DE2641899A1

DE2641899A1 - Verfahren zum selektiven kaltumformen und verdichten eines ausgewaehlten oberflaechenteils eines gesinterten poroesen metallpulver-werkstuecks

Info

Publication number: DE2641899A1
Application number: DE19762641899
Authority: DE
Inventors: Charles B Burk; William J Chmura; Ronald S Slusarski
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Textron Inc
Priority date: 1975-11-17
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1977-05-18
Also published as: JPS5262108A; GB1538767A; CA1047805A; US4059879A

Description

Patentanwälte
Dipl. Ing. Hans-Jürgen Müller
Dr. rer. nat. Thomas Berendt

D8 München 80 Luclle-Grahn-Skaße 38

File 4163

Textron, Inc., 40 Westminster Street, Providence, Rhode Island (V. St. A.)

Verfahren zum selektiven Kaltumformen und Verdichten eines ausgewählten Oberflächenteils eines gesinterten porösen Metallpulver-Werkstücks

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum teilweisen mechanischen Bearbeiten oder Umformen eines ausgewählten Teils eines gesinterten porösen Metallpulver-Werkstücks zum Verdichten von dessen Oberfläche sowie der darunterliegenden Schicht, wobei eine Schwellung sowie Rißbildung des Werkstücks während des teilweisen Umformens vermieden wird. Die Erfindung ist besonders auf die pulvermetallurgische Herstellung von Wälzlager-Laufringen od. dgl. gerichtet.

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Es ist bekannt, Wälzlager-Lauf ringe aus Torgeschmiedeten Metallwerkstücken durch mechanisches Walzen der Laufrille mit einem kreisförmigen Rillenformwerkzeug herzustellen. Ein derartiges Verfahren ist in der US-PS 3 626 564 "beschrieben, wobei ein innerer Laufring für ein Wälzlager aus einem ursprünglich unterdimensionierten ringförmigen Werkstück hergestellt wird. Das ringförmige Werkstück wird in einem lOrmring gewalzt unter Anwendung eines kleinen Innenwalzenwerkzeugs, das eine Außenrippe aufweist, die die Wälzkörperlaufrille an der Innenfläche des ringförmigen Werkstücks formt. Beim Walzen der Laufringrille nimmt der Durchmesser des ringförmigen Werkstücks zu, bis der fertige Wälzlager-Laufring den Eormring "völlig ausfüllt.

Die Zunahme des Ringdurchmessers hängt von der Menge des durch das Kaltumformen verdrängten Metalls ab, wobei insbesondere darauf geachtet wird, eine Rißbildung aufgrund der Kaltverfestigung beim Kaltumformen zu vermeiden. Aufgrund der Durchmesserzunähme, die beim selektiven Umformen kompakter vorgeschmiedeter Metallringe auftritt, muß das ringförmige Werkstück unterdimensioniert hergestellt werden, wobei der Betrag der Unterdimensionierung von den Kaltumformeigenschaften der jeweiligen Metallzusammensetzung abhängt. Z. B. hat nichtrostender Ferritstahl eine höhere Kaltverfestigungsrate als nichtrostender Austenitstahl.

Ein Nachteil des vorstehend erläuterten Verfahrens besteht darin, daß vorgeschmiedete Stahlring-Werkstücke durch spanabhebendes Bearbeiten erzeugt werden, wodurch sich ein be-

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trächtlicher Werkstoffverlust mit entsprechender Kostenerhöhung ergibt. Ferner ist das Verfahren in "bezug auf die Produktionsrate zeitraubend.

Bei einem weiteren "bereits vorgeschlagenen Verfahren zum Herstellen von Lagerringen wird die Pulvermetallurgie angewandt. Der Vorteil des Pulvermetallurgieverfahrens "besteht in hohen Produktionsraten "und großer Wirtschaftlichkeit. Ein solches Verfahren ist in der US-PS 3 782 794 beschrieben, wobei Wälzlagerringe hergestellt werden. Dabei wird ein ringförmiges gesintertes poröses Metallpulver-Werkstück geformt, und dann wird auf einer Umfangsflache des Ringwerkstücks eine Lagerlaufbahn durch mechanisches Kaltumformen eines ausgewählten Bereichs der Umfangsfläche bis zu einer zur Aufnahme von Wälzkörpern geeigneten liefe ausgebildet, wodurch eine sehr dichte Zone nahe dem Grund der Laufbahn mit einer mittleren Dichte von wenigstens 95 % der Reindichte des Werkstoffs erzeugt wird; der übrige Teil des gesinterten Werkstücks außerhalb der hochdichten Zone bleibt im wesentlichen porös und hat eine mittlere Dichte von ca. 80-92 % der Reindichte des Metalls.

Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß durch die Schaffung einer dichten Zone an der Laufbahn und in deren Umgebung die Standzeit des Lagerrings erhöht wird; diese wird ferner noch dadurch verlängert, daß unter der dichten Zone ein poröser Bereich vorhanden ist, so daß der Lagerring in bezug auf eine einwirkende Last nachgiebiger wird.

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Das vorstehend erläuterte Verfahren war ein wesentlicher Schritt vorwärts bei der Anwendung pulvermetallurgischer Techniken bei der Herstellung von Lagerringen. Durch Verwendung einer porösen Struktur resultiert eine lokale Verdichtung in einem Laufring mit hoher Dichte an und nahe seiner Oberfläche, da die Poren geschlossen werden. Das Schließen der Poren zu Beginn des Umformens vermindert ein Makrowachstum bzw. eine MakroSchwellung des Laufrings. Wenn jedoch tiefere Laufringe gewünscht werden, besteht die Gefahr, daß die verminderte poröse Struktur eine Schwellung des Rings über seine ursprünglichen Abmessungen hinaus bewirkt, und die der porösen Struktur eigene geringe Verformbarkeit bringt die Gefahr mit sich, daß der Ring bricht.

Versuche haben gezeigt, daß bei periodisch oder zyklisch geformten pulvermetallurgischen Werkstoffen auch die Gefahr besteht, daß ein Versagen aufgrund von Ermüdung auftritt, und daß es somit erforderlich ist, beim Herstellen tiefer Laufbahnen ein solches durch Ermüdung bedingtes Versagen zu unterbinden. Selbst wenn ferner der ausgewählte Bereich im wesentlichen auf die Höchstdichte verdichtet wurde, bestand die Gefahr, daß einige einzelne große Poren an oder nahe der Oberfläche der Laufbahn verblieben, was ein schwaches Glied in bezug auf die für Wälzlager spezifische Hertzsche Pressung bildet und ein vorzeitiges Versagen des Lagers beschleunigen würde.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten pulvermetallurgischen Verfahrens zum teilweisen und selek-

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tiven Kaltumformen eines Oberflächenteils eines gesinterten porösen Metallwerkstücks, wobei eine Schwellung und Rißbildung desselben vermieden werden. Dabei sollen Lagerlaufringe mit Feintoleranzen aus gesinterten porösen Metallpulver-Werkstücken hergestellt werden, deren Laufbahnen durch Kaltumformung gebildet werden, während gleichzeitig eine Schwellung und Rißbildung des Laufrings weitgehend vermieden werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Anwendung des Verfahrens

zum Herstellen eines Laufrings in der Außenfläche eines gesinterten Metallpulver-Wälzlagerrings , wobei eine Schwellung des Formlinge während der Ausbildung des Laufrings unterbunden wird;

Pig. 1A ein typisches Wälzlager mit einem

inneren und einem äußeren Laufring, zwischen denen Wälzkörper eingeschlossen sind;

Mg. 2 zwei Verfahren zum mechanischen Formen und 3 einer Laufbahn in einem Lagerring,

wobei durch Beaufschlagen mit Druck eine Schwellung des Rings verhindert wird;

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Pig. 4 eine Kräftebestimmung, die die Wirkung des Einspanndrucks auf die Verminderung γόη Dauerbeanspruchungen während der Ausbildung einer Laufbahn in einem
Lagerringformling zeigt;

Pig. 5 eine Kurvenschar, die allgemein den Einfluß des Eindringens der Laufbahn auf die Zunahme des Bohrungsdurchmessers eines Lagerrings für verschiedene Werte von angewandtem Einspanndruck zeigt;

Pig. 6 Kurven, die die Wirkung des Einspanndrucks auf einen Lagerring "bei der Herstellung der größten ohne Schwellung erreichbaren Laufbahntiefe zeigen;

Pig. 7 eine mechanische Einheit zum Beaufschlagen eines pulvermetallurgischen Lagerringformlings mit Einspanndruck;

Pig. 8 Unterschiede der Porosität der Schicht unter der Oberfläche bei Verwendung
eines niedrigfesten oder eines hochfesten pulvermetallurgischen Pormlings;

Pig. 9 Unterschiede der auftretenden Umformungsbeanspruchungen bei Verwendung eines Werkstoffs geringer Dichte und eines vorgeschmiedeten Werkstoffs;

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Fig. 10 die Wirkung einer kleinen bzw. einer und 11 großen. Umformwalze "bei der Herstellung

einer hochverdiehteten Zone in der laufbahn eines Lagerrings;

Pig. 12 die Auswirkungen, wenn bei der Bildung und 13 der Laufbahn einmal keine Schubbeaufschlagung und einmal Schubbeaufschlagung angewandt wird bei der Herstellung von Laufbahnen mit und ohne Porosität; und

Pig. 14 eine schematische Darstellung der Anwendung von drei Formwalzen bei der Herstellung von Laufbahnen auf der Außenfläche eines pulvermetallurgischen Lagerringformlings.

Die Erfindung richtet sich allgemein auf ein Verfahren zum teilweisen Xaltumformen und Verdichten eines ersten ausgewählten Oberflächenteils eines gesinterten, porösen Metallpul verf ormlings mit einer endlichen Dicke, wobei während des Kaltumformens eine Schwellung sowie Rißbildung im Werkstück unterbunden werden. Dabei wird ein gesinterter Metallpulyerformling mit einer Porosität, die einer Dichte von ca. 70-90 % der Reindichte entspricht, verwendet; andere ausgewählte Abschnitte des Werkstücks, die dazu tendieren zu schwellen, wenn der erste ausgewählte Abschnitt durch mechanisches Bearbeiten einer Kaltumformung

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unterworfen wird, werden mit Einspanndruck beaufschlagt; und der Einspanndruck wird aufrechterhalten, während die Oberfläche des ersten ausgewählten Abschnitts des Werkstücks teilweise kaltumgeformt wird, um diese Oberfläche durch Beaufschlagen mit ümformungskräften so zu verdichten, daß die Schicht unter der Oberfläche stark verdichtet wird, während die verbleibende Werkstückdicke im wesentlichen porös bleibt; dabei ist die Höhe des Einspanndrucks wenigstens ausreichend, um eine Schwellung des porösen Werkstücks während der Kaltumformung zu unterbinden, und zwar übersteigt der Einspanndruck nicht die Elastizitätsgrenze des Werkstücks, wodurch eine Rißbildung im Werkstück während der teilweisen Kaltumformung vermieden wird. Die Erfindung ist z. B. bei der teilweisen Umformung von Werkstücken anwendbar, deren Endgröße innerhalb eines Bereichs von - 1,5 % ihrer Ausgangsgröße liegt.

Ein besonderes Merkmal dieses Verfahrens besteht darin, daß Toleranzverbesserungen erzielbar sind im Vergleich zu bekannten Erscheinungen beim Umformen von kompakten vorgeschmiedeten Werkstoffen, wobei im letzteren FaIl am umgeformten Werkstück größere Toleranzen als am ursprünglichen lOrmling erhalten werden. Dieses herausragende Merkmal ergibt sich, wenn der natürliche Verdichtbarkeitsfaktor von Pulvermetallwerkstoffen zusammen mit anderen Parametern in höchstmöglichem Maß genutzt wird.

Bei Metallpulver-Lagerringen braucht der Formling nicht vollständig verdichtet zu sein, sondern nur der die Wälzkörper aufnehmende Teil desselben. Somit kann also aufgrund der

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Kompressibilität des porösen Formlinge und durch Ausnutzen eines Haltedrucks, der eine Massenverdrängung des Metalls während der Kaltumformung verhindert, eine Schwellung des Rings sehr stark unterdrückt oder sogar völlig vermieden werden. ₍

Im Vergleich zum Stand der Technik (z. B. US-PS 3 782 794) ermöglicht die Erfindung die Erzielung einer größeren Laufbahn- Eindringtiefe, wodurch Lagerringe erhalten werden, die eine größere lagerdruckaufnähmefähigkeit und längere Standzeit haben. Das Verfahren nach der Erfindung ist über einen wesentlich größeren Bereich von Lagerkonstruktionen anwendbar.

Beim Kaltumformen von Metall begrenzt die Eigenverformbarkeit des umzuformenden Werkstücks den Umformungsgrad. Wenn das Werkstück ein gesinterter poröser Metallformling ist, ist der Umformungsgrad durch die Tendenz des Formlinge, beim Ausbilden tieferer Laufbahnen rissig zu werden, begrenzt. Die Erzielung tieferer Laufbahnen ohne Rissigwerden oder Bruch des Lagerrings war bisher ein großes Problem; durch umfangreiche Untersuchungen wurde festgestellt, daß eine Zwischenform des Versagens hauptsächlich aufgrund von Ermüdungserscheinungen auftritt, die sich während des zyklischen Formens des Lagerrings ergeben. Daraufhin wurden Verfahren entwickelt, bei denen die Dauerbeanspruchungen im Werkstoff sowie die Anzahl von Ermüdungszyklen während des Umformens verringert wurde. Diese Verbesserungen sind folgende:

1) Erreichen der höchstmöglichen Eindringrate der Umformwerkzeuge in das umzuformende Metallpulverwerkstück ;

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2) Einspannen des Metallpulverwerkstücks während des Umformens, wodurch, sich eine Verringerung schädlicher Dauerlaeanspruchungen und ein Verhindern einer Schwellung des Laufrings ergeben;

3) Verwenden eines Werkstoffs, der ermüdungsbeständiger ist (höherer Kohlenstoffgehalt), eine geringere Umformkraft erfordert und eine geringere Schwellungstendenz (geringere Dichte) hat.

Gleichzeitig ermöglichen diese Verbesserungen eine stärkere Verdichtung unter der Laufbahn aufgrund stärkerer Umformungen. Ferner wurden weitere Techniken zum Herabsetzen der Porosität auf und unter der Laufbahn angewandt:

4) die Verwendung kleiner Werkzeugdurchmesser relativ zu der Werkstückgröße, wodurch die Umformung örtlich begrenzt wird;

5) die Anwendung von mehreren Werkzeugen mit unterschiedlichen Durchmessern, die mit gleicher Drehzahl umlaufen, beseitigt die wenigen nahe der Oberfläche vorhandenen Poren.

Das gesinterte poröse Metallringwerkstück wird ähnlich wie in der US-PS 5 782 794 erzeugt. Eine Stahlpulvermasse wird in einer Ringmatrize kaltgepreßt, so daß die erwünschte Größe erhalten wird. Die Masse wird bei einem Druck von ca. 47-70 kg/mm verpreßt, und der erhaltene Formling wird unter im wesentlichen nichtaufkohlenden Bedingungen in

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einer Atmosphäre von Ammoniakspaltgas ca. 20 min "bei einer Temperatur von ca. 1120 ⁰C gesintert. Der gesinterte Formling hat eine Dichte von ca. 80-92 % der Reindichte des Stahls, im wesentlichen zwischen 95 und 92 % der Reindichte .

Die verwendeten Arten von Stahlpulver werden bevorzugt im Hinblick darauf gewählt, daß sie sowohl kostengünstig als auch zweckmäßig sind. Die Pulvermasse kann ein Gemisch aus Elementarpulvern sein. normalerweise neigen solche Gemische zu einer Ungleichartigkeit der Struktur. Dies kann jedoch vorteilhaft sein, da solche Massen während des Sinterns nicht vollständig legiert werden und somit verformbare Bereiche aufweisen, die das Entstehen von Sprödbruch in den porösen Bereichen des Lagerrings unterbinden.

Es werden jedoch vorlegierte Pulver bevorzugt, die z. B. durch Verdüsung aus einem Schmelzbad erzeugt werden. Um sicherzustellen, daß solche Pulver verpreßbar sind, wird der Kohlenstoff aus der Zusammensetzung weggelassen und später vor dem Verpressen mit dem Verdüsungspulver vermischt. Alternativ kann der Kohlenstoff nach dem Sintern des Formlings durch Aufkohlen des gesinterten Formlinge auf den gewünschten Kohlenstoffgehalt zugesetzt werden.

Die Erfindung ist bei einer großen Vielzahl von Lagerstählen anwendbar, z. B. Stahl mit der Typenbezeichnung 52100, niedriglegierten Mckel-Molybdänstählen, Molybdänmanganstählen od. dgl. Für die Zwecke der Erfindung wird ein Stahl als Zusammensetzung mit wenigstens ca. 65 Gew.-%

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Eisen, ca. 0,3-1,5 % Kohlenstoff, Rest Legierungsbestandteile, definiert.

Beispiele von Lagerstählen, die bei dem Verfahren verwendbar sind, enthalten 4 % Nl, 2 % Cu, 0,6 % C, Rest Eisen; 1,5 % Mo, 1 % C, Rest Eisen; 0,5 % Mo, 0,5 % Mn, 1 % C, Rest Eisen; der Lagerstahl mit der Typennummer 52100 enthält 1,5 % Cr, 0,5 % Mo, 1 % C, Rest Eisen. Verdüsungspulver werden "bevorzugt verwendet.

Pig. 1 zeigt ein typisches Wälzlager 1 mit einem inneren Laufring 2 und einem äußeren Laufring 3; zwischen diesen sind Wälzkörper 4 angeordnet und in den Laufbahnen durch einen Lagerkäfig gehalten.

Beim Profilwalzen von Metallpulver-Lagerringen entsprechend dem Verfahren nach der US-PS 3 782 794 war die angewandte Eindringrate des Laufrings ca. 0,005 mm pro Umdrehung des Werkstücks, z. B. des Laufrings. Das Formen einer Vertiefung von ca. 0,63 mm Tiefe und mehr würde also eine Gesamtzahl Werkstückumdrehungen von über 100 bis zu 200 oder mehr erfordern. Inzwischen wurde festgestellt, daß dieses periodische Formen der Laufringe in Abhängigkeit von dem geformten Metallpulverwerkstoff ein vorzeitiges Versagen aufgrund von Ermüdungserscheinungen zur Folge haben kann. Dieses Versagen bei relativ großenLaufringtiefen kann jedoch dadurch minimiert werden, daß das Metallpulver-Laufringwerkstück eingespannt wird, z. B. durch Beaufschlagen mit Einspanndruck. Ferner wurde festgestellt, daß ein vorzeitiges Ver-

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sagen durch. Ermüdung beim Formen des Laufrings dadurch verhindert werden kann, daß höhere Werkzeugvorschubgeschwindigkeiten angewandt werden, so daß weniger als 10 Umdrehungen des Werkstücks zum Herstellen einer fertigen Laufbahn erforderlich sind. Bevorzugt wird der ,Laufring in weniger als 10, insbesondere in nicht mehr als fünf oder sechs Umdrehungen des Werkstücks fertiggestellt.

In einem Versuchsprogramm wurde eine Laufbahntiefe von ca. 1,01 mm in einem Lagerringwerkstück mit einem Außendurchmesser von 25,4 mm und einer Weite von 11,1 mm geformt, indem die Formwalze in die Laufringoberfläche mit einer Geschwindigkeit von 0,213 mm pro Werkstückumdrehung vorgeschoben wurde; die fertige Laufbahn wurde mit 4 3/4 Umdrehungen des Werkzeugs geformt. Der erhaltene Laufring hatte gute Eigenschaften, die mittlere Gesamtdichte des Laufrings war 6,8 g/cnr (86,5 % der Reindichte), die Dichte im Laufbahnabschnitt war ca. 7,8 g/cnr (mehr als 99 % der Reindichte). In diesem Fall war die Ausgangsdichte des Rings 6,34 g/cm⁵ (ca. 80 % der Reindichte).

Die schematische Darstellung von Mg. 1 zeigt die Beaufschlagung mit Enddruck beim Formen tieferer Laufbahnen, wobei gleichzeitig eine Schwellung und Rißbildung vermieden wird, bei der Erzeugung von inneren Lagerlaufringen aus Metallpulver-Formlingen. Ein Abschnitt 10 eines gesinterten Metallpulver-Ringwerkstücks hat eine vorbestimmte Porosität. Die Außenfläche des Werkstücks wird mittig mit Umformkräften 11 durch eine Formwalze (vgl. Fig. 2) beaufschlagt, während Enddrücke (z. B. Einspanndrücke) 12, 13

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im wesentlichen senkrecht zu den Umformkräften 11 einwirken. Die Höhe des gewählten Enddrucks sollte so sein, daß sie einerseits die Elastizitätsgrenze des porösen Werkstücks nicht übersteigt, jedoch andererseits ausreicht, um genügend Reibung 14, 15 an den gegenüberliegenden Enden des Werkstücks zu erzeugen, so daß das erwünschte Einspannen gewährleistet ist und eine Zunahme des Umfangs des Lagerrings beim Formen der Laufbahn unterbunden wird. Auf diese Weise entsteht eine hochverdiehtete Zone 16, und der übrige Seil des Werkstücks bleibt porös.

In den 3?ig. 2 und 3 sind zwei mechanische Vorrichtungen zum Beaufschlagen des Werkstücks mit Einspannkräften während des Formens der Laufbahn gezeigt. Nach Pig. 2 ist ein gesinterter Metallpulverring 1OA auf einer Welle 17 befestigt, und Enddruckeinheiten 12A,13A sind ebenfalls auf der Welle angeordnet und beaufschlagen die gegenüberliegenden Enden des Lagerrings mit Einspanndruck. Z. B. kann die Einheit 13A eine auf ein Gewinde der Welle 17 geschraubte Gewindemutter sein, die angezogen wird und eine Kraft auf das Ende des Lagerrings und weiter auf eine Gegendruck-Stützeinheit 12 ausübt, die auf der Welle festgelegt ist. Eine Laufbahnformwalze 18 ist vom Ring beabstandet und um eine zur Achse der Welle 17 parallele Achse 19 drehbar gelagert. Die Formwalze hat eine kreisförmige Rippe 20, deren Krümmung das Gegenstück zu der in der Oberfläche des inneren Lagerlaufrings zu formenden Laufbahnvertiefung ist. Die Yorschubgeschwindigkeit der Formwalze 18 ist so bemessen, daß eine fertige Laufbahn während ein oder zwei Umdrehungen des Metallpulver-Werkstücks ohne Schwellung und Rißbildung desselben geformt wird.

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Pig. 3 zeigt eine andere Möglichkeit der Beaufschlagung mit Einspanndruck, wenn die Laufbahn auf der Innenfläche eines äußeren laufrings geformt wird. In diesem Pail ist die Formwalze oder das Werkzeug 18A in der Mitte der Welle oder des Doms 21 angeordnet und hat kleineren Durchmesser als die Welle, wodurch Ringschultern 21A, 21B gebildet sind, zwischen denen das laufring-Werkstuck 1OB gehalten ist; ein Haltering 22 größeren Durchmessers umgibt den Außenumfang des Werkstücks. Der Hältering 23 wird mit Druck beaufschlagt, der den Umformkräften des Werkzeugs 18A entgegengesetzt gerichtet ist.

Die beiden mechanischen Modelle veranschaulichen den Gedanken der Beaufschlagung bestimmter ausgewählter Teile des Werkstücks, die zu Schwellung neigen, mit Halte- oder Einspanndruck, während ein weiterer ausgewählter !eil einer Ealtumformung durch mechanische Bearbeitung (Pormen der laufbahn) unterworfen wird; der Einspanndruck liegt innerhalb der Elastizitätsgrenze des Werkstoffs, um eine Rißbildung im Werkstück während des Pormens der laufbahn zu vermeiden.

Die Bedeutung der Anwendung von Haltedruck beim Erzielen der Ergebnisse nach der Erfindung ist in Pig. 4 schematisch dargestellt, die lagerring-Werkstüeke A, B und C zeigt. Das Werkstück A zeigt die Kräfteverteilung während der laufbahnausbildung ohne die Anwendung von Haltedruck. Während also das Werkstück A mit Umformkräften 25 beaufschlagt wird, baut sich an dem finiten Element oder Inkrement 27 im Werkstück eine Ermüdungskraft 26 (Spannung)

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auf, deren Größe mit dem Formen tiefer Laufbahnen zunimmt, wobei gleichzeitig die Gefahr von Ermüdungsrissen während des periodischen Formens der Laufbahn zunimmt.

Das Werkstück nach Fig. 4B zeigt die Kräfteverteilung, die sich ergibt, wenn das Werkstück durch Einspanndruck 28 gehalten wird, bevor die Laufbahn geformt wird. Dabei wird das finite Element 27A durch Kräfte 26A mit Kompression beaufschlagt.

Durch Kombination oder Summation der Kräfte von Fig. 4A und 4B bei der Herstellung der Laufbahn mittels Formwalze wird die resultierende Ermüdungsbeanspruchung (Spannung) und damit auch die Gefahr der Rißbildung stark verringert, solange der Haltedruck die Elastizitätsgrenze des Werkstoffs nicht übersteigt.

Es ist vorteilhaft, den inneren Laufring während des Formens der Laufbahn entsprechend den Fig. 1,2 und 4 einzuspannen, wobei die Einspannkräfte der Elastizitätsgrenze des geformten Werkstoffs angenähert sind. Mit dieser Arbeitsweise ist eine stärkere Eindringtiefe erzielbar, bevor Ermüdungsrisse auftreten, und außerdem wird eine Schwellung des Werkstücks vermieden.

Die Bedeutung des Einspanndrucks beim Formen einer tiefen Laufbahn ist aus Fig. 5 ersichtlich, in der die Bohrungszunahme des Laufrings über der Änderung der Laufbahntiefe aufgetragen ist, wenn die Tiefe der Laufbahn bei einem ' bestimmten Einspanndruck den eine Schwellung des Rings be-

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-ττ-

wirkenden Wert übersteigt. In Pig. 5 stellt die Bezugslinie 30 ein Nullwachstum der Ringbohrung dar. Unter Bezugnahme auf diese Bezugslinie 30 ist ersichtlich, daß "bei

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einem Einspanndruck, der von 352 kp/cm auf 703 kp/cm

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und dann auf 14-00 kp/cm erhöht wird, die schwellungslose Laufbahntiefe ebenfalls zunimmt. Wenn die Tiefe jedoch die schwellungslose Tiefe übersteigt, nimmt der Ringumfang zu. Mit zunehmendem Ringumfang erhöht sich die Gefahr der Rißbildung.

Die schwellungslose Laufbahntiefe ist definiert als die durch Xaltwalzumformen erhaltene Laufbahntiefe, bei der eine Ringschwellung im wesentlichen unterbunden oder völlig verhindert wird.

Die Kurven von Fig. 6 zeigen die Beziehung des Einspanndrucks zur maximalen schwellungslosen Laufbahntiefe für zwei aus Stahlpulver gefertigte Lagerring-Werkstücke, wobei eines eine Dichte von ca. 7 g/cnr (ca. 90 % der Reindichte) und das andere eine Dichte von 6,5 g/cnr (ca. 83 % der Reindichte) hat. Es ist ersichtlich, daß bei dem stärker porösen Werkstoff die Laufbahntiefe mit zunehmendem Einspanndruck einen Höchstwert erreicht und dann, wenn der Einspanndruck I4OO kp/cm übersteigt, abnimmt; dagegen nimmt die Laufbahntiefe des dichteren Werkstücks erst bei noch höheren Einspanndrücken ab. Es wird angenommen, daß die Abnahme der schwellungslosen Laufbahntiefe bei dem weniger dichten Werkstoff aus einem von hohen Einspanndrücken hervorgerufenen Extrusionseffekt resultiert.

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Pig. 7 zeigt eine Einspanneinheit, die sich für das gesteuerte Beaufschlagen des Werkstücks mit Einspanndruck bei Versuchen als sehr vorteilhaft erwiesen hat; die Einheit umfaßt einen Bolzen 35, auf dessen teilweise mit Gewinde ausgebildeten Schaft eine Gegenanzugsmutter 36 geschraubt ist, an der eine Haltebuchse 37 angeordnet ist, gegen die das Metallpulverwerkstüek 38 koaxial gehalten ist; eine weitere Buchse 39 ist koaxial an der anderen Seite des Werkstücks angeordnet. Auf das Bolzenende ist eine Sechskantmutter 40 geschraubt, durch die ein dosiertes Drehmoment entsprechend den erwünschten Haltedrücken ausgeübt wird. Die Einspanneinheit ist in eine Formwalzenmaschine einbaubar, die wenigstens zwei, bevorzugt drei Formwalzen (vgl. Fig. 13) aufweist, deren Vorschub senkrecht zur Werkstückachse erfolgt zum mechanischen Umformen des laufrings auf die erwünschte Tiefe.

Die Erkenntnis, daß Ermüdung ein Hauptfehlergrund beim Formen von Metallpulver-Iagerringen ist, ermöglicht eine sorgfältigere Auswertung der Merkmale des Preßlings. Der Fachmann weiß, daß der Umformungsgrad durch die Verformbarkeit des Werkstoffs begrenzt ist; um jedoch tiefere und dichtere Laufringe zu erhalten, ist es erwünscht, Werkstoffe zu verwenden, die sowohl eine höhere Festigkeit als auch eine größere Porosität haben - beide sind weniger stark verformbar als andere Werkstoffe. Die erfolgreiche Verwendung solcher Werkstoffe ist durch die hohe Eindringgeschwindigkeit und die Beaufschlagung mit Halte- oder Einspanndruck möglich.

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Normalerweise ist die Verwendung hochfester poröser Werkstoffe (die hohe Festigkeit wird am leichtesten durch erhöhten Kohlenstoffgehalt erhalten) zum Umformen unerwünscht, da diese Werkstoffe spröde sind. Solche Werkstoffe haben sich jedoch beim Formen von laufringen als vorteilhaft erwiesen, wenn das vorstehend erläuterte Verfahren angewandt wird, und zwar aus folgenden Gründen:

1) Die Verwendung von Werkstoffen höherer Festigkeit ist "beim Formen von laufringen erwünscht wegen der erhöhten Dauerstandfestigkeit des Formlinge. Die Ausfall- öder Versagensfestigkeit (vgl. Fig. 4) beim Formen tieferer laufbahnen wird erhöht.

2) Es wird eine sehr gute Struktur der Schicht unter der Oberfläche erhalten, da die Porosität, die für die Lagerring-Standzeit sehr schädlich ist, bei diesem Verfahren vollständiger beseitigt wird (vgl. die Fig. 8A,- 8B). Dies wurde durch Experimente nachgewiesen.

Werkstoffe mit höherer Festigkeit sind am leichtesten dadurch zu erhalten, daß der Kohlenstoffgehalt des Formlinge erhöht wird. JJs wurde gefunden, daß Kohlenstoffgehalte bis zu ca. 0,8 %_fz. B. von ca. 0,3-0,8 %, gute Ergebnisse zeitigen.

Da Formlinge mit niedrigerer Dichte wesentlich spröder als solche mit höherer Dichte sind, sollte man annehmen, daß sie sich in geringerem Maß umformen lassen. Im Gegensatz

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dazu wurde jedoch festgestellt, daß die Verwendung von Formungen mit geringerer Dichte vorteilhafter ist, und zwar aus zwei Gründen:

1) Durch die poröse Natur des Werkstoffs wird die Stärke von Spannungshaltekräften aufgrund des Ringwerkstoffs selbst vermindert. Unter der Annahme, daß ein vorgeschmiedeter Werkstoff und ein poröser Werkstoff mit der gleichen Umformkraft "beaufschlagt werden, erkennt man, daß die Stärke der Ermüdungsspannungen mit zunehmender Porosität des Werkstoffs kleiner wird (vgl. die Fig. 9A und Fig. 9B).

2) Je poröser der Werkstoff, desto tiefer kann die Laufbahn geformt werden, da mehr Platz (nämlich die Poren) vorhanden ist, der den durch Umformen verdrängten Werkstoff aufnimmt. Dies bietet Vorteile bei der Konstruktion von Axialdrucklagern.

Es wird nun die Anwendung kleiner Formwerkzeuge erläutert. Durch das Einspannen wird eine Ermüdung wegen der in den Lagerringen aufgebauten Restspannungen unterbunden. Ein Vorteil der Anwendung von Einspanndmek beetelit darin, daß Formwalzen mit kleinerem Durchmesser verwendet werden können (höhere spezifische Belastungen), wodurch sich eine geringere Ringschwellung ergibt und eine sehr erwünschte hohe örtliche Verdichtung möglich ist.

In diesem Zusammenhang wird auf die Fig. 10 und 11 Bezug genommen, die die Auswirkung der Verwendung einer kleinen

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aa

Umformwalze (Pig. 10) auf die örtliche Verdichtung zeigen; die verdichtete Zone von Pig. 10 ist im Vergleich zu der mit einer großen Umformwalze erzielten Zone (Pig. 11) stark lokalisiert. Die kleinere Formwalze lokalisiert die Verdichtung, wodurch der Laufbahn "benachbart eine höhere Dichte erzielt wird.

Dies ist aus den folgenden Daten ersichtlich, die mit einem lagerring mit einer Nenngröße von 25,4 mm Außendurchmesser, einer Bohrung von 15,87 mm und einer Weite von 11,1 mm erhalten wurden. Der Metallpulverring hatte eine Dichte von ca. 6,3-6,5 g/cnr und "bestand aus einem vorlegierten Stahlpulver, dem 0,8 Gew.-% Graphit zugesetzt wurde, "bevor das Pulver gepreßt und gesintert wurde. In einem Pail wurde der Laufring unter Verwendung eines Pormwerkzeugs mit einem Durchmesser von 190,5 mm und in einem anderen Pail mit einem Pormwerkzeug mit einem Durchmesser von 76,2 mm geformt. Jedes Werkstück wurde mit einer Einspannkraft von 350 kp/cm beaufschlagt.

Werkzeug- max. Laufringtiefe gemessene Ringdichte durchmesser vor Bruch nach Umformen

190,5 mm 0,5 mm 6,65 g/cnr

76,2 mm 0,91 mm 6,74 g/cm*

Es ist ersichtlich, daß die Durchmesserverringerung des Pormwerkzeugs auf beinahe die Hälfte eine Zunahme der Lauf

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ae> -30

bahntiefe von ca. 80 % zur Folge hat, was eine "beträchtliche Steigerung ist, wenn man bedenkt, daß der Ausgangswerkstoff eine mittlere Dichte yon ca. 81 % der Reindichte hatte.

Bevorzugt ist das Verhältnis des Durchmessers der Formwalze zum Durchmesser eines äußeren Laufrings so klein wie möglich. Z. B. war das Durchmesserverhältnis des Formwerkzeugs zum Laufring "bei dem obigen Beispiel ca. 5:1 für die tiefere Laufbahn und nahezu 7,5:1 für die flachere Laufbahn; bevorzugte Verhältnisse liegen zwischen ca. 2:1 bis 4:1. Gleichermaßen sollte der Werkzeugdurchmesser des Formdorns zum Herstellen äußerer Laufringe (vgl. Fig. 3) so klein wie möglich relativ zum Innendurchmesser des Laufrings sein.

Die beim Formen des Laufrings benutzten Formwalzen haben zwar üblicherweise gleichen Durchmesser und laufen mit gleicher Drehzahl um; beim Formen von Laufbahnen in Metallpulver-Werkstücken hat jedoch eine der Formwalzen bevorzugt eine geringe Untergröße, so daß sich während des Umformens des Laufrings ein gewisser Schlupf ergibt und Scherkräfte längs der Laufringoberflache auftreten, die eine im wesentlichen vollständige Verdichtung an der Laufringoberfläche sicherstellen.

Es wurde beobachtet, daß ohne Oberflächen-Scherkräfte die Gefahr besteht, daß die Laufringe sehr kleine Poren an der Oberfläche der hochverdichteten Laufbahn beibe-

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halten. Dies ist in den Pig. 12 und 13 gezeigt; Fig. 12 zeigt das Verbleiben sehr feiner Poren an der laufbahnoberflache, wenn keine Scherkräfte einwirken. Wenn jedoch eine Beaufschlagung mit solchen Scherkräften erfolgt, indem während des Umformens durch die Formwerkzeuge ein Schlupf von 10 % angewandt wird, wird eine Oberflächenporosität im wesentlichen vermieden.

Es muß zu diesem Zweck nur eine Formwalze reduzierten Durchmesser haben. Fig. 14 zeigt ein Lagerring-Werkstück 41 mit einem Außendurchmesser von ca. 25,4 mm und einem Innendurchmesser von 15,87 mm, das an drei Stellen mit Formwalzen 42, 43 "und 45 Kontakt hat, die einen Durchmesser von ca. 76,2 mm haben; eine der Formwalzen, z. B. die Formwalze 42, hat einen gering kleineren Durchmesser, so daß sich ein Umfangsschlupf von ca. 10 % ergibt. Eine Formwalze mit einem Durchmesser von 76,2 mm hat einen Walzenumfang von ca. 238,7 mm. Für einen Schlupf von 10 % müßte eine der Formwalzen einen Umfang von ca. 205,7 mm oder einen Durchmesser von ca. 65 mm haben.

Der relative Formwalzenschlupf kann sich in einem Bereich von ca. 5-15 % bewegen, bezogen auf die Differenz des Umfangs einer Formwalze relativ zu den übrigen Formwalzen.

Die Dichte der dem umgeformten Bereich benachbarten Schicht unter der Oberfläche des laufrings ist wenigstens 95 % und normalerweise wenigstens 98 % der Reindichte. Die übrigen Bereiche des Laufrings sind im wesentlichen porös

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mit einer mittleren Dichte von ca. 80-92 %_f normalerweise 85-92 % der Reindichte.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen eines inneren Laufrings für ein Wälzlager, der die vorstehenden Eigenschaften hat, "besteht im Formen eines gesinterten porösen Metallrings mit einer Porosität, die einer Dichte von ca. 70-90 % der Reindichte entspricht; in der Verwendung einer Legierung, die hochermüdungsfest ist; dem koaxialen Haltern des Laufrings auf einem drehbaren Dorn, wobei auf die gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks, während dieses auf dem Dorn gehaltert ist, ein Einspanndruck ausgeübt wird; im Formen einer Laufbahn auf der äußeren Lagerumfangsfläche des inneren Laufrings, indem drei in radialer Richtung äquidistante kreisförmige Formwalzen radial zum Laufring und senkrecht zu dessen Achse vorgeschoben werden, wobei jede Formwalze eine endlose vorstehende Rippe in Form eines Gegenstücks der während des Umlaufens des Doms zu formenden Laufbahn aufweist; dabei hat eine der Formwalzen einen um ca. 5-15 % kleineren Umfang als die übrigen Formwalzen, so daß sich während des Formens der Laufbahn ein Schlupf ergibt; und im fortgesetzten Formen der Laufbahn bis zu einer für die Aufnahme von Wälzkörpern geeigneten Tiefe, wodurch während des Formens der Laufbahn gleichzeitig Scherkräfte zur Einwirkung kommen, die Poren beseitigen; die Laufbahntiefe wird innerhalb weniger als 10 Umdrehungen des Werkstücks gebildet, so daß der Laufbahn benachbart eine hochverdichtete Schicht unter der Oberfläche entsteht, die eine mittlere Dichte von wenigstens ca. 95-98 % der Reindichtehat, während der übrige Teil des Werkstücks über den Bereich von ca. 80-85 % der Reindichte im wesentlichen porös

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w-

"bleibt; die Stärke des Einspanndrucks ist wenigstens ausreichend, um eine Schwellung des Werkstücks während des Formens der Laufbahn und gleichzeitig ein Brechen des Rings während des Formens der Laufbahn durch die Walzen im wesentlichen zu unterbinden.

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Claims

Patentansprüche

1. Yerfahren zum selektiven Kaltumformen und Verdichten eines ausgewählten Oberflächenteils eines gesinterten porösen Metallpulverwerkstüeks mit endlicher Dicke, wobei während der Kaltumformung eine Schwellung und Rißbildung des Werkstücks vermieden wird,
gekennzeichnet durch Vorsehen des gesinterten Metallpulverwerkstüeks endlicher Dicke mit einer Porosität entsprechend einer Dichte von ca, 70-90 % der Reindichte;

Beaufschlagen ausgewählter Teile des Werkstücks, die von dem ausgewählten Oberflächenteil verschieden sind, mit haltendem Einspanndruck;

Unterhalten der Druekbeaufschlagung, während wenigstens der ausgewählte Oberfläehenteil kaltumgeformt wird, um den ausgewählten Oberfläehenteil derart zu verdichten, daß die Schicht unter der Oberfläche stark verdichtet wird, während die übrige Werkstüekdicke im wesentlichen porös gehalten wird, wobei die Stärke des Einspanndrucks wenigstens ausreicht, um eine Schwellung des porösen Werkstücks während des Umformens zu unterbinden und gleichzeitig ein Brechen des Werkstücks während des Kaltumformens im wesentlichen zu verhindern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das gesinterte Metallpulverwerkstück Stahl verwendet wird«

OFMGiNAL INSPECTiS

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von ca. 0,3-0,8 % gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht unter der Oberfläche auf wenigstens 95 % der Reindichte verdichtet wird, wobei die übrige Werkstückdicke eine mittlere Dichte im Bereich von ca. 80-92 % der Reindichte hat.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht unter der Oberfläche auf wenigstens 98 % der Reindichte verdichtet wird.

6. Verfahren zum pulvermetallurgischen Herstellen eines metallischen Wälzlagerrings,
gekennzeichnet durch Formen eines gesinterten porösen Metallrings mit einer Porosität entsprechend einer Dichte von ca. 70-90 % der Reindichte;

Beaufschlagen ausgewählter Teile des Metallrings mit haltendem Einspanndruck; und

Unterhalten des Einspanndrucks während des Formens durch lOrmwalzen einer Lauffläche auf einer Lagerumfangsfläche des Metallrings durch mechanisches Kaltformwalzen der Laufbahn auf eine zur Aufnahme von Wälzkörpern geeignete Tiefe derart, daß die der Laufbahn benachbarte Schicht unter der Oberfläche auf wenigstens 95 % der Reindichte stark verdichtet wird, während der übrige Metallring innerhalb eines Bereichs von ca. 80-92 % der Reindichte im wesentlichen porös gehalten wird,

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-se·-

wobei die Stärke des Einspanndrucks wenigstens ausreicht, um eine Schwellung des Metallrings während des Umformens zu unterbinden und ein Brechen des Werkstücks während des Kaltformwalzens der Laufbahn im wesentlichen zu verhindern.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den gesinterten Metallpulverring Stahl verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von ca. 0,3-0,8 % gewählt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die der Laufbahn "benachbarte Schicht unter der Oberfläche auf wenigstens 98 % der Reindichte verdichtet wird.

10. Verfahren zum pulvermetallurgischen Herstellen eines Wälzlagerrings,

gekennzeichnet durch Formen eines gesinterten porösen Metallrings mit einer Porosität entsprechend einer Dichte von ca. 70-90 % der Reindichte j

koaxiales Haltern des Lagerrings auf einem drehbaren Dorn und Beaufschlagen ausgewählter Ringteile mit Einspann-'druck, während der Ring auf dem Dorn gehaltert istj Formwalzen einer Laufbahn auf eine Umfangslagerfläche des Rings unter Verwendung eines kreisförmigen Werkzeugs mit einer ununterbrochen vorstehenden Rippe in Eorm eines Gegenstücks zu der geformten Laufbahn, während der Dorn umläuft; und

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Portsetzen des Formens der Laufbahn bis zu einer zur Aufnahme von Wälzkörpern geeigneten Tiefe,

wobei die Laufbahntiefe während weniger als 10 Umdrehungen des Rings geformt wird,

so daß in der Umgebung der Laufbahn eine hochverdichtete Schicht unter der Oberfläche mit einer mittleren Dichte von wenigstens ca. 95 % der Reindichte erhalten wird, während der übrige Ring innerhalb eines Bereichs von ca. 80-92 % der Reindichte im wesentlichen porös gehalten wird, und wobei die Stärke des Einspanndrucks wenigstens ausreicht, um eine Schwellung des Rings während des Formens der Laufbahn zu unterbinden und ein Brechen des Rings während des Pormwalzens der Laufbahn im wesentlichen zu verhindern.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der gesinterte Metallpulverring aus Stahl gefertigt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von ca. 0,3-0,8 % verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die der Laufbahn benachbarte Schicht unter der Oberfläche auf wenigstens 98 % der Reindichte verdichtet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahntiefe während nicht mehr als sechs Umdrehungen des Lagerrings geformt wird.

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15.-Verfahren zum pulTermetallurgischen Herstellen eines inneren Wälzlager-Laufrings,
gekennzeichnet durch !Formen eines gesinterten porösen Metallrings mit einer Porosität entsprechend einer Dichte von ca. 70-90 % der Reindichte;

koaxiales Haltern des Rings auf einem drehbaren Dorn und Beaufschlagen gegenüberliegender Seiten des Rings mit Einspanndruck, während der Ring auf dem Dorn gehalten ist;

Formwalzen einer Laufbahn in die äußere Umfangsfläehe des inneren Laufrings, indem mehrere in radialer Richtung beabstandete kreisförmige Formwalzwerkzeuge radial zu dem Ring und senkrecht zu dessen Achse vorgeschoben werden, wobei jedes Formwalzwerkzeug eine vorstehende Rippe in Form eines Gegenstücks der während des Umlaufens des Doms zu formenden Laufbahn aufweist; und

Fortsetzen des Formens der Laufbahn bis zu einer zur Aufnahme von Wälzkörpern geeigneten Tiefe, wobei die Laufbahntiefe während weniger als 10 Umdrehungen des Rings geformt wird,

so daß in der Umgebung der Laufbahn eine hochverdichtete Schicht unter der Oberfläche mit einer mittleren Dichte von wenigstens ca. 95 % der Reindichte erhalten wird, wogegen der übrige Ring über einen Bereich von ca. 80-92 % der Reindichte im wesentlichen porös gehalten wird, und wobei die Höhe des Einspanndrucks wenigstens ausreicht, um eine Schwellung des Rings während des Formens der Laufbahn zu unterbinden und ein Brechen des Rings während des Formwalzens der Laufbahn im wesentlichen zu verhindern.

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16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der gesinterte Metallpulverring aus Stahl gefertigt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von ca. 0,3-0,8 % "verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht unter der Laufbahnoberfläehe auf wenigstens 98 % der Reindichte verdichtet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahntiefe während nicht mehr als sechs Umdrehungen des Rings geformt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Formen der Laufbahn drei in radialer Richtung beabstandete Formwalzwerkzeuge verwendet werden, wobei eines derselben einen um ca. 5-15 % kleineren Umfang als die übrigen hat, so daß sich während des Formens der Laufbahn ein Werkzeugschlupf ergibt und dadurch während des Formens der Laufbahn gleichzeitig Scherkräfte zur Einwirkung kommen zum Beseitigen von Poren in der Laufbahn.

21. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Werkzeugdurchmesser und dem Lagerringdurchmesser in einem Bereich von ca. 2:1 bis 4:1 gewählt wird.

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22. Verfahren zum pulvermetallurgischen Herstellen eines inneren Wälzlagerlaufrings,
gekennzeichnet durch Formen eines gesinterten porösen Stahlrings mit einer Porosität entsprechend einer Dichte von ca. 70-90 % der Reindichte;

koaxiales Haltern des Rings auf einem drehbaren Dorn und Beaufschlagen gegenüberliegender Seiten des auf dem Dorn gehalterten Rings mit Einspanndruck; Formwalzen einer Laufbahn in die äußere Lagerumfangs fläche des inneren Laufrings durch radial zum Ring und senkrecht zu dessen Achse erfolgenden Vorschub von drei im wesentlichen äquidistant in radialer Richtung beabstandeten kreisförmigen Formwalzwerkzeugen, deren jedes eine endlose Rippe in Form eines Gegenstücks der während des Umlaufens des Doms geformten Laufbahn aufweist, wobei eines der Formwalzwerkzeuge einen um ca. 5-15 % kleineren Umfang als die übrigen hat, so daß während des Formens der Laufbahn ein Werkzeugschlupf auftritt; und Fortsetzen des Formens der Laufbahn bis zu einer zur Aufnahme von Wälzkörpern geeigneten Tiefe, so daß während des Formens der Laufbahn gleichzeitig Scherkräfte zur Einwirkung kommen und in der Laufbahn vorhandene Poren beseitigen, wobei die Laufbahntiefe während weniger als 10 Umdrehungen des Rings geformt wird,

so daß eine hochverdichtete Schicht unter der Laufbahn erhalten wird, die eine mittlere Dichte von wenigstens ca. 98 % der Reindichte hat, während der übrige Ring über einen Bereich von ca. 85-92 % der Reindichte im wesentlichen porös gehalten wird,

und wobei die Stärke des Einspanndrucks wenigstens ausreicht, um eine Schwellung des Rings während des Formens der Laufbahn zu unterbinden und ein Brechen des Rings während des Formwalzens der Laufbahn im wesentlichen zu verhindern.

23. "Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt τοη ca. 0,3-0,8 % verwendet wird.

24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahn während nicht mehr als sechs Umdrehungen des Rings geformt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Werkzeugdurchmessers zum Durchmesser des Lagerrings in einem Bereich ύοπ ca. 2:1 bis 4:1 gewählt wird.

26. Wälzlager-Laufring, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Verfahren gemäß Anspruch 10 hergestellt ist.

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