DE2329576B2 - Verfahren zur oberflaechenverbesserung von waelzkoerpern bzw. -kugeln und/oder laufbahnen von homokinetischen gelenken bzw. waelzlagern durch bruenieren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenverbesserung von Walzkörpern bzw. -kugeln und/oder Laufbahnen von homokinetischen Gelenken bzw. Wälzlagern oder anderen im gegenseitigen Gleitkontakt stehenden Stahloberflächen, die bereits zur Erzielung geringer Rauhtiefe geschliffen, geläppt, so poliert oder ähnlich behandelt, danach gereinigt und dann mit einer Natriumhydroxid und ein Oxydationsmittel enthaltenden Lösung brüniert werden.

Bei Kraftfahrzeugen werden Gelenke der obigen Art gern eingesetzt Auf Grund der kinematischen Verhältnisse führen die dort als Kraftübertragungselemente eingesetzten Kugeln unter Last sowohl eine Abwälz- als auch eine Gleitbewegung aus. Das führt verstärkt zur Pittingbildung an den Kugeln und/oder an den Gelenklaufbahnen. Der Grund ist in der vergrößerten Schubbeanspruchung der Oberflächen zu suchen.

Schon aus dieser Sicht heraus ist es wesentlich, bei dieser Oberflächenpaarung Kugel — Gelenklaufbahn möglichst: kleine Reibungskoeffizienten zu haben. Der Ausfall eines solchen Gelenks resultiert nämlich in der Regel aus Gleichlauffehlern und damit Schwingungen, die von verschlissenen bzw. mit Pittings versehenen Laufbahnen und/oder Kugeln herrühren. Dies führt unter Umständen sogar zu Kugelbriichen, die besonders gravierend sind, da das betroffene Fahrzeug dann nämlich liegenbleibt

Nun wurde es durch die britische Patentschrift 5 38 210 bekannt, z. B. Kolbenringe, Nockenwellen und Schußwaffen hinsichtlich ihrer Gleitfähigkeit dadurch wesentlich zu verbessern, daß sie brüniert wurden. Dieser Erfolg war an sich um so überraschender, als zwar das Brünierverfahren an sich bekannt ist, jedoch bisher nur auf ganz anderen Gebieten dir Technik, z. B. im Waffenbau zu ganz anderen Zwecken, nämlich lediglich als Korrosionsschutz oder vor allem deswegen benutzt wurde, um den betreffenden Teilen, z. B. den Läufen und Schlössern von Gewehren oder Pistolen ein gefälligeres Aussehen zu geben. Zugleich war damit angestrebt worden, die Oberfläche dieser Teile zu mattieren, um einen spiegelnden Effekt zu vermeiden.

Dieses bekannte Verfahren ist ein Mehrstufenverfahren, welches verhältnismäßig umständlich ist. Die zu brünierenden Gegenstände werden dabei nacheinander in mehrere Brünierbäder gebracht die mit verschiedenen Temperaturen und auch verschiedenen Zusammensetzungen arbeiten können. Ein derartiges Verfahren ist außerdem noch bvesonders langwierig. Die Druckschrift enthält auch keine näheren Angaben über genaue Badbedingungen. Eingehende Versuche haben bewiesen, daß bei Abweichungen hinsichtlich der Bad-Zusammensetzung bzw. anderer Bedingungen unter Umständen nicht nur der angestrebte Effekt — Verkleinerung des Reibungskoeffizienten und Herabsetzung des Verschleißes — nicht erreicht wird, sondern sogar gegenüber unbehandelten Oberflächen Verschlechterungen auftreten.

Nach der DT-PS 7 04 400 ist es bekannt, daß die in der üblichen Art und Weise, d. h. also etwa 20 bis 40 Minuten im Brünierbad gekochten Eisenteile eine Schutzschicht mit nur einem geringen Korrosionsschutz aufweisen und sich mechanisch außerordentlich leicht abgreifen bzw. abnutzen. Aus diesem Grund wird durch diese deutsche Patentschrift dann vorgeschlagen, für »eine Deckschicht von außerordentlich hohem Widerstand gegen mechanische Abnutzung und sehr guter Korrosionsbeständigkeit« ein Drei-Stufenbad mit einer Behandlungsdauer von ungefähr einer Stunde anzuwenden. Hieraus muß der Fachmann eindeutig den Schluß ziehen, daß die Bad-Anzahl um so größer und die Behandlungsdauer um so länger sein muß, je besser die Verschleißeigenschaften sein sollen.

Von ausschlaggebender Bedeutung ist es, die glatte, polierte oder geläppte Ausgangsoberfläche der obengenannten Kugeln bzw. Wälzkörper nicht zu zerstören. Dies würde dann geschehen, wenn die Bad-Temperaturen und, da es sich um gesättigte Lösungen handelt, die Bad-Konzentration zu hoch gewählt werden. Dasselbe ist auch bei zu aggressiver Bad-Zusammensetzung der Fall. Die Folge davon sind Anätzungen der glatten Oberflächen, insbesondere aber auch Kcrngrenzenätzungen, die sich äußerst schädlich auf die Dauerhaltbarkeit der Oberflächen bei Schubbeanspruchung, aber auch in ebensolcher Weise auf das Verschleißverhalten auswirken. Insbesondere bei bekannten zwei- oder Mehrbadbrünierungen werden die nach dem ersten Bad folgenden Bäder zur Erzielung besonders dichter und dicker Schichten mit nach oben abgestuftem Temperaturniveau betrieben. Dies ist unzweckmäßig und außerdem noch teuer. Aus den gleichen Gründen sind auch die bekannten Phosphatierungen in den genannten Anwendungsfällen dem Brünierverfahren unterlegen.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, bei dem die zu behandelnden Gegenstände in einem wäßrigen Entfettungsbad mit einem pH-Wert von 7 bis 10 entfettet, anschließend mit kaltem Leitungswasser gespült und dann 15 Minuten bei 128° bis 135° C in einer gesättigten, wäßrigen Lösung einer Salzmischung folgender Zusammensetzung brüniert werden:

80bis90Gew.-<!
5bisl5Gew.-<i
3 bis Iu Gew.-ο

Natriumhydroxid (NaOH),
Natriumnitrit (NaNCh),
Natriumhydrogenphosphat
(Na2HPO4),

und daß sie anschließend wieder mit kaltem Leitungswasser gespült werden.

Bei Anwendung der Erfindung lassen sich gerade bei homokinetischen Gelenken hervorragende Gleiteigenschaften zwischen den Kugeln und den Laufbahnen sowie auch verbesserte Verschleißeigenschaften erzielen. Das Verfahren läßt sich auch auf andere Reibpaarungen anwenden, die einer ähnlichen Vorbehandlung unterzogen wurden, so z. B. auf Wälzkörper in

IO Lagem, Zahnradpaarungen, Nockentriebe usw. In allen diesen Fällen wird der Reibungskoeffizient beträchtlich herabgesetzt

Bei der Erfindung wird ein Verfahren bevorzugt, wobei die Gegenstände in einer gesättigten Lösung eines Salzgemisches folgender Zusammensetzung brüniert werden:

85% Natriumhydroxid (NaOH),
10% Natriumnitrit (NaNO2),
5% Natriumhydrogenphosphat (Na2HPO4).

Weiterhin werden vorzugsweise die Wälzkörper bzw. -kugeln in einer Lösung mit einer Siedetemperatur von 135°C brünier«, (etwa 600 g Salz/1 1 Wasser). Man kann auch das Bad noch milder einstellen und dabei gleich gute oder womöglich noch bessere Ergebnisse erzielen, wenn nämlich die Siedetemperatur bei 128°C liegt.

Schließlich kann nach dem letzten Spülbad noch ein Mineralöl-Tauchbad von etwa 100° bis 130⁰C angeschlossen werden. Dadurch wird ein Korrosionsschutz für Transport und Lagerung erzielt

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Oberflächenverbesserung von Wälzkörpern bzw. -kugeln und/oder Laufbahnen von homokinetischen Gelenken bzw. Wälzlagern oder anderen im gegenseitigen Gleitkontakt stehenden Stahloberflächen, die bereits zur Erzielung geringer Rauhtiefe geschliffen, geläppt, poliert oder ähnlich behandelt danach gereinigt und dann mit einer Natriumhydroxid und ein Oxydationsmittel enthaltenden Lösung brüniert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Gegenstände in einem wäßrigen Entfettungsbad mit einem pH-Wert von 7 bis 10 entfettet, anschließend mit kaltem Leitungswasser gespült und dann 15 Minuten bei 128° bis 135°C in einer gesättigten, wäßrigen Lösung einer Salzmischung folgender Zusammensetzung brüniert werden:

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80 bis 90 Gew.-% Natriumhydroxid (NaOH),
5 bis 15Gew.-% Natriumnitrit (NaNO2),
3 bis 10Gew.-% Natriumhydrogenphosphat
(NazHPO«),

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und daß sie anschließend wieder mit kaltem Leitungswasser gespült werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände in einer gesättigten Lösung eines Salzgemisches folgender Zusammensetzung brüniert werden:

85% Natriumhydroxid (NaOH),
10% Natriumnitrit (NaNO2),
5% Natriumhydrogenphosphat (Na2HPO4).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände in einer Lösung mit einer Siedetemperatur von 135⁰C brüniert werden.

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