DE102018202151A1

DE102018202151A1 - A method of forming components using ultra-high strength steel and components formed thereby

Info

Publication number: DE102018202151A1
Application number: DE102018202151.1A
Authority: DE
Inventors: John R. Sabo; Sokol Sulaj; David Victor Dorigo
Original assignee: Magna Powertrain Inc; Magna Powertrain of America Inc
Current assignee: Magna Powertrain Inc; Magna Powertrain of America Inc
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2018-08-16

Abstract

Komponenten und Verfahren zum Bilden von Komponenten, die ultrahochfesten Stahl verwenden, sind bereitgestellt. Ein erstes Verfahren beinhaltet die Schritte des Bereitstellens eines Rohlings aus ultrahochfestem Stahl, des Kaltformens des Rohlings in eine unfertige Komponente und des Aufbringens einer Beschichtung auf die Außenoberfläche der unfertigen Komponente, welche dazu ausgelegt ist, die Bildung einer weichen Ferritschicht auf der Komponente während einer Erwärmung von dieser zu hemmen. Ein zweites Verfahren beinhaltet die Schritte des Bereitstellens eines Rohlings aus ultrahochfestem Stahl mit starker Dicke, des Kaltformens des Rohlings in eine fertige Komponente, des Erwärmens der fertigen Komponente und des Abschreckens der Komponente ohne die Verwendung von Werkzeugen.Components and methods for forming components using ultra high strength steel are provided. A first method includes the steps of providing a blank of ultra-high strength steel, cold forming the blank into an unfinished component, and applying a coating to the outer surface of the unfinished component adapted to form a soft ferrite layer on the component during heating to inhibit this. A second method involves the steps of providing a blank of ultra-high strength steel of high thickness, cold forming the blank into a finished component, heating the finished component, and quenching the component without the use of tools.

Description

Gebietarea

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Verfahren zum Bilden von Komponenten aus ultrahochfestem Stahl, wie etwa Borstahl, und Komponenten, die durch solche Verfahren gebildet werden.The present disclosure relates generally to methods of forming ultra high strength steel components, such as boron steel, and components formed by such methods.

Hintergrundbackground

Ultrahochfester Stahl wird momentanen in der Gebäudekonstruktion und in statischen Automobilstrukturen, z. B. Fahrzeugkarosserien oder -rahmen, verwendet. Die Verwendung von ultrahochfestem Stahl ermöglicht allgemein, dass die Gewichte dieser Strukturen reduziert werden. Zusätzlich dazu ermöglicht der ultrahochfeste Stahl in Automobilstrukturen die Aufnahme von Aufprallenergie und minimiert das Eindringen in Insassensitzbereiche. Obwohl ultrahochfester Stahl äußerst stark gemacht werden kann, können andere Eigenschaften, wie zum Beispiel Formbarkeit, Schweißbarkeit und Schlagzähigkeit negativ beeinflusst werden, was zu Strukturen führt, die anfälliger für Rissbildung und Bruch sind.Ultrahigh-strength steel is currently used in building construction and in static automotive structures, e.g. As vehicle bodies or frames used. The use of ultra-high strength steel generally allows the weights of these structures to be reduced. In addition, ultra-high strength steel in automotive structures allows for the absorption of impact energy and minimizes penetration into occupant seating areas. Although ultra-high strength steel can be made extremely strong, other properties such as formability, weldability, and impact strength can be negatively impacted, resulting in structures that are more susceptible to cracking and breakage.

Kraftübertragungskomponenten für Kraftfahrzeuge, wie etwa Kupplungsbaugruppen, die Kupplungsplatten in einem Kupplungsgehäuse und eine Kupplungsnabe aufweisen, sind wohlbekannt. Solche Kupplungsgehäuse weisen einen allgemein zylindrischen oder becherförmigen Körper und ein offenes Ende auf. Der zylindrische oder becherförmige Körper wird aus einem Blechrohling gebildet und weist mehrere darauf ausgebildete Keilverzahnungszähne auf. Die Kupplungsplatten passen in das Kupplungsgehäuse und nehmen die Keilverzahnungszähne in Eingriff. Die Kupplungsnabe kann auch eine aus gebildete Blechkomponente sein und ist typischerweise mit einer Getriebewelle verbunden.Power transmission components for motor vehicles, such as clutch assemblies having clutch plates in a clutch housing and a clutch hub, are well known. Such coupling housings have a generally cylindrical or cup-shaped body and an open end. The cylindrical or cup-shaped body is formed from a sheet metal blank and has a plurality of spline teeth formed thereon. The clutch plates fit into the clutch housing and engage the spline teeth. The clutch hub may also be formed from a sheet metal component and is typically connected to a transmission shaft.

Antriebsstrangkomponenten, einschließlich Kupplungsgehäusen und -naben, werden herkömmlicherweise aus Aluminium oder hochfestem niedriglegiertem Stahl (HSLA-Stahl - High Strength Low Alloy steel) anstatt aus ultrahochfestem Stahl, wie zum Beispiel Borstahl, gefertigt. Aluminium oder HSLA-Stahl wird in erster Linie aufgrund seiner Formbarkeit verwendet. Insbesondere sind diese Materialarten hochfeste Materialien, die eine spezielle geometrische Abmessung oder Form erreichen können und eine spezielle erforderliche Toleranz aufweisen. Powertrain components, including clutch housings and hubs, are conventionally made of aluminum or high strength low alloy steel (HSLA steel) rather than ultra high strength steel, such as boron steel. Aluminum or HSLA steel is used primarily because of its formability. In particular, these types of materials are high strength materials that can achieve a specific geometric dimension or shape and have a specific required tolerance.

Folglich können Aluminium oder HSLA leicht, effizient und zu geringen Kosten in Antriebsstrangkomponenten, einschließlich Teilen eines Automatikgetriebes, verwendet werden.Consequently, aluminum or HSLA can be used easily, efficiently and at low cost in powertrain components, including parts of an automatic transmission.

Typischerweise werden aus Aluminium oder HSLA gefertigte Komponenten, wie etwa Reaktionsschalen, Kupplungsgehäuse und -naben, unter Verwendung eines Kaltform- oder Stanzprozesses oder einer Kombination daraus und thermischer Wärmebehandlungen zum Erhalt der gewünschten Form, Leistungsfähigkeit und Festigkeitseigenschaften gebildet. Darüber hinaus können die Strukturen, wie etwa die mehreren Keilverzahnungszähne des Kupplungsgehäuses, durch Verwendung einer Reihe von Rollen leicht gebildet werden. Es können auch ähnliche Prozesse verwendet werden, um andere Antriebsstrangkomponenten, wie etwa in Differenzialen verwendete Planetenträger und verschiedene in einem Fahrzeugantriebsstrang verwendete Abdeckungen, zu bilden.Typically, components made of aluminum or HSLA, such as reaction bowls, coupling housings and hubs, are formed using a cold forming or stamping process or a combination thereof and thermal heat treatments to obtain the desired shape, performance and strength properties. In addition, the structures, such as the multiple spline teeth of the clutch housing, can be easily formed by using a series of rollers. Similar processes may also be used to form other powertrain components such as planetary carriers used in differentials and various covers used in a vehicle powertrain.

Ultrahochfestem Stahl fehlt unter Verwendung der oben besprochenen herkömmlichen Kaltformtechnologien an Formbarkeit. Die Verwendung von herkömmlichen Kaltformtechnologien mit ultrahochfestem Stahl führt typischerweise nicht zu der Bildung erforderlicher geometrischer Abmessungen und Toleranzen. Jedoch gibt es aus ähnlichen Gründen wie jenen oben besprochenen bei vielen Herstellern und Zulieferern den Wunsch, ultrahochfesten Stahl bei der Bildung von Automobilkomponenten, wie etwa Kraftübertragungskomponenten, zu verwenden, wenn in statischen Anwendungen von Automobilstrukturen verwendet (zum Beispiel reduziertes Komponentengewicht und verbesserte Aufnahme von Aufprallenergie).Ultra-high strength steel lacks moldability using the conventional cold forming technologies discussed above. The use of conventional ultra-high strength steel cold forming technologies typically does not result in the formation of required geometric dimensions and tolerances. However, for similar reasons to those discussed above, many manufacturers and suppliers have a desire to use ultra-high strength steel in the formation of automotive components such as power transmission components when used in static automotive structural applications (e.g., reduced component weight and impact energy absorption ).

Von daher besteht ein Bedarf dafür, dass Komponenten, wie etwa Kupplungsgehäuse und -naben, aus ultrahochfestem Stahl, wie etwa Borstahl, gebildet werden. Außerdem gibt es einen Bedarf an einem verbesserten Verfahren zum Bilden derselben.As such, there is a need for components such as clutch housings and hubs to be formed of ultra-high strength steel such as boron steel. In addition, there is a need for an improved method of forming the same.

KurzdarstellungSummary

Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Zusammenfassung der erfinderischen Konzepte bereit, die mit der vorliegenden Offenbarung assoziiert sind, und soll keine umfassende Offenbarung ihres vollen Schutzumfangs oder all ihrer Merkmale, Aufgaben, Aspekte und Vorteile repräsentieren. Es werden Komponenten, die mit ultrahochfestem Stahl gebildet sind, und Verfahren zum Bilden von diesen Komponenten aus ultrahochfestem Stahl bereitgestellt.This section provides a general summary of the inventive concepts associated with the present disclosure and is not intended to represent a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features, objects, aspects, and advantages. There are provided components formed with ultra high strength steel and methods of forming these ultra high strength steel components.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zum Bilden einer Komponente aus ultrahochfestem Stahl Vorformen, wie etwa mittels Kaltformen, eines Rohlings aus ultrahochfestem Stahl, wie etwa eines flachen Rohlings aus ultrahochfestem Stahl, in eine vorbestimmte Form. Das Verfahren beinhaltet Aufbringen einer Beschichtung auf die Außenoberfläche und/oder andere freigelegte Bereiche der Komponente, wobei die Beschichtung dazu ausgelegt ist, die Bildung einer weichen Ferritschicht zu beseitigen oder zu reduzieren, welche infolge von Zunder/Entkohlung während Wärmebehandlungen der Komponenten gebildet werden kann. Die Aufbringung der Beschichtung erhöht daher die Festigkeit der Komponente, indem die Bildung der weichen Ferritschicht verhindert wird.According to one aspect of the present disclosure, a method for forming an ultra-high-strength steel component includes preforming, such as by cold-forming, an ultra-high-strength steel blank such as a flat ultra-high-strength steel blank into a predetermined shape. The method includes applying a coating to the outer surface and / or other exposed portions of the component, wherein the Coating is designed to eliminate or reduce the formation of a soft ferrite layer, which may be formed as a result of scale / decarburization during heat treatment of the components. The application of the coating therefore increases the strength of the component by preventing the formation of the soft ferrite layer.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein weiteres Verfahren zum Bilden einer Komponente unter Nutzung von ultrahochfestem Stahl bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet den Schritt des Bereitstellens eines Rohlings aus starkem, ultrahochfestem Stahl und des Formens des Rohlings in eine Komponente. Als Nächstes beinhaltet das Verfahren den Schritt des Erwärmens der Komponente. Das Verfahren fährt mit dem Abschrecken der Komponente ohne die Verwendung von Werkzeugen fort. Die Verwendung von Werkzeugen ist für Komponenten mit dickerer Wand gemäß dem vorliegenden Verfahren nicht notwendig, weil das dickere Material während der Abkühlung eine minimale Verzerrung erfährt und solche Komponenten typischerweise maschinell auf endgültige kritische Toleranzen bearbeitet werden. Das Nutzen des vorliegenden Verfahrens stellt einen schnelleren Abschreckprozess bereit, der zu einer verringerten Gesamtzykluszeit führt.According to another aspect of the present disclosure, another method of forming a component using ultra-high-strength steel is provided. The method includes the step of providing a blank of strong, ultra-high strength steel and shaping the blank into a component. Next, the method includes the step of heating the component. The method continues to quench the component without the use of tools. The use of tools is not necessary for thicker wall components in accordance with the present method, because the thicker material experiences minimal distortion during cooling, and such components are typically machined to final critical tolerances. The benefit of the present method provides a faster quenching process that results in a reduced overall cycle time.

Figurenlistelist of figures

Andere Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden sogleich ersichtlich, wenn sie durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verständlich werden, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in denen gilt:

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kupplungsgehäuses und einer Kupplungsnabe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Querschnittsansicht entlang 2-2 aus 1;
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Kupplungsgehäuses mit mehreren Keilverzahnungszähnen zum Eingriff mit einer Kupplungsplatte gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Kraftübertragungskomponente unter Nutzung von ultrahochfestem Stahl gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Kraftübertragungskomponente unter Nutzung von ultrahochfestem Stahl gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Kraftübertragungskomponente unter Nutzung von ultrahochfestem Stahl gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Kraftübertragungskomponente unter Nutzung von ultrahochfestem Stahl gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Kupplungsnabe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
9 ist eine perspektivische Ansicht eines CVT-Stößels (CVT: Continuously Variable Transmission - stufenloses Getriebe) gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
10 ist eine perspektivische Ansicht eines CVT-Zylinders gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Planetenträgers gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
12A ist eine perspektivische Ansicht einer Reaktionsschale gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
12B ist eine perspektivische Ansicht einer Reaktionsschale gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
13A ist eine perspektivische Ansicht eines Differenzialgehäuses gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
13B ist eine Querschnittsansicht entlang 13B-13B aus 13A;
13C ist eine Querschnittsansicht entlang 13C-13C aus 13A;
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Differenzialabdeckung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
15A ist eine perspektivische Ansicht einer Drehmomentwandlerabdeckung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
15B ist eine Vorderansicht eines vorderen Teils der in 15A gezeigten Drehmomentwandlerabdeckung;
15C ist eine Vorderansicht eines hinteren Teils der in 15A gezeigten Drehmomentwandlerabdeckung;
16 ist eine perspektivische Ansicht einer Ölwanne gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
17 ist eine perspektivische Ansicht eines CVT-Stößels gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
18 ist eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses eines Differenzials gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
19 ist eine perspektivische Ansicht einer Reaktionsschale gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
20 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Kraftübertragungskomponente unter Nutzung von ultrahochfestem Stahl, wobei eine Beschichtung vor einer Wärmebehandlung auf die Komponente aufgebracht wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
21 ist eine vergrößerte Ansicht einer Komponente, die teilweise gemäß dem in 20 veranschaulichten Verfahren beschichtet wurde, welche die Ermüdungsfestigkeit der beschichteten und nichtbeschichteten Gebiete veranschaulicht;
22 ist eine vergrößerte Ansicht einer Komponente, die teilweise gemäß dem in 20 veranschaulichten Verfahren beschichtet wurde, welche die Ermüdungsfestigkeit der beschichteten und nichtbeschichteten Gebiete veranschaulicht;
23 ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinders eines CVT-Getriebes gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
24 ist eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses eines CVT-Getriebes gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
25 ist eine perspektivische Ansicht eines Planetenträgers gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
26 ist eine perspektivische Ansicht eines Rotationsträgers gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
27 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Kraftübertragungskomponente unter Nutzung von ultrahochfestem Stahl, wobei während des Abschreckens keine Werkzeuge verwendet werden, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
28 ist ein Diagramm, das Temperatur gegen Kohlenstoffanteil von Teilen veranschaulicht, die gemäß einem beispielhaften Verfahren der vorliegenden Offenbarung gefertigt sind;
29 ist eine Draufsicht einer Komponente, die gemäß einem beispielhaften Verfahren der vorliegenden Offenbarung gefertigt ist, wobei Testpunkte beschriftet sind; und
30 ist ein Diagramm, das Testdaten für Härte gegen Abstand an den in 29 beschrifteten Testpunkten veranschaulicht.

Other advantages of the present disclosure will become readily apparent as they become better understood by reference to the following detailed description when considered in conjunction with the accompanying drawings, in which:

1 FIG. 12 is a perspective view of a clutch housing and a clutch hub according to an embodiment of the present disclosure; FIG.
2 is a cross-sectional view taken along 2-2 1 ;
3 FIG. 12 is a perspective view of a clutch housing having a plurality of spline teeth for engaging a clutch plate according to the embodiment of the present disclosure; FIG.
4 FIG. 10 is a flowchart of a method of forming a power transmission component using ultra-high strength steel in accordance with one embodiment of the present disclosure; FIG.
5 FIG. 10 is a flowchart of a method of forming a power transmission component using ultra-high strength steel in accordance with one embodiment of the present disclosure; FIG.
6 FIG. 10 is a flowchart of a method of forming a power transmission component using ultra-high strength steel in accordance with one embodiment of the present disclosure; FIG.
7 FIG. 10 is a flowchart of a method of forming a power transmission component using ultra high strength steel according to the embodiment of the present disclosure; FIG.
8th FIG. 13 is a perspective view of a clutch hub according to a second embodiment of the present disclosure; FIG.
9 FIG. 13 is a perspective view of a continuously variable transmission (CVT) tappet according to a third embodiment of the present disclosure; FIG.
10 FIG. 15 is a perspective view of a CVT cylinder according to a fourth embodiment of the present disclosure; FIG.
11 FIG. 10 is a perspective view of a planetary carrier according to a fifth embodiment of the present disclosure; FIG.
12A FIG. 12 is a perspective view of a reaction shell according to a sixth embodiment of the present disclosure; FIG.
12B FIG. 12 is a perspective view of a reaction shell according to the sixth embodiment of the present disclosure; FIG.
13A FIG. 15 is a perspective view of a differential case according to a seventh embodiment of the present disclosure; FIG.
13B FIG. 12 is a cross-sectional view taken along 13B-13B. FIG 13A ;
13C Figure 13 is a cross-sectional view taken along 13C-13C 13A ;
14 FIG. 15 is a perspective view of a differential cover according to an eighth embodiment of the present disclosure; FIG.
15A FIG. 15 is a perspective view of a torque converter cover according to a ninth embodiment of the present disclosure; FIG.
FIG. 15B is a front view of a front part of FIG 15A shown torque converter cover;
15C is a front view of a rear part of in 15A shown torque converter cover;
16 FIG. 15 is a perspective view of an oil pan according to an eleventh embodiment of the present disclosure; FIG.
17 FIG. 15 is a perspective view of a CVT tappet according to an eleventh embodiment of the present disclosure; FIG.
18 FIG. 15 is a perspective view of a differential case according to a twelfth embodiment of the present disclosure; FIG.
19 FIG. 15 is a perspective view of a reaction cup according to a thirteenth embodiment of the present disclosure; FIG.
20 FIG. 10 is a flowchart of a method of forming a power transmission component using ultra-high strength steel wherein a coating is applied to the component prior to a heat treatment according to an embodiment of the present disclosure;
21 is an enlarged view of a component partially in accordance with the in 20 coated method illustrating the fatigue strength of the coated and uncoated regions;
22 is an enlarged view of a component partially in accordance with the in 20 coated method illustrating the fatigue strength of the coated and uncoated regions;
23 FIG. 15 is a perspective view of a cylinder of a CVT transmission according to a fourteenth embodiment of the present disclosure; FIG.
24 FIG. 15 is a perspective view of a housing of a CVT transmission according to a fifteenth embodiment of the present disclosure; FIG.
25 FIG. 13 is a perspective view of a planetary carrier according to a sixteenth embodiment of the present disclosure; FIG.
26 FIG. 15 is a perspective view of a rotary carrier according to a seventeenth embodiment of the present disclosure; FIG.
27 FIG. 10 is a flowchart of a method of forming a power transmission component using ultra-high strength steel wherein no tools are used during quenching, according to one embodiment of the present disclosure; FIG.
28 FIG. 15 is a graph illustrating temperature versus carbon content of parts made in accordance with an exemplary method of the present disclosure; FIG.
29 FIG. 10 is a plan view of a component fabricated according to an exemplary method of the present disclosure, wherein test points are labeled; FIG. and
30 is a graph that provides test data for hardness versus distance to the in 29 illustrated test points.

Ausführliche BeschreibungDetailed description

Ausführliche Beispiele für die vorliegende Offenbarung sind hier offenbart; jedoch versteht es sich, dass die offenbarten Beispiele lediglich beispielhaft sind und in verschiedenen und alternativen Formen umgesetzt werden können. Es ist nicht beabsichtigt, dass diese Beispiele alle möglichen Formen der Offenbarung veranschaulichen und beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Wörter beschreibende Wörter anstelle von beschränkenden Wörter und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von der Idee und dem Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen.Detailed examples of the present disclosure are disclosed herein; however, it should be understood that the examples disclosed are merely exemplary and can be implemented in various and alternative forms. It is not intended that these examples illustrate and describe all possible forms of the disclosure. Rather, the words used in the specification are words of description rather than limitation, and it is understood that various changes may be made without departing from the spirit and scope of the disclosure.

Wie ein Durchschnittsfachmann versteht, können verschiedene Merkmale der vorliegenden Offenbarung, wie unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Beispiele für die vorliegende Offenbarung zu produzieren, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Beispiele für typische Anwendungen bereit. Jedoch können verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die konsistent mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung sind, für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen wünschenswert sein.As one of ordinary skill in the art appreciates, various features of the present disclosure, as illustrated and described with reference to any of the figures, may be combined with features illustrated in one or more other figures to produce examples of the present disclosure that are not explicitly set forth illustrated or described. The combinations of illustrated features provide representative examples of typical applications. However, various combinations and modifications of the features consistent with the teachings of the present disclosure may be desirable for particular applications or implementations.

Ausführungsbeispiele von Komponenten, die aus ultrahochfestem Stahl gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruiert sind, werden nun vollständiger beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele richten sich primär an Antriebsstrangkomponenten. Zudem ist jedes der Ausführungsbeispiele so bereitgestellt, dass diese Offenbarung einem Fachmann den Schutzumfang der erfinderischen Konzepte, Merkmale und Vorteile umfassend und vollständig vermittelt. Zu diesem Zweck sind zahlreiche spezielle Einzelheiten dargelegt, um ein umfassendes Verständnis von jeder der Ausführungsformen bereitzustellen, die mit der vorliegenden Offenbarung assoziiert sind. Jedoch müssen, wie es einem Fachmann klar ist, nicht alle hier beschriebenen speziellen Einzelheiten eingesetzt werden, können die Ausführungsbeispiele in unterschiedlichen Formen umgesetzt werden und sollte dies als den Schutzumfang der Offenbarung beschränkend weder ausgelegt noch interpretiert werden.Embodiments of components constructed of ultra-high strength steel in accordance with the present disclosure will now be described more fully. These embodiments are primarily directed to powertrain components. In addition, each of the embodiments is provided so that this disclosure will fully and fully convey the scope of the inventive concepts, features, and advantages to one skilled in the art. To this end, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of each of the embodiments associated with the present disclosure. However, as will be apparent to those skilled in the art, not all specific details described herein are to be employed, the embodiments may be embodied in various forms, and should not be construed or interpreted as limiting the scope of the disclosure.

1-3 zeigen verschiedene Ansichten eines Kupplungsgehäuses 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Insbesondere zeigt 1 eine perspektivische Ansicht eines Kupplungsgehäuses 10, zeigt 2 eine Querschnittsansicht des Kupplungsgehäuses 10 und der Kupplungsnabe 12 und zeigt 3 eine perspektivische Ansicht des Kupplungsgehäuses 10 mit mehreren Keilverzahnungszähnen 16 darauf angeordnet. In 1 und 2 ist das Kupplungsgehäuse 10 ohne die mehreren Keilverzahnungszähne 16 gezeigt. Das Kupplungsgehäuse 10 weist eine allgemein zylindrische oder becherartige Form mit einem radialen Ringteil 12 und einem zylindrischen Trommelteil 15 auf. Das Gehäuse 10 ist aus einem Streifen (d. h. Rohling) aus ultrahochfestem Stahl 14 gebildet, wobei eine bevorzugte Art von ultrahochfestem Stahl 14 22MnB5-Borstahl beinhaltet. Der ultrahochfeste Stahl kann mit Aluminium-Silicium (AlSi) oder einem anderen Material vorbeschichtet sein, um eine Korrosion und Entkohlung während der Erwärmungs- und Abschreckungsschritte zu verhindern. Das Kupplungsgehäuse 10 kann ein einziges Stück sein oder aus zwei Stücken bestehen, die durch eine Schweißung zusammengefügt sind, oder kann pressgeformt sein. Um das Kupplungsgehäuse 10 zu bilden, wird ein Rohling aus Borstahl 14 in eine vorbestimmte Form vorgeformt, speziell kaltgeformt. Die vorbestimmte Form kann eine zylindrische Form oder eine beliebige Form sein, die in der Technik für Kupplungsgehäuse bekannt ist. Nachdem der Rohling 14 in eine vorbestimmte Form kaltgeformt wurde, wird die vorbestimmte Form in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Die inerte Umgebung kann ein Induktionsofen oder eine Induktionskammer sein. Eine Wärmebehandlung kann unter anderem eine beliebige Kombination von Glühen, Einsatzhärten, Tempern, Abschrecken, Heißformen oder Schweißen beinhalten. Als Nächstes wird das Kupplungsgehäuse 10 einer wassergekühlten Abschreckungswerkzeugmatrize ausgesetzt, um mehrere Keilverzahnungszähne 16 darauf zu bilden, wie in 3 gezeigt ist. Alternativ dazu kann die wassergekühlte Abschreckungsmatrize eine zweite vorbestimmte Form anstelle von mehreren Keilverzahnungszähnen 16 bilden, wie in 1-2 gezeigt ist, bei denen das Kupplungsgehäuse 10 glatt ist. Es ist wichtig, anzumerken, dass in 2 die Querschnittsansicht im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, die HSLA-Stahl verwenden, eine Verringerung von Materialien zeigt. Eine Kupplungsnabe kann auf die gleiche Weise gebildet werden, die weiter unten beschrieben wird. 1 - 3 show different views of a clutch housing 10 according to an embodiment of the present disclosure. In particular shows 1 a perspective view of a coupling housing 10 , shows 2 a cross-sectional view of the coupling housing 10 and the clutch hub 12 and shows 3 a perspective view of the coupling housing 10 with multiple spline teeth 16 arranged on it. In 1 and 2 is the clutch housing 10 without the multiple spline teeth 16 shown. The coupling housing 10 has a generally cylindrical or cup-like shape with a radial ring part 12 and a cylindrical drum part 15 on. The housing 10 is formed of a strip (ie, blank) of ultra-high strength steel 14, a preferred type of ultra-high strength steel 14 22MnB5 boron steel included. The ultra-high strength steel may be precoated with aluminum-silicon (AlSi) or other material to prevent corrosion and decarburization during the heating and quenching steps. The coupling housing 10 may be a single piece or consist of two pieces joined together by a weld, or may be press formed. To the clutch housing 10 to form, a blank made of boron steel 14 preformed into a predetermined shape, specially cold formed. The predetermined shape may be a cylindrical shape or any shape known in the art for clutch housings. After the blank 14 was cold-formed into a predetermined shape, the predetermined shape is heat-treated in an inert environment. The inert environment may be an induction furnace or an induction chamber. A heat treatment may include, but is not limited to, any combination of annealing, case hardening, annealing, quenching, hot forming, or welding. Next is the clutch housing 10 a water cooled quench tool die exposed to multiple spline teeth 16 to form on it, as in 3 is shown. Alternatively, the water-cooled quenching die may have a second predetermined shape instead of a plurality of spline teeth 16 form as in 1 - 2 is shown in which the clutch housing 10 is smooth. It is important to note that in 2 the cross-sectional view shows a reduction of materials compared to conventional methods using HSLA steel. A clutch hub may be formed in the same manner as described below.

Mit Bezug auf 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Komponente unter Nutzung von ultrahochfestem Stahl gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Wie durch zusätzliche Ausführungsformen veranschaulicht, die unten ausführlicher beschrieben sind, kann die Komponente unter anderem ein Kupplungsgehäuse, eine Kupplungsnabe, ein Planetengetriebeträger oder eine Drehmomentumwandlungsabdeckung sein. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Komponente das oben beschriebene Kupplungsgehäuse 10. Zuerst beinhaltet das Verfahren 100 das Vorformen eines flachen Rohlings aus Stahl in eine vorbestimmte Form mit mehreren Keilverzahnungszähnen 16. Speziell wird das Vorformen des flachen Rohlings aus Stahl durch Kaltformungstechniken ausgeführt. Die vorbestimmte oder unfertige Form basiert auf der Art der Komponente. Falls zum Beispiel die Komponente ein Kupplungsgehäuse 10 ist, kann der Stahl in eine zylindrische oder becherförmige Form kaltgeformt werden. Der flache Rohling aus Stahl kann 22MnB5-Borstahl sein und kann vorbeschichtet sein, um Korrosion zu verhindern. Nachdem der flache Rohling aus Stahl in eine vorbestimmte Form mit den mehreren Keilverzahnungszähnen 16 vorgeformt wurde, wird die vorgeformte vorbestimmte Form 102 in einer inerten Atmosphäre wärmebehandelt, um die Eigenschaften des Stahls zu verändern. Der wärmebehandelte Stahl wird dann unter Verwendung eines Abschreckungswerkzeugs 104 dimensioniert und kalibriert. Insbesondere einer wassergekühlten Abschreckungsmatrize.Regarding 4 FIG. 10 is a flowchart of a method of forming a component using ultra-high-strength steel according to the embodiment of the present disclosure. As illustrated by additional embodiments, which are described in more detail below, the component may include, but is not limited to, a clutch housing, a clutch hub, a planetary gear carrier, or a torque conversion cover. In the embodiment, the component is the above-described coupling housing 10 , First, the procedure involves 100 preforming a flat blank of steel into a predetermined shape with a plurality of spline teeth 16 , Specifically, the preforming of the flat blank of steel is carried out by cold forming techniques. The predetermined or unfinished form is based on the nature of the component. For example, if the component is a clutch housing 10, the steel may be cold formed into a cylindrical or cup shape. The flat blank of steel may be 22MnB5 boron steel and may be precoated to prevent corrosion. After the flat blank made of steel in a predetermined shape with the multiple spline teeth 16 is preformed, the preformed predetermined shape 102 heat treated in an inert atmosphere to alter the properties of the steel. The heat treated steel is then removed using a quenching tool 104 dimensioned and calibrated. In particular, a water-cooled quenching die.

Mit Bezug auf 5 ist ein Flussdiagramm mit einem Verfahren zum Bilden einer Komponente unter Nutzung von ultrahochfestem Stahl gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet 200 Vorformen eines flachen Rohlings aus Stahl in einen becherförmigen Körper. Wie oben besprochen, kann ein flacher Rohling aus Stahl ein 22MnB5-Borstahl-Rohling sein. Der becherförmige Körper wird dann 202 in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Die inerte Umgebung kann eine Induktionskammer oder ein Ofen sein. Als Nächstes beinhaltet das Verfahren 204 wassergekühltes Abschrecken des becherförmigen Körpers, um mehrere Keilverzahnungszähne darauf zu bilden.Regarding 5 3 is a flowchart provided with a method of forming a component using ultra-high-strength steel according to the embodiment of the present disclosure. The process involves 200 preforming a flat blank of steel into a cup-shaped body. As discussed above, a flat steel blank may be a 22MnB5 boron steel blank. The cup-shaped body is then heat treated 202 in an inert environment. The inert environment may be an induction chamber or an oven. Next is the procedure 204 water-cooled quenching of the cup-shaped body to form a plurality of spline teeth thereon.

6-7 zeigen ebenfalls Flussdiagramme von Verfahren zum Bilden einer Komponente unter Nutzung von ultrahochfestem Stahl gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich den in 4-5 gezeigten Verfahren nutzen die in 6-7 gezeigten Verfahren 22MnB5-Borstahl. Jedoch versteht der Fachmann, dass eine beliebige Art von ultrahochfestem Stahl oder eine beliebige Art von Borstahl in Verbindung mit diesen Verfahren verwendet werden kann. In 6 beinhaltet das Verfahren 300 Vorformen oder Kaltformen des flachen Rohlings aus Stahl in eine vorbestimmte Form. Die vorbestimmte oder unfertige Form des in 6 gezeigten Verfahrens beinhaltet keine mehreren Keilverzahnungszähne 16. Der kaltgeformte Stahl wird dann 302 in einer inerten Atmosphäre wärmebehandelt. Die Wärmebehandlung kann auf einen bestimmten Teil des Stahls lokalisiert werden. Das Verfahren beinhaltet ferner 304 Bilden mehrerer Keilverzahnungszähne 16 innerhalb des wärmebehandelten Stahls unter Verwendung eines Abschreckungswerkzeugs. Das Abschreckungswerkzeug ist eine wassergekühlte Abschreckungsmatrize. 6 - 7 12 also depict flowcharts of methods for forming a component using ultra-high strength steel in accordance with one embodiment of the present disclosure. Similar to the in 4 - 5 The methods shown use the in 6 - 7 22MnB5 boron steel shown. However, one skilled in the art will appreciate that any type of ultra-high strength steel or any type of boron steel may be used in conjunction with these methods. In 6 includes the procedure 300 Preforming or cold forming the flat blank of steel into a predetermined shape. The predetermined or unfinished form of in 6 The method shown does not include multiple spline teeth 16 , The cold-formed steel is then 302 in an inert Atmosphere heat treated. The heat treatment can be localized to a specific part of the steel. The method further includes 304 forming a plurality of spline teeth 16 within the heat treated steel using a quenching tool. The quench tool is a water-cooled quenching die.

Mit Bezug auf 7 beinhaltet das Verfahren zum Bilden einer Komponente unter Nutzung von ultrahochfestem Stahl gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung 400 Wärmebehandeln eines flachen Rohlings aus Stahl in einer inerten Atmosphäre und 402 Abschrecken des wärmebehandelten flachen Rohlings in eine vorbestimmte Form unter Verwendung eines Abschreckungswerkzeugs.Regarding 7 includes the method of forming a component using ultra high strength steel according to an embodiment of the present disclosure 400 Heat treating a flat blank of steel in an inert atmosphere and quenching the heat treated flat blank into a predetermined shape using a quenching tool.

Das oben besprochene Verfahren kann auch unter anderem Kaltformen des Kupplungsgehäuses 10 ohne mehrere Keilverzahnungszähne 16, Wärmebehandeln der unfertigen Form des Kupplungsgehäuses 10 unter Verwendung von lokalisierter Induktionserwärmung und Bilden und Dimensionieren der mehreren Keilverzahnungszähne 16 unter Verwendung der Abschreckungsmatrize beinhalten. Alternativ dazu kann das Verfahren Vorformen/Kaltformen des Kupplungsgehäuses 10 mit mehreren Keilverzahnungszähnen 16, Erwärmen der unfertigen Form des Kupplungsgehäuses 10 in einer inerten Umgebung und Dimensionieren und Fertigstellen der Form des Gehäuses 10 in der Abschreckungsmatrize beinhalten. Gleichermaßen können Planetengetriebeträger und andere Komponenten partiell oder vollständig kaltgeformt werden und dann unter Verwendung von lokalisierter Erwärmung oder Erwärmung des gesamten Teils erwärmt werden.The method discussed above may also include cold forming of the coupling housing 10 without multiple spline teeth 16 , Heat treating the unfinished form of the coupling housing 10 using localized induction heating and forming and sizing the plurality of spline teeth 16 using the quenching die. Alternatively, the method may include preforming / cold forming the coupling housing 10 with multiple spline teeth 16 , Heating the unfinished form of the clutch housing 10 in an inert environment and sizing and finishing the shape of the housing 10 in the deterrent die. Likewise, planetary gear carriers and other components may be partially or fully cold formed and then heated using localized heating or heating of the entire part.

Zusätzlich zu dem oben offenbarten Kupplungsgehäuse 10 sind andere Ausführungsformen von Komponenten aus ultrahochfestem Stahl, die gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruiert sind, unten ausführlicher beschrieben. 8 zeigt eine Kupplungsnabe 500 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Kupplungsnabe 500 weist eine becherartige Form mit einem radialen Ringteil 502 und einem zylindrischen Trommelteil 504 auf. Ein röhrenförmiger Hals 506 erstreckt sich longitudinal von dem radialen Ringteil 502 und ein Antriebszahnrad 508 ist an dem röhrenförmigen Hals 506 angebracht. Wie das Kupplungsgehäuse 10 kann die Kupplungsnabe 500 aus einem Band (d. h. einem Rohling) aus ultrahochfestem Stahl gebildet sein. Der ultrahochfeste Stahl kann auch mit Aluminium-Silicium (AlSi) oder einem anderen Material vorbeschichtet sein, um Korrosion und Entkohlung während der Erwärmungs- und Abschreckungsschritte zu verhindern. Die Kupplungsnabe 500 kann ein einziges Stück sein oder aus zwei Teilen, die durch eine Schweißung zusammengefügt sind, bestehen oder kann pressgeformt sein. Um die Kupplungsnabe 500 zu bilden, kann ein Rohling aus Borstahl in eine vorbestimmte oder unfertige Form kaltgeformt werden. Mehrere allgemein dreieckige Öffnungen 510 können während des Kaltformens zur Gewichtsreduzierung in dem radialen Ringteil gebildet werden. Die vorbestimmte Form kann dann in einer inerten Umgebung wärmebehandelt werden. Als Nächstes kann die Kupplungsnabe 500 einer wassergekühlten Abschreckungswerkzeugmatrize ausgesetzt werden, um mehrere sich radial nach außen erstreckende Keilverzahnungszähne 512 zu bilden, die um den zylindrischen Trommelteil 504 herum angeordnet sind.In addition to the clutch housing disclosed above 10 For example, other embodiments of ultra high strength steel components constructed in accordance with the present disclosure are described in more detail below. 8th shows a clutch hub 500 according to a second embodiment of the present disclosure. The clutch hub 500 has a cup-like shape with a radial ring part 502 and a cylindrical drum part 504 on. A tubular neck 506 extends longitudinally from the radial ring portion 502 and a drive gear 508 is on the tubular neck 506 appropriate. Like the clutch housing 10 can the clutch hub 500 be formed from a band (ie, a blank) made of ultra-high-strength steel. The ultra-high strength steel may also be precoated with aluminum-silicon (AlSi) or other material to prevent corrosion and decarburization during the heating and quenching steps. The clutch hub 500 may be a single piece or consist of two parts joined together by a weld, or may be press-formed. To the clutch hub 500 For example, a bristle ingot may be cold formed to a predetermined or unfinished shape. Several generally triangular openings 510 can be formed during cold forming for weight reduction in the radial ring part. The predetermined shape may then be heat treated in an inert environment. Next, the clutch hub 500 a water-cooled quenching tool die to a plurality of radially outwardly extending spline teeth 512 to form around the cylindrical drum part 504 are arranged around.

9 zeigt einen CVT-Stößel (CVT - Continuously Variable Transmission - stufenloses Getriebe) 520 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der CVT-Stößel 520 enthält einen allgemein glockenförmigen Körper, der eine zentral angeordnete Öffnung 522 definiert. Der CVT-Stößel 520 wird aus einem vorgeformten flachen Rohling aus ultrahochfestem Stahl, vorzugsweise 22MnB5-Borstahl, gebildet. Der Rohling aus Borstahl kann in eine vorbestimmte oder unfertige Form mit einem dicken Zentrum und Außenrand kaltgeformt werden. Die vorbestimmte Form kann dann in einer inerten Umgebung wärmebehandelt werden. Als Nächstes kann der CVT-Stößel 520 einer wassergekühlten Abschreckungswerkzeugmatrize ausgesetzt werden. 9 FIG. 10 shows a continuously variable transmission (CVT) ram 520 according to a third embodiment of the present disclosure. The CVT tappet 520 contains a generally bell-shaped body having a centrally located opening 522 Are defined. The CVT tappet 520 is formed from a preformed flat blank of ultra-high strength steel, preferably 22MnB5 boron steel. The bristle ingot may be cold formed into a predetermined or unfinished shape having a thick center and outer edge. The predetermined shape may then be heat treated in an inert environment. Next up is the CVT tappet 520 a water-cooled quenching tool die are exposed.

10 zeigt einen CVT-Zylinder 540 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der CVT-Zylinder 540 enthält einen ringförmig oder zylindrisch geformten Körper mit einem ersten Ende 542 und einem zweiten Ende 544 und einschließlich einer an dem ersten Ende 542 ausgebildeten Schulter 546. Der Körper des CVT-Zylinders 540 definiert eine Öffnung 548, die sich longitudinal von dem ersten Ende 542 zu dem zweiten Ende 544 erstreckt. Der CVT-Zylinder 540 beginnt als vorgeformter flacher Rohling aus ultrahochfestem Stahl, vorzugsweise 22MnB5-Borstahl, wobei das zentral angeordnete Material entfernt und weggeworfen wurde. Als Nächstes wird der vorgeformte Rohling oder die unfertige Form in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Dann wird der CVT-Zylinder 540 einer wassergekühlten Abschreckungswerkzeugmatrize ausgesetzt. 10 shows a CVT cylinder 540 according to a fourth embodiment of the present disclosure. The CVT cylinder 540 includes an annular or cylindrically shaped body having a first end 542 and a second end 544 and including one at the first end 542 trained shoulder 546 , The body of the CVT cylinder 540 defines an opening 548 extending longitudinally from the first end 542 to the second end 544. extends. The CVT cylinder 540 begins as a preformed flat blank of ultra-high strength steel, preferably 22MnB5 boron steel, with the centrally located material removed and discarded. Next, the preformed blank or unfinished form is heat treated in an inert environment. Then the CVT cylinder 540 exposed to a water-cooled quenching tool die.

11 zeigt einen Planetenträger 560 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Planetenträger 560 umfasst ein erstes Stück 562 und ein zweites Stück 564, die durch eine Schweißung zusammengefügt sind. Mehrere Durchbrüche 566 sind zirkumferenziell in einer voneinander beabstandeten Beziehung zueinander um den Umfang jedes Stücks 562, 564 angeordnet. Das erste Stück 562 beinhaltet mehrere Schenkel 568, die sich longitudinal erstrecken. Um das erste Stück 562 des Planetenträgers 560 zu bilden, kann ein flacher Rohling aus Borstahl in eine vorbestimmte oder unfertige Form mit den mehreren Durchbrüchen 566 und einschließlich der Schenkel 568 kaltgeformt werden. Um das zweite Stück 564 des Planetenträgers 560 zu bilden, kann ein flacher Rohling aus Borstahl in eine unfertige Form mit den mehreren Durchbrüchen 566 kaltgeformt werden. Die unfertigen Formen der Stücke 562, 564 werden in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Als Nächstes kann jedes Stück 562, 564 des Trägers 560 einer wassergekühlten Abschreckungswerkzeugmatrize ausgesetzt werden. Der Planetenträger 560 wird durch Zusammenfügen oder Verschweißen der Schenkel 568 des ersten Stücks 562 mit dem zweiten Stück 564 fertiggestellt. 11 shows a planet carrier 560 according to a fifth embodiment of the present disclosure. The planet carrier 560 includes a first piece 562 and a second piece 564 , which are joined together by a weld. Several breakthroughs 566 are circumferentially spaced apart from each other around the circumference of each piece 562 . 564 arranged. The first piece 562 includes several legs 568 which extend longitudinally. To the first piece 562 of the planet carrier 560 To form a flat blank of boron steel in a predetermined or unfinished shape with the multiple breakthroughs 566 and including the thighs 568 cold formed. To the second piece 564 of the planet carrier 560 To form a flat brittle made of boron steel into an unfinished shape with the multiple breakthroughs 566 cold formed. The unfinished shapes of the pieces 562 . 564 are heat treated in an inert environment. Next, each piece 562 . 564 of the carrier 560 a water-cooled quenching tool die are exposed. The planet carrier 560 is by joining or welding the legs 568 of the first piece 562 with the second piece 564 completed.

12A und 12B zeigen zwei Reaktionsschalen 580 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Jede Reaktionsschale 580 umfasst einen Körper, der einen zylindrischen ersten Teil 582 mit einem ersten Durchmesser und einen zylindrischen zweiten Teil 584 mit einem zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist, enthält. Mehrere sich radial nach außen erstreckende Keilverzahnungszähne 586 sind um den zylindrischen zweiten Teil 584 angeordnet. Mehrere Bohrungen 588 sind durch den zylindrischen ersten Teil 582 und den zylindrischen zweiten Teil 584 definiert. Um die Reaktionsschale 580 zu bilden, wird ein flacher Rohling aus Borstahl in eine vorbestimmte röhrenförmige Form oder unfertige Form mit den Bohrungen kaltgeformt. Die vorbestimmte röhrenförmige Form wird dann in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Obgleich die Bohrungen 588 während des Kaltformens gebildet werden, versteht es sich, dass die Bohrungen 588 auch gebildet werden können, während die vorbestimmte röhrenförmige Form heiß ist. Als Nächstes wird die Reaktionsschale einer wassergekühlten Abschreckungswerkzeugmatrize ausgesetzt, um die Geometrie zu halten und die sich radial nach außen erstreckenden Keilverzahnungszähne 586 zu bilden, die um den zylindrischen zweiten Teil 584 angeordnet sind. 12A and 12B show two reaction dishes 580 according to a sixth embodiment of the present disclosure. Every reaction bowl 580 includes a body having a cylindrical first part 582 with a first diameter and a cylindrical second part 584 with a second diameter larger than the first diameter. A plurality of radially outwardly extending spline teeth 586 are around the cylindrical second part 584 arranged. Several holes 588 are through the cylindrical first part 582 and the cylindrical second part 584 Are defined. To the reaction bowl 580 To form a flat brittle made of boron steel into a predetermined tubular shape or unfinished shape with the holes is cold formed. The predetermined tubular shape is then heat treated in an inert environment. Although the holes 588 are formed during cold forming, it is understood that the holes 588 can also be formed while the predetermined tubular shape is hot. Next, the reaction tray is exposed to a water cooled quench tool die to hold the geometry and form the radially outwardly extending spline teeth 586 that surround the cylindrical second portion 584 are arranged.

13A zeigt ein Differenzialgehäuse 600 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Differenzialgehäuse 600 ist allgemein becher- oder trommelförmig mit einem röhrenförmigen Halsteil 602, der eine zentrale Öffnung 604 definiert und mehrere Arme 606 beinhaltet, die sich radial und longitudinal von dem Halsteil 602 erstrecken. Die Arme 606 alternieren zirkumferenziell zwischen dem Arm 606, der eine sich radial nach innen erstreckende Schulter 608 (13C) beinhaltet, und dem Arm 606 mit einem allgemein L-förmigen Querschnitt (13B). Jeder Arm 606 beinhaltet auch wenigstens einen Durchbruch 610. Das Differenzialgehäuse 600 beginnt als ein vorgeformter flacher Rohling aus ultrahochfestem Stahl, bevorzugt 22MnB5-Borstahl, mit einer Extrusion, die den Halsteil 602 und die zentrale Öffnung 604 bildet. Der vorgeformte Rohling oder die unfertige Form wird in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Dann wird das Differenzialgehäuse 600 einer wassergekühlten Abschreckungswerkzeugmatrize ausgesetzt. 13A shows a differential case 600 According to a seventh embodiment of the present disclosure. The differential housing 600 is generally cup-shaped or drum-shaped with a tubular neck portion 602 , which has a central opening 604 defined and several arms 606 includes, extending radially and longitudinally from the neck portion 602 extend. The poor 606 alternate circumferentially between the arm 606 which has a radially inwardly extending shoulder 608 ( 13C ) and the arm 606 with a generally L-shaped cross section ( 13B ). Every arm 606 also includes at least one breakthrough 610 , The differential housing 600 begins as a preformed flat blank of ultra-high strength steel, preferably 22MnB5 boron steel, with an extrusion containing the neck portion 602 and the central opening 604 forms. The preformed blank or unfinished form is heat treated in an inert environment. Then the differential case 600 exposed to a water-cooled quenching tool die.

14 zeigt eine Differenzialabdeckung 620 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Differenzialabdeckung 620 umfasst einen allgemein glockenförmigen Körper 622, der sich zwischen einem allgemein zylindrischen ersten Ende 624 und einem gegenüberliegenden ringförmigen zweiten Ende 626 erstreckt. Ein Zahnkranz 628 ist an dem zweiten Ende 626 der Abdeckung 620 angebracht. Die Abdeckung 620 ist zum Umschließen mehrerer Ritzel 630 ausgelegt. Die Abdeckung 620 wird mit einem flachen Rohling aus Borstahl gebildet, der in eine unfertige flache Form oder Becherform mit einer Extrusion, die sich longitudinal an ihrem Zentrum erstreckt, kaltgeformt wird. Als Nächstes wird die Abdeckung 620 in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Dann wird die Abdeckung 620 einer wassergekühlten Abschreckungswerkzeugmatrize ausgesetzt. Der Zahnkranz 628 kann anfänglich aus zwei Stücken bestehen, die an den Außenumfang der Abdeckung 620 geschweißt werden. 14 shows a differential cover 620 according to an eighth embodiment of the present disclosure. The differential coverage 620 comprises a generally bell-shaped body 622 which is between a generally cylindrical first end 624 and an opposite annular second end 626 extends. A sprocket 628 is at the second end 626 the cover 620 appropriate. The cover 620 is designed to enclose multiple pinions 630. The cover 620 is formed with a flat bristle ingot which is cold worked into an unfinished flat or cup shape with an extrusion extending longitudinally at its center. Next is the cover 620 heat treated in an inert environment. Then the cover 620 exposed to a water-cooled quenching tool die. The sprocket 628 may initially consist of two pieces that fit the outer circumference of the cover 620 be welded.

15A zeigt eine Drehmomentwandlerabdeckung 640 gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Drehmomentwandlerabdeckung 640 umfasst einen vorderen Teil 642 (15B) und einen hinteren Teil 644 (15C). Der vordere Teil 642 ist allgemein trommelförmig und beinhaltet eine radiale Wand 646 mit einem Außenumfangsteil, der eine Überbrückungsoberfläche definiert. Ein integraler zylindrischer Teil 648 des vorderen Teils 642 weist eine Innenoberfläche auf, die sich longitudinal von der radialen Wand 646 erstreckt. Die Innenoberfläche des vorderen Teils kann auch eine innere Keilverzahnung definieren. Der hintere Teil 644 ist ringförmig und weist eine zentrale Öffnung 650 und einen gekrümmten Querschnitt oder eine halbrunde Form auf. Jeder Teil 642, 644 beginnt als ein flacher Rohling aus Borstahl, der in eine vorbestimmte Form kaltgeformt wird. Die vorbestimmten oder unfertigen Formen können dann in einer inerten Umgebung wärmebehandelt werden. Als Nächstes kann jeder Teil 642, 644 der Abdeckung einer wassergekühlten Abschreckungswerkzeugmatrize ausgesetzt werden. Solche Drehmomentwandlerabdeckungen 640, die hochfesten Stahl verwenden, ermöglichen eine dünnere Wand, wodurch im Vergleich zu Abdeckungen, die aus anderen Materialien gefertigt werden, Gewicht reduziert wird. 15A shows a torque converter cover 640 according to a ninth embodiment of the present disclosure. The torque converter cover 640 includes a front part 642 ( 15B ) and a rear portion 644 ( 15C ). The front part 642 is generally drum-shaped and includes a radial wall 646 with an outer peripheral portion defining a bridging surface. An integral cylindrical part 648 of the front part 642 has an inner surface extending longitudinally from the radial wall 646 extends. The inner surface of the front part may also define an internal spline. The back part 644 is annular and has a central opening 650 and a curved cross section or a semicircular shape. Every part 642 . 644 starts as a flat bristle blank made of cold rolled steel, which is cold formed into a predetermined shape. The predetermined or unfinished shapes may then be heat treated in an inert environment. Next, each part 642 . 644 be exposed to the cover of a water cooled deterrent tool die. Such torque converter covers 640 , which use high strength steel, allow a thinner wall, which reduces weight compared to covers made of other materials.

16 zeigt eine Ölwanne 660 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Ölwanne 660 umfasst eine allgemein rechteckige Basis 662 mit einer Seitenwand 664, die um den Umfang der Basis 662 angeordnet ist und sich von der Basis 662 allgemein senkrecht zu einem oberen durchgehenden Flansch 668 erstreckt, der zum Fixieren an einem Block eines Motors ausgeführt ist. Mehrere Öffnungen 670 sind durch den Flansch 668 definiert und zirkumferenziell um den Flansch 668 herum voneinander beabstandet. Die Ölwanne 660 kann aus einem flachen Rohling aus Borstahl gebildet sein, der in eine vorbestimmte Form kaltgeformt ist. Die vorbestimmte oder unfertige Form kann dann in einer inerten Umgebung wärmebehandelt werden. Dann kann die Ölwanne 660 einer wassergekühlten Abschreckungswerkzeugmatrize ausgesetzt werden. Die Verwendung von hochfestem Stahl bei dieser Art von Anwendung ermöglicht eine dünnere Basis 662 und Seitenwand 664 und kann auch Rippungsmerkmale ermöglichen. 16 shows an oil pan 660 According to a tenth embodiment of the present disclosure. The oil pan 660 includes a general rectangular base 662 with a side wall 664 that is around the scope of the base 662 is arranged and different from the base 662 generally perpendicular to an upper continuous flange 668 extends, which is designed for fixing to a block of an engine. Several openings 670 are through the flange 668 defined and circumference around the flange 668 spaced around each other. The oil pan 660 may be formed of a flat brittle made of boron steel which is cold-formed into a predetermined shape. The predetermined or unfinished shape may then be heat treated in an inert environment. Then the oil pan 660 a water-cooled quenching tool die are exposed. The use of high strength steel in this type of application allows for a thinner base 662 and sidewall 664 and may also allow ripping features.

Bei jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen können die Komponenten aus 22MnB5-Stahl gebildet werden, es versteht sich jedoch, dass die Menge an Bor (B5-B50) in Abhängigkeit von der Art der Komponente oder der gewünschten Festigkeit ausgewählt werden kann. Darüber hinaus kann die Menge an anderen Materialien, die den ultrahochfesten Stahl darstellen, wie etwa Kohlenstoff, eine Variation des martensitischen Prozentanteils und der Härte nach dem Abschrecken verursachen. Während der Wärmebehandlung beträgt die Erwärmungstemperatur ungefähr 850-950 Grad Celsius. Insbesondere beträgt die Zielerwärmungstemperatur für 22MnB5-Stahl 900 Grad Celsius, jedoch kann die Erwärmungstemperatur mit zunehmender Bormenge erhöht werden. Wie oben beschrieben, kann die Wärmebehandlung teilweise oder vollständig lokalisiert sein. Das Erwärmungsverfahren kann Induktion sein oder durch andere Techniken erfolgen. Wenn es wünschenswert ist, die Festigkeit in einem bestimmten Bereich einer Komponente zu lokalisieren, kann die Wärmebehandlung auf diesen Bereich lokalisiert werden. In anderen Fällen kann eine lokalisierte Wärmebehandlung für Abschnitte einer Komponente mit einem dickeren Querschnitt verwendet werden.In each of the aforementioned embodiments, the components may be formed of 22MnB5 steel, however, it will be understood that the amount of boron (B5-B50) may be selected depending on the type of component or the desired strength. In addition, the amount of other materials constituting the ultra-high-strength steel, such as carbon, may cause a variation of the martensitic percentage and the hardness after quenching. During the heat treatment, the heating temperature is about 850-950 degrees Celsius. In particular, the target heating temperature for 22MnB5 steel is 900 degrees Celsius, but the heating temperature can be increased with increasing the amount of boron. As described above, the heat treatment may be partially or completely localized. The heating process may be induction or by other techniques. If it is desirable to locate the strength in a particular area of a component, the heat treatment can be localized to that area. In other cases, a localized heat treatment may be used for portions of a component having a thicker cross-section.

Während des Abschreckungsschritts, der bei der Bildung jeder der zuvor genannten Ausführungsformen verwendet werden kann, definiert die Abschreckpresse/- matrize die Endform des Teils. Die Entformungstemperatur kann zwischen ca. 150-250 Grad Celsius bei einer bevorzugten Zieltemperatur von 200 Grad Celsius liegen. Die Komponenten verbleiben in Abhängigkeit von der Querschnittsdicke und der gewünschten Festigkeit allgemeinen für etwa 6-20 Sekunden in der Abschreckpresse/- matrize.During the quenching step that may be used in the formation of any of the aforementioned embodiments, the quench press / die defines the final shape of the part. The demolding temperature can be between about 150-250 degrees Celsius at a preferred target temperature of 200 degrees Celsius. The components generally remain in the quench press / die for about 6-20 seconds, depending on the cross-sectional thickness and desired strength.

Im Allgemeinen werden Materialien mit einer Festigkeit von ungefähr 1000 MPa während des Kaltformens brechen oder zurückfedern, weshalb die zuvor genannten Verfahren vorteilhaft sind, wenn solche hochfesten Materialien geformt werden. Aufgrund einer Reduzierung des Querschnitts kann darüber hinaus die Geometrie von Komponenten, die durch hier offenbarte HAC-Verfahren (HAC: Heat Assisted Calibration - wärmeunterstützte Kalibrierung) gebildet werden, komplexer sein (d. h. Rippen). Folglich wird die Herstellung einiger Komponenten (z. B. des bei der fünften Ausführungsform oben beschriebenen Planetenträgers), die unter Verwendung von Kaltformen nicht möglich ist, mit HAC-Prozessen ermöglicht.In general, materials having a tenacity of about 1000 MPa will break or spring back during cold forming, and therefore, the aforementioned methods are advantageous when molding such high strength materials. Moreover, due to a reduction in the cross-section, the geometry of components formed by HAC (Heat Assisted Calibration) methods disclosed herein (HAC) may be more complex (i.e., rippling). As a result, production of some components (eg, the planet carrier described in the fifth embodiment above), which is not possible using cold forming, is enabled by HAC processes.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf die Außenoberflächen und andere freigelegte Bereiche der Komponenten vor der Wärmebehandlung bereitgestellt. Das Aufbringen einer solchen Beschichtung verhindert oder reduziert die Bildung einer weichen Ferritschicht auf der Komponente, welche infolge von Zunder/Entkohlung während Wärmebehandlungen der Komponente gebildet werden kann, von der bekannt ist, dass sie die Festigkeit der Komponente in ihrer fertigen Form beeinträchtigt.In accordance with another aspect of the present disclosure, a method of applying a coating to the exterior surfaces and other exposed portions of the components prior to the heat treatment is provided. The application of such a coating prevents or reduces the formation of a soft ferrite layer on the component which may be formed as a result of scale / decarburization during heat treatments of the component known to affect the strength of the component in its finished form.

Insbesondere wird die Beschichtung auf Bereiche, wie etwa Fenster, Löcher oder Ausschnitte von Komponenten, wie etwa jenen, die auf den in 17-19 gefundenen Komponenten veranschaulicht sind, aufgebracht. Die Beschichtung kann aus Materialien, wie etwa einer Nickelelektrolytbeschichtung, Ölen, die zum Bilden einer nichtblattartigen Oxidschicht aufgebracht sind, Hochtemperatur-Graphitöl-, wasserbasierten Keramikbeschichtungen und anderen Hochtemperatur-Schutzbeschichtungen, die dazu ausgelegt sind, Oxidation und Entkohlung zu steuern, bestehen. Nickelbeschichtungen können als eine Schicht nach einer endgültigen Produktion der Komponente zurückbleiben, während Öl- oder wasserbasierte Keramiken nach einer Wärmebehandlung abgewaschen oder absorbiert werden können. Es versteht sich, dass die Beschichtung durch Sprühen oder Pinselauftrag aufgebracht werden kann. Des Weiteren kann die Beschichtung lediglich auf gezielte Bereiche oder auf die gesamte Komponente aufgebracht werden. Zum Beispiel kann ein erster Teil, der beschichtet ist, die Bereiche um Fenster herum beinhalten, während ein zweiter Teil, der nichtbeschichtet ist, den Rest der Komponente beinhalten kann.In particular, the coating is applied to areas such as windows, holes, or cutouts of components, such as those referred to in Figs 17 - 19 found components are applied, applied. The coating may consist of materials such as a nickel electrolyte coating, oils applied to form a non-sheet oxide layer, high temperature graphite oil, water based ceramic coatings and other high temperature protective coatings designed to control oxidation and decarburization. Nickel coatings may remain as a layer after final production of the component while oil or water based ceramics may be washed off or absorbed after a heat treatment. It is understood that the coating can be applied by spraying or brush application. Furthermore, the coating can be applied only to targeted areas or to the entire component. For example, a first part that is coated may include the areas around windows, while a second part that is uncoated may include the rest of the component.

Mit Bezug auf 20 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Komponente gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Das Verfahren kann den Schritt 1000 des Bereitstellens eines Rohlings aus ultrahochfestem Stahl beinhalten. Das Verfahren fährt mit 1002 Kaltformen des Rohlings in eine unfertige Komponente fort. Das Verfahren fährt mit 1004 Aufbringen einer Beschichtung auf die Außenoberfläche der unfertigen Komponente fort, wobei die Beschichtung dazu ausgelegt ist, die Bildung einer weichen Ferritschicht auf der unfertigen Komponente während der Erwärmung der Komponente zu hemmen. Das Verfahren fährt mit 1006 Erwärmen der unfertigen Komponente fort. Schließlich fährt das Verfahren mit 1008 Abschrecken der unfertigen Komponente fort.Regarding 20 FIG. 10 is a flowchart of a method of forming a component according to one embodiment of the present disclosure. FIG. The procedure may be the step 1000 of providing a blank of ultra-high-strength steel. The process continues with 1002 cold forming of the blank into an unfinished component. The process proceeds with 1004 applying a coating to the outer surface the unfinished component, wherein the coating is adapted to inhibit the formation of a soft ferrite layer on the unfinished component during the heating of the component. The process continues with 1006 heating of the unfinished component. Eventually, the process continues with 1008 quenching of the unfinished component.

Es versteht sich, dass Aufbringen einer Beschichtung gemäß dem vorliegenden Verfahren ermöglicht, dass die mechanischen Eigenschaften der Komponente angepasst werden, indem die Beschichtung auf vorbestimmte Gebiete aufgebracht wird. Insbesondere kann die Beschichtung auf einen ersten Teil der unfertigen Komponente aufgebracht werden, während ein zweiter Teil der unfertigen Komponente unbeschichtet verbleibt. Wie in 21 und 22 veranschaulicht, wurden Tests an Komponenten durchgeführt, die bei gewissen Gebieten gemäß dem vorliegenden Verfahren beschichtet wurden, während erlaubt wurde, dass andere Gebiete der Komponenten unbeschichtet verblieben. Wie in diesen Figuren veranschaulicht, kann eine optische Mikroskopie der Oberflächenmikrostruktur der Komponente genutzt werden, um zu identifizieren, wo eine Beschichtung aufgebracht wurde. Die Tests zeigten eine Ermüdungsfestigkeit von näherungsweise 475 MPa in beschichteten Gebieten und von lediglich 305 MPa in unbeschichteten Gebieten auf. Die Tests bestätigten ferner, dass Komponenten, die gemäß dem vorliegenden Verfahren beschichtet sind, Festigkeitsanforderungen und Oberflächen- und Kernhärteanforderungen von minimal 400 HV erfüllen können.It is understood that applying a coating according to the present method allows the mechanical properties of the component to be adjusted by applying the coating to predetermined areas. In particular, the coating can be applied to a first part of the unfinished component, while a second part of the unfinished component remains uncoated. As in 21 and 22 For example, tests were performed on components coated in certain areas according to the present method while allowing other areas of the components to remain uncoated. As illustrated in these figures, optical microscopy of the surface microstructure of the component can be used to identify where a coating has been applied. The tests showed a fatigue strength of approximately 475 MPa in coated areas and only 305 MPa in uncoated areas. The tests further confirmed that components coated according to the present process can meet strength requirements and surface and core tempering requirements of a minimum of 400 HV.

In Anbetracht des Obigen versteht es sich, dass ein Vorteil der Nutzung des vorliegenden Beschichtungsverfahrens das Verhindern der Bildung einer weichen Ferritschicht auf der Komponente beinhaltet, welche eine Dicke verringert und die Ermüdungsfestigkeit der Komponente erhöht.In view of the above, it is understood that an advantage of using the present coating method involves preventing the formation of a soft ferrite layer on the component, which reduces a thickness and increases the fatigue strength of the component.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung ist ein Verfahren bereitgestellt, bei dem starke Komponenten mit dickerer Wand direkt abgeschreckt werden, d. h. ohne die Verwendung von Werkzeugen, nachdem sie wärmebehandelt wurden, um einen kosteneffektiveren Prozess bereitzustellen. Insbesondere können, wie im Vorausgegangenen besprochen, Komponenten mit dünner Wand während des Abschreckens mit Werkzeugen gehalten werden, um eine Verzerrung zu reduzieren. Solche Werkzeuge werden für Komponenten mit dickerer Wand gemäß dem vorliegenden Verfahren nicht notwendig, weil das dickere Material während des Abkühlens eine minimale Verzerrung erfährt und weil Komponenten mit dickerer Wand typischerweise maschinell auf endgültige kritische Toleranzen bearbeitet werden. Die Nutzung des vorliegenden Verfahrens stellt einen schnelleren Abschreckungsprozess bereit, was zu einer verringerten Gesamtzykluszeit führt.According to another aspect of the disclosure, there is provided a method wherein high thick wall components are quenched directly, i. H. without the use of tools after being heat treated to provide a more cost effective process. In particular, as discussed above, thin wall components may be held with tools during quenching to reduce distortion. Such tools are not necessary for thicker wall components according to the present method, because the thicker material undergoes minimal distortion during cooling, and because thicker wall components are typically machined to final critical tolerances. Use of the present method provides a faster deterrent process resulting in a reduced overall cycle time.

Starke Komponenten mit dickerer Wand gemäß dem vorliegenden Verfahren weisen eine Wanddicke zwischen näherungsweise 3,5 und 6,5 mm auf. Solche Komponenten können unter anderem einen CVT-Stößel 520, 1520, wie etwa jenen in 9 und 17 veranschaulichten, einen CVT-Zylinder 540, 1540, wie etwa jenen in 10 und 23 veranschaulichten, ein Differenzialgehäuse 600, 1600, wie etwa jenes in 13A-13C veranschaulichte, eine Differenzialabdeckung 620, wie etwa jene in 14 veranschaulichte, ein CVT-Gehäuse 1542, wie etwa jenes in 24 veranschaulichte, einen Planetenträger 1544, wie etwa jenen in 25 veranschaulichten, und einen Rotationsträger 1546, wie etwa jenen in 26 veranschaulichten, beinhalten. Ferner können solche starken Komponenten die folgende Zusammensetzung aufweisen:

- Kohlenstoff 0,08 bis 0,33 %;
- Mangan 0,8 bis 1,50 %;
- Bor 0,0005 bis 0,005 %;
- Silicium max. 0,50 %;
- Phosphor max. 0,030 %;
- Schwefel max. 0,0025 %; und
- Chrom max. 0,35 %.

Thicker thick wall components according to the present method have a wall thickness between approximately 3.5 and 6.5 mm. Such components may include a CVT tappet 520 . 1520 , like those in 9 and 17 illustrated a CVT cylinder 540 . 1540 , like those in 10 and 23 illustrated a differential case 600 . 1600 , like that in 13A - 13C illustrated a differential cover 620 , like those in 14 illustrated a CVT housing 1542 , like that in 24 illustrated a planet carrier 1544 , like those in 25 illustrated, and a rotation carrier 1546 , like those in 26 illustrated include. Furthermore, such strong components may have the following composition:

- Carbon 0.08 to 0.33%;
Manganese 0.8 to 1.50%;
Boron 0.0005 to 0.005%;
- silicon max. 0.50%;
- Phosphorus max. 0.030%;
- sulfur max. 0.0025%; and
- chrome max. 0.35%.

Mit Bezug auf 26 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Komponente gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Das vorliegende Verfahren kann den Schritt 2000 des Vorformens oder Kaltformens, wie etwa mit einer Rolle oder einem Nockengesenk, eines flachen Rohlings aus Stahl in eine endgültige Form beinhalten. Das Verfahren fährt mit dem Schritt 2002 des Erwärmens des geformten Rohlings, wie etwa mit einem elektrischen oder Gasofen oder einer Induktionserwärmungsquelle, fort. Zum Beispiel kann der Rohling auf 930 Grad Celsius erwärmt werden. Das Verfahren fährt mit dem schnellen Transferieren der Komponente in ein Abschreckungsmedium und dem Schritt 2004 des Abschreckens der Komponente ohne die Verwendung von Werkzeugen fort. Die Komponente kann vollständig oder teilweise abgeschreckt werden. Nachdem das Abschrecken abgeschlossen ist, wird die Komponente aus dem Abschreckungsmedium entfernt.Regarding 26 FIG. 10 is a flowchart of a method of forming a component according to one embodiment of the present disclosure. FIG. The present method may be the step 2000 preforming or cold forming, such as with a roll or a cam die, of a flat blank of steel into a final shape. The procedure moves to the step 2002 heating the shaped blank, such as with an electric or gas oven or induction heating source. For example, the blank can be heated to 930 degrees Celsius. The method proceeds with the rapid transfer of the component to a quench medium and the step 2004 quenching the component without the use of tools. The component can be completely or partially quenched. After quenching is complete, the component is removed from the quench medium.

Es versteht sich, dass das vorliegende Verfahren ermöglicht, dass die mechanischen Eigenschaften von Komponenten für spezifische Zwecke angepasst werden und das Gesamtgewicht der Komponente reduziert wird. Wie in 27-29 veranschaulicht, waren Komponenten durch Nutzen des vorliegenden Verfahrens dazu in der Lage, Festigkeit- und Härteminimalanforderungen von 400 HC und Kernhärteminimalanforderungen von 200 HV zu erfüllen.It is understood that the present method allows the mechanical properties of components to be adjusted for specific purposes and the overall weight of the component to be reduced. As in 27-29 By using the present method, components have been shown to be capable of meeting minimum strength and hardness requirements of 400 HC and minimum core hardness requirements of 200 HV.

Während Beispiele der Offenbarung veranschaulicht und beschrieben wurden, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Beispiele alle möglichen Formen der Offenbarung veranschaulichen und beschreiben. Vielmehr sind die Wörter, die in dieser Beschreibung verwendet werden, Wörter einer Beschreibung statt einer Beschränkung und versteht es sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von der Idee und dem Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Außerdem können die Merkmale und verschiedenen Implementierungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Beispiele der Offenbarung zu bilden.While examples of the disclosure have been illustrated and described, it is not intended that these examples illustrate and describe all possible forms of the disclosure. Rather, the words used in this description are words of description rather than limitation, and it is to be understood that various changes may be made without departing from the spirit and scope of the disclosure. Additionally, the features and various implementation embodiments may be combined to form further examples of the disclosure.

Claims

A method of forming a component using ultra-high strength steel, comprising the steps of: Providing a blank of ultra-high strength steel; Cold forming the blank into an unfinished component; Applying a coating to the outer surface of the unfinished component, the coating being configured to inhibit the formation of a soft ferrite layer on the unfinished component during a heat treatment of the component; Heating the unfinished component; and Quenching the unfinished component.

Method according to Claim 1 wherein the outer surface of the unfinished component includes at least a first part and a second part, and wherein applying a coating to the outer surface of the unfinished component includes applying the coating to only the first part of the outer surface of the component.

Method according to Claim 2 wherein the first part of the outer surface of the unfinished component extends around an opening defined by the outer surface so that the coating is applied around the opening.

Method according to Claim 1 wherein the coating is applied to at least substantially the entire outer surface of the unfinished component.

Method according to Claim 1 wherein the coating includes a nickel electrolyte coating and / or a high temperature graphite oil and / or a water based ceramic coating.

Method according to Claim 1 wherein the component is a differential housing and / or a CVT tappet and / or Innenendurchmesserkeilverzahnunen a clutch housing and / or externally toothed wheels.

A method of forming a component using ultra-high strength steel, comprising the steps of: Providing a blank of ultra-high strength steel of high thickness; Cold forming the blank into a finished component; Heating the finished component; and Quenching the finished component without the use of tools.

Method according to Claim 7 wherein a thickness of the blank is between about 3.5 mm and 6.5 mm.

Method according to Claim 7 wherein the blank has the following composition: carbon 0.08 to 0.33 wt%; Manganese 0.8 to 1.50 wt%; Boron 0.0005 to 0.005 wt%; Silicon less than or equal to 0.50 wt%; Phosphorus less than or equal to 0.030 wt%; Sulfur less than or equal to 0.0025% by weight; and chromium less than or equal to 0.35 wt%.

Method according to Claim 7 wherein the component is a differential housing and / or a CVT tappet and / or Innenendurchmesserkeilverzahnunen a clutch housing and / or externally toothed wheels.

Method according to Claim 7 wherein heating the finished component includes heating the component with either an electric oven, a gas oven, or an induction heating source.

Method according to Claim 7 wherein heating the finished component includes heating the finished component to 930 degrees Celsius.

Method according to Claim 7 wherein quenching the finished component includes quenching only a portion of the finished component.

Method according to Claim 7 wherein quenching the finished component includes quenching the entire finished component.