 77
- drittes Gewebe third tissue
- 88th
- Konservierungsmittel preservative
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007061193 A1 [0002, 0030] DE 102007061193 A1 [0002, 0030]
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DE201310205234 DE102013205234A1 (en) | 2013-03-25 | 2013-03-25 | Process for the aftertreatment of burnished bearing components |
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Country | Link |
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-
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- 2013-03-25 DE DE201310205234 patent/DE102013205234A1/en active Pending
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