DE4205647A1 - Verfahren zur thermochemisch-thermischen behandlung von einsatzstaehlen - Google Patents
Verfahren zur thermochemisch-thermischen behandlung von einsatzstaehlenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermochemisch-thermischen
Behandlung von Einsatzstählen, bei denen eine Randzone eines Werkstückes,
insbesondere Tassenstößel, Wälzlagerteile, Getriebe- und Kupp
lungselemente, mit Kohlenstoff und Stickstoff angereichert und an
schließend einer martensitischen Härtung unterzogen wird.
Ein derartiges Verfahren stellt das Karbonitrieren zum Behandeln eines
Werkstückes im austenitischen Zustand mit dem Zweck der Anreicherung
der Randschicht mit Kohlenstoff und mit Stickstoff dar, wobei sich
beide Elemente danach im Austenit in fester Lösung befinden. Im An
schluß an diese Behandlung erfolgt im allgemeinen unmittelbar ein
Abschrecken zur Erzielung einer Härtung. Durch Karbonitrieren werden
die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit der Konstruktionsteile
verbessert (Technologie der Wärmebehandlung von Stahl S. 169 ff, VEB
Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1986).
Die nach diesem Verfahren behandelten Werkstücke weisen zwar verbes
serte Eigenschaften hinsichtlich der Verschleißfestigkeit auf, die
jedoch für tribologisch hoch beanspruchte Bauteile wie beispielsweise
die Kontaktflächen von Tassenstößeln im Ventiltrieb einer Brennkraft
maschine nicht in jedem Anwendungsfall ausreichen. Darüberhinaus ist
wegen der geforderten Formgenauigkeit bei karbonitrierten Teilen ein
Schleifen dieser Bauteile nötig, so daß im Zuge dieser spanenden
Formgebung die hoch angereicherte, verschleißfeste äußerste Oberflä
chenschicht zumindest teilweise weggeschliffen wird.
Ein anderes Verfahren zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit ist das
Nitrokarburieren. Dies ist ein thermochemisches Verfahren zum Anrei
chern der Randschicht eines Werkstückes mit Stickstoff und Kohlenstoff
unter Bildung einer Verbindungsschicht, wobei sich unterhalb der
Verbindungsschicht eine vor allem mit Stickstoff angereicherte Diffu
sionsschicht bildet. Voraussetzung für die Funktionstüchtigkeit nitro
karburierter Teile ist neben dem Vorhandensein dieser mit Stickstoff
und Kohlenstoff angereicherten, ausreichend dicken Verbindungsschicht
eine entsprechende Stützwirkung der Diffusionsschicht unter der natur
gemäß mehr oder weniger spröden Verbindungsschicht.
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht nun darin, daß die unter der
Verbindungsschicht liegende Diffusionsschicht bei tribologisch hohen
Beanspruchungen, wie beispielsweise durch Fremdkörper im Ölkreislauf
einer Brennkraftmaschine, zu plastischer Verformung neigt und als
Folge davon zu Beschädigungen der Verbindungsschicht führen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein thermochemisch-thermi
sches Behandlungsverfahren zu schaffen, das bei tribologisch hoch
beanspruchten Bauteilen eine ausreichende Verschleißfestigkeit gewähr
leistet.
Diese Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst durch
mehrere aufeinanderfolgende Verfahrensschritte.
Ein erster Verfahrensschritt besteht aus einem Karbonitrieren bei
einer Temperatur von 780 bis 1050°C, wobei in der Randzone eine Auf
kohlung und Aufstickung auf 0,4 bis 0,9 Gewichtsprozent Kohlenstoff
und 0,1 bis 0,8, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 Gewichtsprozent Stickstoff
eingestellt wird. Die hohen Temperaturen sorgen dafür, daß der Auste
nit in der Randzone ein entsprechend hohes Lösungsvermögen sowohl für
Kohlenstoff als auch für Stickstoff aufweist. Die Anreicherung der
Diffusionselemente Stickstoff und Kohlenstoff hat dabei so zu erfol
gen, daß deren Löslichkeit im Austenit nicht überschritten wird, d. h.
das Kohlenpotential in der Atmosphäre ist dabei entsprechend der S-E-
Linie im Eisenkohlenstoff-Diagramm abzustimmen. Entsprechendes gilt
für das Stickstoffangebot gemäß dem Zustandsdiagramm Eisen-Stickstoff.
Die Haltezeit während des Karbonitrierens, die ein bis vier Stunden
betragen kann, richtet sich nach der gewünschten Einhärtetiefe, deren
Obergrenze bei einem Millimeter liegen kann. Erreicht wird die chemi
sche Zusammensetzung der Randzone durch Diffusion von Kohlenstoff und
Stickstoff bei den genannten Temperaturen in bekannter Weise unter
Verwendung eines Arbeitsgases, das sowohl kohlenstoffabgebende Kom
ponenten als auch stickstoffabgebende Komponenten enthält.
An das Karbonitrieren schließt sich als zweiter Verfahrensschritt eine
schnelle Unterkühlung des Härtegutes durch Abschrecken in geeigneten
Medien an. Die Abschreckung soll, beispielsweise in einem Ölbad, auf
Temperaturen deutlich unter dem Martensitstartpunkt der Randzone
erfolgen. Dadurch wird der Diffusionsvorgang der Eisenbegleiter Stick
stoff und Kohlenstoff unterbrochen und die Zementitausscheidung an den
Austenitkorngrenzen unterdrückt und es entsteht ein Gefüge, das sich
aus Kohlenstoff und Stickstoff enthaltendem Martensit und einem Rest
austenitanteil bis zu 50% zusammensetzt. Die Oberflächenhärten liegen
dabei zwischen 65 und 55 Härte Rockwell. Ziel der gleichzeitigen
Anreicherung mit Kohlenstoff und Stickstoff ist im vorliegenden Fall
eine Erhöhung der Anlaßbeständigkeit besagten Einsatzstahles gegen
über dem Einsatzhärten.
An das Karbonitrieren schließt sich als dritter Verfahrensschritt
eine Wärmebehandlung an, im Zuge derer der Werkstoff bei 520 bis 6500,
d. h. 20 bis 40°C über der nachfolgenden Nitrocarburiertemperatur,
angelassen wird. Die Aufheizgeschwindigkeit liegt dabei zwischen 10
bis 30° pro Minute und die Haltezeit beträgt etwa 1 bis 2 Stunden.
Nach dem Anlassen schließt sich als vierter Verfahrensschritt eine
Abkühlung auf Raumtemperatur an, wobei die Abkühlgeschwindigkeit so
gewählt wird, daß durch die Abkühlung keine neuen Spannungen im Bau
teil erzeugt werden. Durch das Anlassen bei einer Temperatur von 20
bis 40°C über der Nitrokarburiertemperatur wird erreicht, daß sich
der durch das Karbonitrieren im Randbereich des Werkstückes einge
stellte Gefügezustand beim nachfolgenden Nitrokarburieren durch Tempe
ratureinflüsse nicht mehr verändert. Da jede Änderung des Gefügezu
standes mit einer Volumenvergrößerung bzw. -verkleinerung verbunden
ist, wird eine derartige Volumenänderung beim nachfolgenden Nitrokar
burieren ausgeschlossen. Darüberhinaus wird der beim vorhergehenden
Karbonitrieren mit nachfolgender Abkühlung mit inneren Spannungen
eingefrorene Ungleichgewichtszustand in ein bei der Nitrokarburiertem
peratur im Gleichgewicht befindliches Gefüge umgewandelt. Der Abbau
von inneren Spannungen beim Anlassen ist ebenfalls mit Maß- und Form
änderungen des Werkstückes verbunden.
Nach der Anlaßbehandlung werden die durch die vorhergehenden Behand
lungsstufen Karbonitrieren und Anlassen eingetretenen Form- und Maß
änderungen der Teile durch einen spangebenden Formgebungsprozeß als
fünften Verfahrensschritt korrigiert, um die zu nitrokarburierenden
Teile auf das Fertigteilendmaß zu bringen. Gegebenenfalls ist dabei
ein durch die Stickstoff- und Kohlenstoffaufnahme beim Nitrokarburie
ren eintretendes Volumenwachstum maßlich zu berücksichtigen.
Nach der spanenden Formgebung schließt sich als sechster Schritt des
erfindungsgemäßen Verfahrens das Nitrokarburieren an. Ziel ist der
Aufbau einer bis zu 20 µm dicken, geschlossenen Verbindungsschicht.
Hierzu werden die geschliffenen Teile bei Temperaturen von 500 bis
620°C 60 bis 150 Minuten lang behandelt. Das Nitrokarburieren erfolgt
im Gasgemisch aus Ammoniak, Kohlendioxid, Stickstoff und Endo- oder
Exogas. Die Abkühlung des Nitriergutes als letzter Schritt des Ver
fahrens kann unter Schutzgas im Ofen oder durch Abschreckung in Öl
erfolgen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 2
erfolgt das Nitrokarburieren bei einer Temperatur von 530 bis 570°C.
Diese Temperaturen liegen einerseits unterhalb der eutektoiden Tempe
ratur und andererseits hoch genug, um mit ausreichend hoher Wachstums
geschwindigkeit die Verbindungsschicht aufzubauen. Darüberhinaus kommt
es in diesem Temperaturbereich zu keiner zusätzlichen Gefügeumwandlung
im aufgestickten Randbereich, so daß auf ein Abschrecken und den damit
verbundenen Maß- und Formänderungen verzichtet werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 kann das Nitrokarburie
ren auch im Plasma oder im Salzbad durchgeführt werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nach dem Oberbegriff
des unabhängigen Anspruchs 4 ist es auch möglich, daß anstelle der
Karbonitrierung eine Einsatzhärtung bei einer Temperatur von 780 bis
1050°C mit einer Aufkohlung der Randzone von 0,4 bis 0,9 Gewichts
prozent Kohlenstoff bei einer Haltezeit von 1 bis 4 Stunden erfolgt.
Die sich anschließenden Verfahrensschritte bleiben die gleichen, wie
im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur thermochemisch-thermischen
Behandlung werden dem Werkstoff eine hohe Verschleißfestigkeit und
Tragfähigkeit verliehen, da die unter der Verbindungsschicht liegende
und diese stützende Diffusionsschicht eine wesentlich verbesserte
Stützwirkung erhält, so daß auch bei höchsten tribologischen Beanspru
chungen die Verbindungsschicht nicht durch plastische Verformungen der
darunter liegenden Diffusionsschicht beschädigt werden kann.
Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen
Verfahrens in Abhängigkeit von Zeit und Temperatur;
Fig. 2 einen Querschnitt im Bereich der Funktionsfläche.
In der mit 1 bezeichneten Phase erfolgt die Karbonitrierung bei einer
Temperatur von 780 bis 1050°C. Je nach gewünschter Einhärtetiefe
erfolgt innerhalb von 1 bis 4 Stunden eine Aufkohlung und Aufstickung
der Randzone. Dieser Phase schließt sich eine Phase 2 an, in der das
Gefüge auf eine Temperatur deutlich unter dem Martensitstartpunkt der
Randzone abgeschreckt wird. In einer dritten Phase wird der Werkstoff
20 bis 40°C über der Nitrokarburiertemperatur 1 bis 2 Stunden ange
lassen. In einer vierten Phase wird der Werkstoff unter Ofen- bzw.
Schutzgasatmosphäre abgekühlt, bevor wie gestrichelt dargestellt, in
einer fünften Phase die Teile einem spannenden Formgebungsprozeß
unterworfen werden, um diese auf ihr Fertigteilendmaß zu bringen. In
einer sechsten Phase erfolgt innerhalb von 60 bis 150 Minuten der
Aufbau einer 2 bis 20 µm, vorzugsweise 6 bis 12 µm dicken, geschlosse
nen Verbindungsschicht. Hierzu werden die geschliffenen Teile bei
Temperaturen von 500 bis 620°C in einem Gasgemisch aus Ammoniak,
Kohlendioxyd, Stickstoff und Endogas oder Exogas behandelt. Danach
schließt sich als letzte Phase 7 die Abkühlung des Nitrokarburiergutes
unter Schutzgas im Ofen oder durch Abschreckung in Öl oder wäßrigen
Medien an. Nicht auf Verschleiß beanspruchte Stellen können spangebend
nachgearbeitet werden.
Fig. 2 zeigt schematisch den Schichtenaufbau der Randzone eines nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelndes Teiles. An die außenlie
gende Verbindungsschicht 8, die aus E-Nitriden, Y′-Nitriden, Karbiden
und Karbonitriden besteht, schließt sich die Diffusionsschicht 9 an,
die aus Nitriden, Karbiden, Karbonitriden und Ferrit besteht. Die
Größenverhältnisse zwischen Verbindungsschicht und Diffusionsschicht
sind dabei so, daß die Stärke der Verbindungsschicht bis zu 20µm
beträgt, während die Diffusionsschicht eine Stärke von mehreren zehn
tel Millimetern aufweisen kann. An die Diffusionsschicht 9 schließt
sich der Ausgangswerkstoff 10 an.
Erfindungsgemäß wird die Stützwirkung der unter der Verbindungsschicht
befindlichen Diffusionsschicht durch Karbonitrieren und Anlassen
gegenüber einem nur nitrokarburiertem Teil entscheidend verbessert.
Bezugszeichen
1 Karbonitrieren oder Einsatzhärten
2 Abkühlen
3 Anlassen
4 Abkühlen
5 spanende Formgebung
6 Nitrokarburieren
7 Abkühlen
8 Verbindungsschicht
9 Diffusionsschicht
10 Ausgangswerkstoff
2 Abkühlen
3 Anlassen
4 Abkühlen
5 spanende Formgebung
6 Nitrokarburieren
7 Abkühlen
8 Verbindungsschicht
9 Diffusionsschicht
10 Ausgangswerkstoff
Claims (4)
1. Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung von Einsatz
stählen, bei denen eine Randzone eines Werkstückes, insbesondere
Tassenstößel, Wälzlagerteile, Getriebe- und Kupplungselemente, mit
Kohlenstoff und Stickstoff angereichert und anschließend einer marten
sitischen Härtung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in
einem ersten Verfahrensschritt eine Karbonitrierung (1) bei einer
Temperatur von 780 bis 1050°C mit einer Aufkohlung und Aufstickung
der Randzone von 0,4 bis 0,9 Gewichtsprozent Kohlenstoff und 0,1 bis
0,8 Gewichtsprozent Stickstoff bei einer Haltezeit von 1 bis 4 Stunden
erfolgt, daß sich in einem zweiten Verfahrensschritt der Karbonitrie
rung (1) eine Abschreckung (2) auf eine Temperatur deutlich unter dem
Martensitstartpunkt der Randzone anschließt, daß ein dritter Verfah
rensschritt ein Anlaßvorgang (3) ist, welcher bei einer Temperatur von
20 bis 40°C über einer Nitrokarburiertemperatur, mit einer Aufheizge
schwindigkeit von 10 bis 30°C pro Minute und einer Haltezeit von 1
bis 2 Stunden vorgenommen wird, daß als vierter Verfahrensschritt eine
Abkühlung (4) auf Raumtemperatur folgt und daß sich als fünfter Ver
fahrensschritt eine spanende Formgebung (5) der Werkstücke anschließt
und daß als sechster Verfahrensschritt ein Nitrokarburieren (6) in
einem Gasgemisch aus Ammoniak, Kohlendioxid, Stickstoff und Endo- oder
Exogas bei einer Temperatur von 500 bis 620°C mit einer Haltezeit von
60 bis 150 Minuten folgt, dem sich als letzter Verfahrensschritt ein
Abkühlen auf Raumtemperatur anschließt.
2. Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung von Einsatz
stählen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nitrokarbu
rieren (6) bei einer Temperatur von 530 bis 570°C stattfindet.
3. Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung von Einsatz
stählen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nitrokarbu
rieren (6) im Plasma oder Salzbad erfolgt.
4. Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung von Einsatz
stählen, bei denen eine Randzone eines Werkstückes, insbesondere
Tassenstößel, Wälzlagerteile, Getriebe- und Kupplungselemente, mit
Kohlenstoff angereichert und anschließend einer martensitischen Här
tung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten
Verfahrensschritt eine Einsatzhärtung (1) bei einer Temperatur von 780
bis 1050°C mit einer Aufkohlung der Randzone von 0,4 bis 0,9 Gewichts
prozent Kohlenstoff bei einer Haltezeit von 1 bis 4 Stunden erfolgt,
daß sich in einem zweiten Verfahrensschritt der Einsatzhärtung (1)
eine Abschreckung (2) auf eine Temperatur deutlich unter dem Marten
sitstartpunkt der Randzone anschließt, daß ein dritter Verfahrens
schritt ein Anlaßvorgang (3) ist, welcher bei einer Temperatur von 20
bis 40°C über einer Nitrokarburiertemperatur, mit einer Aufheizge
schwindigkeit von 10 bis 30°C pro Minute und einer Haltezeit von 1
bis 2 Stunden vorgenommen wird, daß als vierter Verfahrensschritt eine
Abkühlung (4) auf Raumtemperatur folgt und daß sich als fünfter Ver
fahrensschritt eine spanende Formgebung (5) der Werkstücke anschließt
und daß als sechster Verfahrensschritt ein Nitrokarburieren (6) in
einem Gasgemisch aus Ammoniak, Kohlendioxid, Stickstoff und Endo- oder
Exogas bei einer Temperatur von 500 bis 620°C mit einer Haltezeit von
60 bis 150 Minuten folgt, dem sich als letzter Verfahrensschritt ein
Abkühlen auf Raumtemperatur anschließt.
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4419035A1 (de) * | 1993-05-31 | 1994-12-01 | Nsk Ltd | Wälzlager |
DE4327440A1 (de) * | 1993-08-14 | 1995-02-16 | Schaeffler Waelzlager Kg | Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung von Einsatzstählen, Vergütungsstählen und Wälzlagerstählen |
EP0718410A1 (de) * | 1993-10-05 | 1996-06-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Verfahren zum Herstellen von Kipphebeln |
US5575064A (en) * | 1994-12-06 | 1996-11-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing rocker arm for internal combustion engine |
EP1634978A1 (de) * | 2004-09-09 | 2006-03-15 | INA-Schaeffler KG | Verschleissfeste Beschichtung und Verfahren zur Herstellung derselben |
DE19944723B4 (de) * | 1998-09-18 | 2009-12-10 | Ntn Corp. | Radlagervorrichtung |
WO2014031052A1 (en) | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Aktiebolaget Skf | Method for heat treating a steel component and a steel component |
EP2653671A4 (de) * | 2010-12-13 | 2016-04-06 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Steuernocken und ventiltriebvorrichtung für einen motor |
DE102015204656A1 (de) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | Aktiebolaget Skf | Schichtbildung für Wälzlagerkomponenten |
WO2017007397A1 (en) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | Scania Cv Ab | A rocker arm and a rocker arm assembly |
WO2019223925A1 (de) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum herstellen eines metallischen bauteils |
CN111945104A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-17 | 沈阳飞机工业(集团)有限公司 | 薄层氮碳共渗方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4418245C2 (de) * | 1993-08-14 | 2003-06-18 | Ina Schaeffler Kg | Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung einer Gleitfläche eines Nockens und/oder einer Gleitfläche eines Nockengegenläufers |
JPH1060619A (ja) * | 1996-08-13 | 1998-03-03 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | 構造用鋼製部材 |
DE102004028221A1 (de) | 2004-06-09 | 2005-12-29 | Ina-Schaeffler Kg | Hochbeanspruchtes Motorenbauteil |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU609771A1 (ru) * | 1976-12-22 | 1978-05-10 | Предприятие П/Я В-2302 | Способ обработки стальных изделий |
EP0166847B1 (de) * | 1984-02-14 | 1987-10-28 | International Business Machines Corporation | Verfahren zum Aufkohlen und zur Wärmebehandlung von einem Maschinenteil, beispielsweise einem Druckhammer |
DE3923999A1 (de) * | 1988-07-25 | 1990-02-01 | Mazda Motor | Verfahren zum aufkohlen und vergueten von stahlteilen |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1461083A (en) * | 1973-12-08 | 1977-01-13 | Bell T | Methods of treating metal |
EP0033403A1 (de) * | 1980-01-31 | 1981-08-12 | Ford Motor Company | Verfahren zur Behandlung der Oberflächen hochgekohlter Stahlgegenstände und Gegenstände aus hochgekohltem Stahl |
US4470854A (en) * | 1981-10-01 | 1984-09-11 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Surface hardening thermal treatment |
-
1992
- 1992-02-25 DE DE4205647A patent/DE4205647C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-18 DE DE59209268T patent/DE59209268D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-18 WO PCT/EP1992/002951 patent/WO1993017146A1/de active IP Right Grant
- 1992-12-18 EP EP93901704A patent/EP0627019B1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU609771A1 (ru) * | 1976-12-22 | 1978-05-10 | Предприятие П/Я В-2302 | Способ обработки стальных изделий |
EP0166847B1 (de) * | 1984-02-14 | 1987-10-28 | International Business Machines Corporation | Verfahren zum Aufkohlen und zur Wärmebehandlung von einem Maschinenteil, beispielsweise einem Druckhammer |
DE3923999A1 (de) * | 1988-07-25 | 1990-02-01 | Mazda Motor | Verfahren zum aufkohlen und vergueten von stahlteilen |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4419035C2 (de) * | 1993-05-31 | 1998-03-26 | Nsk Ltd | Wälzlagerteil |
US6325867B1 (en) | 1993-05-31 | 2001-12-04 | Nsk Ltd. | Rolling bearing and heat treatment method therefor |
DE4419035A1 (de) * | 1993-05-31 | 1994-12-01 | Nsk Ltd | Wälzlager |
DE4327440A1 (de) * | 1993-08-14 | 1995-02-16 | Schaeffler Waelzlager Kg | Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung von Einsatzstählen, Vergütungsstählen und Wälzlagerstählen |
EP0718410A1 (de) * | 1993-10-05 | 1996-06-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Verfahren zum Herstellen von Kipphebeln |
US5575064A (en) * | 1994-12-06 | 1996-11-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing rocker arm for internal combustion engine |
DE19944723B4 (de) * | 1998-09-18 | 2009-12-10 | Ntn Corp. | Radlagervorrichtung |
DE102004043550B4 (de) * | 2004-09-09 | 2012-02-16 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Verschleißfeste Beschichtung, ihre Verwendung und Verfahren zur Herstellung derselben |
EP1634978A1 (de) * | 2004-09-09 | 2006-03-15 | INA-Schaeffler KG | Verschleissfeste Beschichtung und Verfahren zur Herstellung derselben |
EP2653671A4 (de) * | 2010-12-13 | 2016-04-06 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Steuernocken und ventiltriebvorrichtung für einen motor |
WO2014031052A1 (en) | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Aktiebolaget Skf | Method for heat treating a steel component and a steel component |
EP2888377A4 (de) * | 2012-08-21 | 2016-05-25 | Skf Ab | Verfahren zur wärmebehandlung eines stahlbauteils und stahlbauteil |
US10053764B2 (en) | 2012-08-21 | 2018-08-21 | Aktiebolaget Skf | Method and steel component |
DE102015204656A1 (de) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | Aktiebolaget Skf | Schichtbildung für Wälzlagerkomponenten |
WO2017007397A1 (en) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | Scania Cv Ab | A rocker arm and a rocker arm assembly |
WO2019223925A1 (de) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum herstellen eines metallischen bauteils |
CN111945104A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-17 | 沈阳飞机工业(集团)有限公司 | 薄层氮碳共渗方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0627019A1 (de) | 1994-12-07 |
EP0627019B1 (de) | 1998-04-01 |
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