DE112014001903T5

DE112014001903T5 - Verfahren zum Zusammenfügen von zwei Materialien durch Diffusionsschweißen

Info

Publication number: DE112014001903T5
Application number: DE112014001903.8T
Authority: DE
Inventors: Ingemar Strandell
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2014-04-07
Publication date: 2015-12-31
Also published as: US9555500B2; CN110977144A; CN110977144B; WO2014168547A1; CN105209214A; US20160318118A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenfügen eines ersten (1) und eines zweiten (2) Materials durch Diffusionsschweißen, wobei während des Prozesses des Zusammenfügens ein drittes Material (3) zwischen dem ersten (1) und dem zweiten (2) Material angeordnet wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung stellt ein Verfahren zum Zusammenfügen von zwei Materialien durch Diffusionsschweißen oder isostatisches Heißpressen vor.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das Zusammenfügen von zwei Materialien durch Diffusionsschweißen und isostatisches Heißpressen ist bekannt.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Zusammenfügen von zwei Materialien durch Diffusionsschweißen oder isostatisches Heißpressen zur Verfügung zu stellen. Beim Bilden von Komponenten von guter Qualität, die über einen langen Zeitraum große Lasten aushalten müssen, wie Lager oder Presswerkzeuge usw., neigen bekannte Verfahren zum Zusammenfügen von zwei Materialien durch Diffusionsschweißen oder isostatisches Heißpressen dazu, im Übergangsbereich, in dem die beiden Materialien aufeinandertreffen, schwache Bereiche zu erzeugen. Es kann zwischen den Materialien ein Kohlenstoffpotential bestehen, d. h. eines der beiden zusammengefügten Materialien kann im Prozess des Zusammenfügens Kohlenstoff aufnehmen, während das andere Material Kohlenstoff abgeben kann. Ein Kohlenstoffpotential erklärt sich durch die Fähigkeit einer Umgebung, die Aktivkohle enthält, den Kohlenstoffgehalt eines Stahls unter vorgegebenen Bedingungen zu ändern oder zu erhalten. In jeder besonderen Umgebung hängt der erreichte Kohlenstoffgehalt von Faktoren wie Temperatur, Zeit und Stahlzusammensetzung ab. Das Kohlenstoffpotential ist somit eine Differenz der Kohlenstoffaktivität zwischen z. B. zwei Materialien. Somit wird, falls eine Differenz der Kohlenstoffaktivität besteht, d. h. wenn das Kohlenstoffpotential nicht gleich Null ist, der Kohlenstoff von einem Material in das andere diffundieren. Die Kohlenstoffgefälle in den beiden Materialien können während einer anschließenden Wärmebehandlung zu schwachen und spröden Phasen führen. Ein Übergangsbereich mit einem größeren Anteil an schwächeren spröden Mikrostrukturphasen, wie Zementitnetzwerke oder komplexe Metallkarbide, kann die Festigkeit von einem oder beiden der zwei zusammengefügten Materialien erheblich verringern. Durch Auswahl des Legierungsgehalts der beiden zusammengefügten Materialien und/oder Verwendung der Prozesstemperatur kann die Diffusionsrate von Kohlenstoff zwischen den Materialien verringert werden. Die Härtungseigenschaften beider Legierungen werden dann zu einem großen Teil beibehalten, und die den Übergangsbereich umgebenden Volumen haben kein großes Volumen an schwachen oder spröden Phasen. Die beiden Materialien bewahren ihre Fähigkeit und ihre Mikrostruktur über den gesamten Bereich bis zum Übergangsbereich. Die Größe des Übergangsbereichs ist verkleinert und die möglichen Probleme einer Sprödigkeit des Materials usw. verringern sich. Der Erfinder hat festgestellt, dass einige Materialien, die vorteilhaft zusammengefügt werden können, immer noch ein hohes Kohlenstoffpotential aufweisen, selbst wenn der Legierungsgehalt und die Temperatur so angepasst werden, dass diese Differenz verringert wird. Dies ist zum Beispiel beim Zusammenfügen von Materialien verschiedener Qualitäten der Fall, wie beim Zusammenfügen eines billigeren Gusseisens oder Stahlgusses mit einem hohen Kohlenstoffgehalt und eines Stahls von hoher Reinheit und mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt.
Die Aufgabe der Erfindung wurde durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Zusammenfügen eines ersten und eines zweiten Materials durch Diffusionsschweißen gelöst, wobei während des Prozesses des Zusammenfügens ein drittes Material zwischen dem ersten und dem zweiten Material angeordnet wird. Durch Bereitstellen eines Zwischenmaterials kann verhindert werden, dass das erste und das zweite Material mit einem hohen Kohlenstoffpotential miteinander reagieren und einen Kohlenstoffgehalt im Übergangsbereich schaffen, der im Wesentlichen über oder unter dem Gehalt des ersten und des zweiten Materials liegt. Unter Kohlenstoffgehalt versteht man den Mittelwert im Material. Der Kohlenstoffgehalt kann natürlich variieren und lokale Schwankungen aufweisen, es ist jedoch der gesamte Mittelwert des Materials gemeint. Der Kohlenstoffgehalt soll entlang des Querschnitts der zusammengefügten Materialien gemessen werden, wobei der Querschnitt senkrecht zur Oberfläche, an der sich die Materialien treffen, genommen wird. In diesem Sinne muss die zusammenzufügende Oberfläche keinesfalls flach sein, da auch abgerundete Oberflächen eine senkrechte Richtung aufweisen. Der Übergangsbereich ist der Bereich, in dem die Änderung des Kohlenstoffgehalts auf Grund des Prozesses des Zusammenfügens in den Materialien beobachtet werden kann. Falls der Kohlenstoffgehalt nicht über dem Kohlenstoffgehalt des ersten und zweiten Materials liegt, ist dies ein Hinweis darauf, dass der Kohlenstoff nicht so reagiert hat, dass er Zementit oder Komplexmetall oder Eisenkarbide gebildet hat, die hart und spröde sind. Stattdessen ist der Kohlenstoff auf kontrollierte Weise in das dritte Material diffundiert. Somit ist die Festigkeit des Übergangsbereichs gesichert.
Es werden nun beispielhafte und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zusammenfügen von Lagern vorgestellt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das dritte Material ein kohlenstoffarmer Stahl. In einer weiteren Ausführungsform hat der kohlenstoffarme Stahl einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,3 Gewichtsprozent (Gew.-%), er könnte jedoch ohne weiteres auch nur 0,05 Gew.-% und bis zu 0,6 Gew.-% betragen. In einer anderen Ausführungsform ist der kohlenstoffarme Stahl ein ferritischer Stahl. Wenn man ein Material mit einem sehr geringen Kohlenstoffgehalt hat, zieht das Material sowohl vom ersten als auch vom zweiten Material Kohlenstoff an, wodurch der Unterschied des Kohlenstoffgehalts zwischen dem ersten und dem zweiten Material langsam ausgeglichen wird, da der Kohlenstoffgehalt sowohl des ersten als auch des zweiten Materials über dem des schwach ferritischen Stahls liegt. Auf diese Weise wird der Prozess gesteuert, so dass kein schwaches und sprödes Zementit oder andere unerwünschte komplexe Karbide geschaffen werden und die Festigkeit des Übergangsbereichs weiter gesichert ist. In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens ist das dritte Material ein Blech. Auf diese Weise kann es leicht so geformt werden, dass es das erste und das zweite Material einkapselt und an diesem anliegt. In noch einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beträgt die Dicke des dritten Materials 0,5 bis 10 mm. Die Dicke wird in Bezug auf die Prozesstemperatur und die Zeit derart ausgewählt, dass das Material, welches der größten Belastung unterworfen wird, weder mit Kohlenstoff angereichert ist noch dass diesem wesentlich Kohlenstoff entzogen wurde. Es wird zugelassen, dass dem Ringkernmaterial ein wenig Kohlenstoff entzogen wird, während das Übergangsmaterial mit Kohlenstoff angereichert wird, wodurch es in einem nachfolgenden Härtungsvorgang zumindest teilweise eine martensitische Struktur aufweisen kann. In einer anderen Ausführungsform enthält das dritte Material auch Stickstoff. Dadurch soll vermieden werden, dass Stickstoff vom ersten Material diffundiert, was seine Materialeigenschaften beeinträchtigen könnte. In einer weiteren Ausführungsform werden mehrere Zwischenmaterialien zwischen dem ersten und dem zweiten Material angeordnet, um zu ermöglichen, dass der Kohlenstoff auf kontrollierte und optimale Weise diffundiert.
In einer Ausführungsform des Verfahrens zeigen das erste und das zweite Material bei der Temperatur zum Zusammenfügen ein Kohlenstoffpotential. Beim Zusammenfügen von zwei Materialien durch Diffusionsschweißen ist es von Vorteil, wenn die beiden Materialien kein Kohlenstoffpotential aufweisen, d. h. wenn die Materialien grob dieselbe Kohlenstoffaktivität aufweisen, um zu verhindern, dass Kohlenstoff von einem Material in das andere diffundiert. In manchen Fällen gibt es Möglichkeiten, eine gemeinsame Kohlenstoffaktivität zwischen den Materialien zu finden, indem der Kohlenstoffgehalt in Bezug zueinander angepasst wird und/oder die Temperatur zum Zusammenfügen angepasst wird. In manchen Fällen gibt es keine Möglichkeiten, eine gemeinsame Kohlenstoffaktivität zu finden, was daran liegen könnte, dass es aus produktionsökonomischen Gründen nicht möglich ist, die Temperatur anzupassen, oder dass die Qualität der zusammenzufügenden Materialien so spezifisch ist, dass es nicht möglich ist, ihren Kohlenstoffgehalt zu ändern. Es könnte auch daran liegen, dass es physikalisch einfach nicht möglich ist, eine gemeinsame Kohlenstoffaktivität zu finden, selbst wenn die vorstehend genannten Verfahren ausprobiert werden, wie zum Beispiel bei einigen Gusseisen und Lagerstählen von hoher Reinheit. Gerade unter diesen Umständen ist dieses erfindungsgemäße Verfahren des Einschließens eines dritten Materials besonders gut mit guten Ergebnissen anwendbar.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das erste Material ein Stahl von hoher Reinheit, wie ein Lager- oder Werkzeugstahl. Von besonderem Interesse sind korrosionsbeständige und/oder verschleißfeste Stähle. In einer Ausführungsform handelt es sich um einen M50-Stahl. In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich um einen M50NIL-Stahl. In noch einer weiteren Ausführungsform handelt es sich um einen der herkömmlichen Lagerstähle, wie sie in ISO 683-17:1999(E), Seiten 9–10, angegeben sind. Alle anderen Stähle, die die Anforderungen der Reinheit des Stahls und der Härte einer Lagerkomponente erfüllen, zum Beispiel rostfreie Werkzeugstähle, könnten verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform ist das verwendete Material ein martensitischer härtbarer rostfreier N-legierter Stahl, wie XD15NW oder andere rostfreie martensitische härtbare Stähle, die mit einer guten Stahlreinheit gefertigt sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Stähle beschränkt. Der Vorteil der Verwendung dieser Arten von Stahl besteht darin, dass der aus diesem Material bestehende Teil zum Beispiel gegenüber Verschleiß und Korrosion sehr robust ist. So befindet sich der hochreine Stahl vorzugsweise um die stark beanspruchten Bereiche der Komponenten, zum Beispiel um den Laufring eines Lagerrings oder die Rolloberfläche einer Lagerrolle. Er könnte sich zum Beispiel auch an einem Flansch oder einem anderen Teil oder Bereich einer Lagerkomponente befinden, oder an Kombinationen aus einem Flansch, Laufringen und Rolloberflächen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das zweite Material (2) ein Gusseisen. In einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Material ein Gusseisen mit einem Kohlenstoffgehalt von wenigstens 2 %. Ein Gusseisen enthält typischerweise zwischen 2,1–4 Gew.-% Kohlenstoff. In noch einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist das zweite Material (2) ein Stahlguss. In einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Material ein Stahlguss mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,5 Gew.-% oder weniger, es könnten jedoch auch bis zu 2 Gew.-% sein. Diese Materialien sind oft billiger als hochreine Stähle, somit kann vorzugsweise der Hauptteil der Komponente aus Gusseisen oder Stahlguss gefertigt werden, woraufhin der teurere hochreine Stahl an den kritischsten Bereichen, die dies erfordern, aufgebracht werden kann. In einer anderen Ausführungsform ist dieser Gusseisen-/Stahlteil des zusammenzufügenden Materials durch Gießen gebildet. Dies ist billiger als andere herkömmliche Formungsverfahren, aber es könnte natürlich auch durch Walzen oder Schmieden oder irgendein anderes Warm- oder Kaltbearbeitungsverfahren gefertigt werden. Dieser Teil kann der Hauptteil der Komponente sein, zum Beispiel könnte es im Fall eines Lagers der mittlere Teil einer Rolle oder der Ringteil sein, der nicht den eine schwere Last aufnehmenden Teil bildet, wie der Laufring oder der Flansch.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Verfahren durch isostatisches Heißpressen. Dies umfasst Schritte des Erwärmens der Materialien und des gegeneinander Pressens unter einem spezifischen Druck, einer spezifischen Zeitdauer und Temperatur, wodurch die Materialien ineinander diffundieren können. In einer Ausführungsform des Verfahrens beträgt die Temperatur zum Zusammenfügen 1000 bis 1300 Grad Celsius (°C). In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beträgt die Temperatur zum Zusammenfügen 1100 bis 1200 Grad Celsius. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beträgt die Temperatur zum Zusammenfügen 1140 bis 1160 Grad Celsius, vorzugsweise 1150 Grad Celsius. Sie könnte jedoch zum Beispiel auch 1145 bis 1155 Grad Celsius betragen. In einer Ausführungsform des Verfahrens beträgt der Druck 80 bis 310 MPa. In einer Ausführungsform des Verfahrens beträgt die Zeit zum Zusammenfügen zwischen 2 bis 4 Stunden. Hierbei handelt es sich um eine typische Zeit. Es kann je nach Dicke der Komponente eine kürzere oder eine längere Zeit erforderlich sein, wie 1 bis 6 Stunden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens liegt wenigstens eines des ersten und zweiten Materials vor der Erwärmung in Pulverform vor. In einer anderen Ausführungsform liegt der hochreine Stahl vor der Erwärmung in Pulverform vor. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird ein Blech verwendet, um das Pulver während des Verfahrens zum Zusammenfügen einzukapseln. Dann wird das Blech entfernt. Das als Beispiel in dieser Ausführungsform verwendete Blech kann durch jedes andere geeignete, dem Fachmann bekannte Material ersetzt werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Verfahren verwendet, um eine mechanische Komponente zu bilden. In einer anderen Ausführungsform wird das Verfahren verwendet, um ein Werkzeug zu bilden, wie ein Presswerkzeug. In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren verwendet, um eine Lagerkomponente zu bilden, wobei die Lagerkomponente eines von einem Innenring, einem Außenring oder einer Rolle eines Lagers ist.
In einer Ausführungsform des Verfahrens zeigen die Materialien (1, 2, 3) ein Kohlenstoffpotential zueinander bei der Temperatur zum Zusammenfügen. Daher ist das dritte Material erforderlich und daher diffundieren das erste und das zweite Material auf kontrollierte Weise Kohlenstoff in das dritte Material.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden nun beispielhafte Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen sowie Beispiele von unerwünschten Merkmalen, die die Erfindung verhindern helfen kann, näher beschrieben, wobei
1a einen Querschnitt eines Lagerrings zeigt, der durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wurde;
1b einen Querschnitt einer Rolle für ein Lager zeigt, die durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wurde;
2 ein Schaubild zeigt, das den Kohlenstoffgehalt von zwei Materialien zeigt, die in ein drittes Material gemäß der Erfindung diffundieren;
3 ein Schaubild zeigt, das eine unerwünschte Änderung des Kohlenstoffgehalts zeigt;
4 ein Schaubild zeigt, das einen Phasenanteil während der unerwünschten Änderung des Kohlenstoffgehalts aus 3 zeigt.
Die Zeichnungen stellen Beispiele der Erfindung sowie die unerwünschten Merkmale, die die Erfindung zu verhindern hilft, in Diagrammen und Schaubildern dar. Hier handelt es sich um beispielhafte Ausführungsformen, somit sind diese nicht maßstabsgetreu gezeichnet. Einige Einzelheiten und Merkmale können sogar übertrieben sein, um die Erfindung besser zu erläutern. Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen und Zeichnungen beschränkt.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1a zeigt einen Querschnitt einer Lagerkomponente 6, die durch das Verfahren gemäß der Erfindung zusammengefügt wurde, wobei es sich bei der Lagerkomponente 6 um einen Ring handelt. Der Lagerring umfasst ein erstes 1 und ein zweites 2 Material, wobei der Diffusionsschweißprozess zwischen dem ersten 1 und dem zweiten 2 Material stattgefunden hat, wo sich das dritte Material 3 befindet. Die Figur zeigt einen Lagerring, wobei die Materialien entlang der kompletten Breite der Komponente ausgerichtet sind, es könnte jedoch auch sein, dass ein Material nur auf einen ausgewählten Abschnitt der Komponente aufgebracht wird, wie zum Beispiel auf einen Laufring oder einen Flansch (in der Figur nicht gezeigt).
1b zeigt einen Querschnitt einer Lagerkomponente 6, die durch das Verfahren gemäß der Erfindung zusammengefügt wurde, wobei es sich bei der Lagerkomponente 6 um eine Rolle handelt. Die Rolle umfasst ein erstes 1 und ein zweites 2 Material, wobei der Diffusionsschweißprozess zwischen dem ersten 1 und dem zweiten 2 Material stattgefunden hat, wo sich das dritte Material 3 befindet. Die Figur zeigt eine Rolle, wobei die Materialien entlang der kompletten Breite der Komponente ausgerichtet sind, es könnte jedoch auch sein, dass ein Material nur auf einen ausgewählten Abschnitt der Komponente aufgebracht wird, wie zum Beispiel auf die Hauptrolloberfläche oder die Kanten der Rolle usw.
2 zeigt ein Schaubild einer wünschenswerten Änderung des Kohlenstoffgehalts gemäß der Erfindung. Die Änderung des Kohlenstoffgehalts auf Grund des Prozesses des Zusammenfügens kann in dem Schaubild beobachtet werden, wenn Kohlenstoff im Verlauf des Prozesses des Zusammenfügens, 1t, 2t und 3t, immer mehr vom ersten Material 1 und zweiten Material 2 in das dritte Material 3 diffundiert. Die stärkste Diffusion erfolgt vom an Kohlenstoff reichen zweiten Material 2. Der Kohlenstoffgehalt des ersten 1 und zweiten 2 Materials in diesem Beispiel beträgt nahezu 1 bzw. 3 Gew.-%. Hier ist deutlich zu sehen, dass der Kohlenstoffgehalt an keiner Stelle stark angestiegen ist, was anzeigt, dass der Kohlenstoff kein Zementit und nicht noch mehr komplexe Karbide gebildet hat, die im Vergleich zur umgebenden Struktur, zum Beispiel einer martensitischen Struktur, größer sein können, wobei diese somit im Allgemeinen schwächer sind als die umgebenden Materialien. Dies wäre bei mechanischen Hochleistungskomponenten, wie Lagerkomponenten von guter Qualität, nicht akzeptabel. In dieser Figur ist nur ein Material 3 zwischen den zusammenzufügenden Materialien 1 und 2 gezeigt. Es könnten auch mehrere Schichten von geeigneten Materialien, die dem Fachmann bekannt sind, vorliegen, um die Ergebnisse gemäß dem Prinzip des hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens zu erreichen. Die Distanzeinheit der x-Achse ist in diesem Schaubild nicht spezifiziert, da es eher als ein Beispiel dient, das das Prinzip in übertriebenen Proportionen beschreibt, aber eine typische Distanz, wo dies auftreten würde, wäre 5 bis 20 mm von der Oberfläche einer zusammenzufügenden Komponente, zum Beispiel vom Laufring, und die typische Dicke des dritten Materials liegt im Millimeterbereich, typischerweise 0,5 bis 5 mm. Es können auch andere Dicken verwendet werden.
3 zeigt ein Schaubild, welches einen unerwünschten Spitzenwert 5 des Kohlenstoffgehalts zeigt. Der Kohlenstoff ist deutlich von einem Material zum anderen gewandert. Der Kohlenstoffgehalt übersteigt deutlich den Kohlenstoffgehalt von einem der Materialien von 3,5 Gew.-% an einer Stelle, die nahezu 5 Gew.-% Kohlenstoff bei einer Tiefe von 20 mm von der Oberfläche der zusammenzufügenden Materialien erreicht, in diesem Fall bei einem Laufring. Die Kurve ist nicht linear. Der Kohlenstoffgehalt soll entlang eines Querschnitts der zusammengefügten Materialien gemessen werden, wobei der Querschnitt senkrecht zur Oberfläche genommen wird, an der sich die beiden Materialien treffen. In diesem Sinne muss die zusammenzufügende Oberfläche keinesfalls flach sein, da auch abgerundete Oberflächen eine senkrechte Richtung aufweisen. In der Figur ist auch der Übergangsbereich 4 gezeigt, wobei die Änderung des Kohlenstoffgehalts auf Grund des Prozesses des Diffusionsschweißens gemessen werden kann.
4 zeigt ein Schaubild, welches einen Phasenanteil während des unerwünschten Spitzenwertes (5 in 3) bei der Änderung des Kohlenstoffgehalts aus 3 zeigt. Aus den Simulationen bei der Prozesstemperatur ist deutlich zu erkennen, dass der Anstieg des Kohlenstoffgehalts, der auf nicht lineare Weise über den Kohlenstoffgehalt eines der Materialien anstieg, zu einem Bereich führte, in dem die Austenit-(fcc)-Mikrostruktur stark angestiegen ist, und zwar zur gleichen Zeit als sich ein größerer Anteil an schwächeren spröden Mikrostrukturphasen, wie Zementit-(cem)-Netzwerke oder andere Komplexmetallkarbide, gebildet hat. Beide Mikrostrukturen stiegen bei einer Tiefe von 20 mm von der Oberfläche der Lagerkomponente von etwa 10 % der gesamten Mikrostruktur bis zu etwa 90 %. Dies kann die Festigkeit von einem oder beiden der zwei zusammengefügten Materialien stark verringern. Die Zementitstruktur muss nicht unbedingt während des Zusammenfügens als solches auftreten, aber der höhere Kohlenstoffgehalt könnte reagieren und während einer anschließenden Wärmebehandlung schwache und spröde Zementitphasen bilden. Bei einer Tiefe von 21 mm von der Oberfläche der Lagerkomponente können wir die normalen Flächenanteile der Materialien bei Prozesstemperatur sehen, die wiederum großteils aus Zementit und Austenit-Gusseisen bestehen. ZUSAMMENFASSUNG Fig. 2

C-content (wt%) C-Gehalt (Gew.-%)

Fig. 3

C-content (wt%) C-Gehalt (Gew.-%)

Distance (mm) Distanz (mm)

Fig. 4

Phase fraction Phasenanteil

Distance (mm) Distanz (mm)

Cast iron Gusseisen

Claims

Verfahren zum Zusammenfügen eines ersten (1) und eines zweiten (2) Materials durch Diffusionsschweißen, – wobei während des Prozesses des Zusammenfügens ein drittes (3) Material zwischen dem ersten (1) und dem zweiten (2) Material angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das dritte Material (3) ein kohlenstoffarmer Stahl ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das dritte Material (3) ein kohlenstoffarmer Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,3 % ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte Material (3) ein ferritischer Stahl ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte Material (3) ein Blech ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke des dritten Materials (3) 0,5 bis 10 mm beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste (1) und das zweite (2) Material bei der Temperatur zum Zusammenfügen ein Kohlenstoffpotential zeigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Material (1) ein hochreiner Stahl ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Material (1) eines der Folgenden ist: – M50, – M50NIL, – XD15NW. – ein Lagerstahl, wie in ISO 683-17:1999(E), Seiten 9–10, gezeigt ist, – ein rostfreier Werkzeugstahl, – ein rostfreier Stahl, der für martensitisches Härten geeignet ist, – ein rostfreier N-legierter Stahl, der für martensitisches Härten geeignet ist, – ein rostfreier Stahl, der für eine Oberflächenanreicherung und marten sitisches Härten geeignet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Material (2) ein Gusseisen ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das zweite Material (2) ein Gusseisen mit einem Kohlenstoffgehalt von wenigstens 2 Gew.-% ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Material (2) ein Stahlguss ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das zweite Material (2) ein Stahlguss mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,5 Gew.-% oder weniger ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren durch isostatisches Heißpressen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eines von dem ersten (1) und dem zweiten Material (2) vor der Erwärmung in Pulverform vorliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren verwendet wird, um eine mechanische Komponente zu bilden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren verwendet wird, um eine Lagerkomponente (6) zu bilden, wobei die Lagerkomponente (6) eine der Folgenden ist: – ein Innenring eines Lagers, oder – ein Außenring eines Lagers, oder – eine Rolle eines Rollenlagers.