DE2023063A1

DE2023063A1 - Verfahren zur Herstellung von Teilen eines Lagers,insbesondere Kugellagers

Info

Publication number: DE2023063A1
Application number: DE19702023063
Authority: DE
Inventors: Faunce Richard L; Justusson William M
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1969-06-09
Filing date: 1970-05-12
Publication date: 1970-12-23
Also published as: FR2052275A5; ZA703617B; CH525410A; JPS5031530B1; GB1293426A; US3595706A; SE356532B; DE2023063B2

Description

Z/DR-2 Rl Uk Patentanmeldung

Verfahren zur Herstellung von Teilen eines Lagers, insbesondere Kugellagers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Teilen eines Lagers, Insbesondere Kugellagers, insbesondere des Innenringes desselben, aus einem legierten Stahl, enthaltend 1,00 % C, 0,35 % MI, 0,30 % SI und 1,45 H> CR, Rest Eisen, oder aus einen anderen Stahl mit gleichen metallurgischen Eigenschaften.

Lager und insbesondere Kugellager waren in der letzten Zeit Gegenstand von intensiven Forschungen. Diese Forschungen haben zusammen mit der Möglichkeit, im Vakuum entgaste Stähle sehr rein herzustellen, zur Fertigung von Lagern mit sehr viel längerer Lebensdauer und höherem Lastaufnahmevermögen geführt.

Das kritische Teil bei Kugellagern ist Insoweit der Innenring. Hler können Ermüdungserscheinungen auftreten, wenn wiederholt an einzelnen Stellen hohe Lasten aufgebracht werden, wenn die Kugeln Über dem Innenring abrollen.

Die auf dem Gebiete des Kraftfahrzeugbaus verwendeten Kugellager sind in der Regel aus einem Stahl gefertigt, der der Spezifikation SAE 52100 entspricht.

ÜS-15 / 23· April 1970

009862/U70

BAD ORIGINAL=

Dieser Stahl entspricht folgender Analyse)

C	0,95	- 1,10 *
MN	0,25	- 0,45 %
P	0,025	%
3	0,025	%
SI	0,20	- 0,35 *
CR	1,30	- 1,60 %

Dieses ist ein wirtschaftlich herzustellender, hypereutektolder Stahl mit etwa 1 % Kohlenstoff und etwa 1,5 % Chrom als Hauptlegierungsbestandteile. Dieser Stahl wird in der Handelsform von nahtlostfen Rohren gekauft, zur Herstellung des Innenringes werden ringförmige Abschnitte abgetrennt. Diese Ringe werden maechinenbearbeitet, einer Wärmebehandlung ausgesetzt und dann auf endgültiges Mass geschnitten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, das die Herstellung von Teilen mit wesentlich vergrösserter Lebensdauer erlaubt. Als Lebensdauer wird hier betrachtet der sogenannte D-IO Wert, d. h., die Zeit, die verstreichen muss, bis 10 % einer unter festgelegten und überwachten Bedingungen geprüften Anzahl von Lagern versagt hat.

Das Ziel der Erfindung wird durch Anwendung folgender Verfahreneschritte erreicht!

a) eine Vollscheibe des Materials wird auf eine Temperatur erwärmt, bei der eine vollständige austenitische Struktur erreicht wird, vorzugsweise bei 1092⁰Cj

b) aus der Vollscheibe des Materials wird bei dieser Temperatur das gewünschte Teil,beispielsweise der Innenring, geschmiedet; '

ÜS-15 / 23. April 1970

009862/1470

c) dan Teil wird dann mit Luft gekühlt, und zwar so rasch, dass die Bildung Jeweder massiver Karbide verhindert wird* Jedoch eine fein verteilte perlitIsche Struktur erzielt wird]

d) daß Teil wird auf 64? bis 8l5°C, vorzugsweise auf 758⁰C erwärmt und solange auf dieser Temperatur gehalten, vorzugsweise etwa zwei Stunden, bis ein gleichm&ssig verteiltes, vorherrschend aus sphärisch geformten Partikeln aus Priraärkarbld bestehendes QefUge entsteht, wobei die Partikel unter einer Qrb'sse von maximal 1 Mikron liegen}

c) das Teil wird nun der gewünschten Maachinenbehandlung mit Ausnahme des Sohleifens unterworfeni

f) das Teil wird sodann bei einer Temperatur zwischen 830 und 889⁰C gehärtet während eines Zeitraumes, der es verhindert, dass Karbide entstehen. Jedoch der ausreichend ist, ein thennodynanlsehes Gleichgewicht zwischen Austenit und ungelösten Karbiden zu schaffen, vorzugsweise für 1 Stundef

g) das Teil wird sodann in einem Medium, das etwa die AbkUhlgeschwindigkeit von öl besitzt, abgeschreckt und anschlivssend auf eine Rockwellhärte R 60 bis 64 angelassen, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 1^9 und 20k C,

Konventionelle Kugellager, handelsüblich in den USA unter der Bezeichnung ' F~206, wurden mit gemüse der Erfindung hergestellten Lagern verglichen. Dabei ergab sieh, dass die B-IO Lebensdauer der erfindungsgemassen Lager bis zu zehnmal grosser war als die der herkömmlichen Lager, die aus ftohrmateriai gefertigt wurden«

Die Erfindung wird beschrieben als ein Verfahren vorzugsweise zum Herstellen von Innenringen von Kugellagern. Das ist begründet darin, dass der Innenring entscheidend für die Lebensdauer des Lagers ist.

U3-15 / 23. April 1970 -4.-

' BAD ORIGINAL

009852/U70

Ks ist Jedoch selbstverständlich, dass das erfindungsgeraässe Verfahren auch für die Herstellung von Aussenringen oder Kugeln angewendet werden kann, wodurch nicht nur der schwächste Teil des Kugellagers vorbessert sondern auch andere Teile bezüglich ihrer Lebensdauer günstig beeinflusst werden können.

US-15 ' 23. April 1970

009852/1470

Claims

Patentanspruch

Verfahren zur Herstellung von Teilen eines Lagers, insbesondere Kugellagers, insbesondere des Innenringes desselben, aus einem legierten Stahl entsprechend 1,00 % C, 0,35 % Mn, 0,30 % Si und 1,45 % Cr, Rest Eisen oder einem anderen Stahl mit gleichen metallurgischen Eigenschaften, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte t

a) eine Vollscheibe des Materials wird auf eine Temperatur erwärmt, bei der eine vollständige austenitische Struktur erreicht wird, vorzugsweise auf 1092°C;

b) aus der Vollscheibe des Materials wird bei dieser Temepratur das gewünschte Teil, beispielsweise der Innenring geschmiedet;

c) das Teil wird dann mit Luft gekühlt und zwar so rasch, dass die Bildung jedweder massiver Karbide verhindert wird, jedoch eine fein verteilte perlitische Struktur erzielt wird;

d) das Teil wird auf 647° bis 850⁰C, vorzugsweise auf 758⁰C, erwärmt und solange auf dieser Temepratur gehalten, vorzugsweise etwa zwei Stunden, bis ein gleichmässig verteiltes, vorherrschend aus sphärisch geformten Partikeln aus Primärkarbid bestehendes Gefüge entsteht, wobei die Partikel unter einer Grosse von maximal 1 Mikron liegen;

e) das Teil wird nun der gewünschten Maschinenbehandlung mit Ausnahme des Schleifens unterworfen;

f) das Teil wird sodann gehärtet bei einer Temperatur zwischen 830 und 889⁰C für eine Zeitspanne, die es verhindert, dass Karbide entstehen, jedoch ausreichend ist, ein thermodynamisches Gleichgewicht zwischen Austenit und ungelösten Karbiden zu schaffen, vorzugsweise für eine Stunde;

US-IS / 25. April 1970 - 2 -

009852/U70

g) das Teil wird sodann in einem Medium, das etwa die Abkühlgeschwindigkeit von Öl besitzt, abgeschreckt und anschliessend auf eine Rockwellhärte R 60 - 64 angelassen« vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 149 und 204 C.

US-15 / 23. April 1970

G088S2/U70