DE4418245A1 - Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einem auf einer Nockenwelle angeordneten Nocken und einem Nockengegenläufer, der mit einem Ventil der Brennkraftmaschine verbunden ist sowie ein Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung von Gleitflächen des Nockens und Nockengegenläufers.
Derartige Ventiltriebe weisen zwischen Nocken und Nockengegenläufer Gleitkontakte mit hohen Pressungen und erheblichen Gleitgeschwindig­ keiten auf. Daraus folgen Reibungsverhältnisse mit einem hohen Ver­ schleiß der sich berührenden Metalloberflächen.
Nach der DE-OS 41 14 513 ist ein Ventiltrieb für eine Brennkraftma­ schine bekannt, bei der jeweils ein Ventil über einen als Nockengegen­ läufer dienenden Kipphebel und eine Stößelstange von einem auf einer Nockenwelle angeordneten Nocken betätigt wird. Die Stößelstange weist an ihrem einen Ende eine Rolle auf, die im Wälzkontakt mit dem Nocken steht. Zur Verbesserung der Schmierungsverhältnisse des Wälzkontaktes ist die Umfangsfläche der Rolle mit einer Vielzahl von winzigen Aus­ nehmungen versehen, die unregelmäßig verteilt angeordnet sind und einen SK-Wert aufweisen, der < 0 ist. Der SK-Wert ist ein Parameter der Oberflächenrauheit und repräsentiert die Schiefe von deren Ver­ teilungskurve. Bei einer symmetrischen Verteilung, beispielsweise der Gaußschen Glockenkurve, nimmt der SK-Wert den Betrag 0 an.
Der Nachteil dieses Ventiltriebes besteht darin, daß die verwendete Stößelstange aufgrund ihrer dem Nocken zugewandten Rolle aufwendig zu fertigen ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Vorteile einer derartigen Oberflächenstrukturierung für Wälzkontakte hinsichtlich der Schmie­ rungsverhältnisse auch für Ventiltriebe mit Gleitkontakten nutzbar zu machen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gleitfläche des Nockens und/oder die Gleitfläche des Nockengegenläufers mit einer Vielzahl von winzigen, willkürlich angeordneten Ausnehmungen derart versehen ist, die einen SK-Wert < 0 aufweisen.
Der SK-Wert, der einen Parameter für die Oberflächenrauhheit dar­ stellt, soll sowohl in Gleitrichtung als auch quer zur Gleitrichtung < 0 sein, da dann die Form und die Verteilung der winzigen Ausneh­ mungen besonders wirkungsvoll zur Bildung des Ölfilmes beiträgt.
Die vorhandenen winzigen Ausnehmungen wirken als Ölvorratsräume und begünstigen so die Ausbildung eines ausreichend dicken Ölfilmes an den Gleitflächen. Auf diese Weise wird ein Kontakt von Metall zu Metall verhindert und somit ein Verschleiß bzw. ein Abtragen von Material auf der äußeren Umfangsfläche des Nocken bzw. des Nockengegenläufers wesentlich verringert.
Es ist bekannt, daß die Mikrogeometrie, insbesondere die Oberflächen­ rauhheit der Gleitfläche einer der wichtigsten Faktoren ist, der Einfluß auf die Gleiteigenschaften hat. Bisher war man davon ausgegan­ gen, daß die Standzeit eines Ventiltriebes um so größer ist, je glat­ ter die fertigbearbeiteten Gleitflächen von Nocken bzw. Nockengegen­ läufer sind.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines derartigen Ventiltriebes macht es nun möglich, daß die Gleitflächen von Nocken und Nockengegen­ läufer nicht so glatt wie bisher angenommen sein müssen. Da die Struk­ turierung der Gleitflächen die Schmierungsverhältnisse, d. h. die Bildung des Ölfilms begünstigt, kann bei der Bearbeitung der Gleit­ flächen aufgrund einer erhöhten Rauhigkeit der Aufwand verringert werden.
In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 und 3 ist vorgesehen, daß das Flächenverhältnis der Ausnehmungen zur gesamten Gleitfläche zwischen 10 und 40% liegen soll, wobei die mittlere Fläche einer Ausnehmung zwischen 35 und 150 µm² liegen soll. Bei der Berechnung der mittleren Fläche bleiben Ausnehmungen mit Flächenanteilen < 7 µm² unberücksichtigt.
Es wurde gefunden, daß bei Einhaltung dieser Werte ein Oberflächen­ zustand der sich gegeneinander berührenden Gleitflächen gegeben ist, der eine optimale Ausbildung des Schmierfilmes ermöglicht. Liegt das Flächenverhältnis beispielsweise über 40% und die mittlere Fläche einer Ausnehmung über 150 µm², so ist keine weitere Verbesserung auf die Gleiteigenschaften und somit keine nennenswerte Wirkung auf die Erhöhung der Lebensdauer eines derartigen Ventiltriebes festzustellen, da dann die effektive Kontaktfläche zwischen Nocken und Nockengegen­ läufer verringert wird.
In diesem Zusammenhang ist es allgemein bekannt, die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit von Konstruktionsteilen durch besondere Behandlungsverfahren zu verbessern. Ein derartiges Verfahren stellt das Einsatzhärten dar, bei dem Stähle mit einem geringen Kohlen­ stoffgehalt von 0,05 bis 0,20% (Einsatzstähle), die also praktisch nicht härtbar sind, in kohlenstoffabgebenden festen, flüssigen oder gasförmigen Mitteln bei Temperaturen zwischen 850 und 1000°C geglüht werden. Der Kohlenstoff diffundiert dabei in die Randschichten des eingesetzten Werkstückes ein.
Ein anderes Verfahren zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit ist das Karbonitrieren zum Behandeln eines Werkstückes im austenitischen Zustand mit dem Zweck der Anreicherung der Randschicht mit Kohlenstoff und mit Stickstoff, wobei sich beide Elemente danach im Austenit in fester Lösung befinden. Im Anschluß an diese Behandlung erfolgt im allgemeinen unmittelbar ein Abschrecken zur Erzielung einer Härtung (Technologie der Wärmebehandlung von Stahl, Seite 169 und folgende, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1986).
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Erhöhung der Verschleißbeständig­ keit ist das Nitrokarburieren. Dies ist ein thermochemisches Verfahren zum Anreichern der Randschicht eines Werkstückes mit Stickstoff und Kohlenstoff unter Bildung einer Verbindungsschicht, wobei sich un­ terhalb der Verbindungsschicht eine vor allem mit Stickstoff angerei­ cherte Diffusionsschicht bildet. Voraussetzung für die Funktionstüch­ tigkeit nitrokarburierter Teile ist neben dem Vorhandensein dieser mit Stickstoff und Kohlenstoff angereicherten, ausreichend dicken Ver­ bindungsschicht eine entsprechende Stützwirkung der Diffusionsschicht unter der naturgemäß mehr oder weniger spröden Verbindungsschicht.
Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß sie bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt jedoch nicht für Kontaktflächen für Ventiltriebe angewendet wurden, die in einem gleitenden Eingriff miteinander stehen und die in den Ansprüchen 1 bis 3 beschriebene strukturierte Oberfläche aufwei­ sen. Das heißt, keines dieser Dokumente liefert einen Hinweis auf die mögliche Verwendung zur Verbesserung des Verschleißverhaltens von Ventiltrieben für Brennkraftmaschinen, deren strukturierte Kontakt­ flächen in einem gleitenden Eingriff stehen.
Eine Verbesserung des Verschleißverhaltens der Gleitfläche von Nocken und Nockengegenläufer wird nach Anspruch 4 dadurch erreicht, daß die Gleitflächen einer Einsatzhärtung bei einer Temperatur von 780-1050°C mit einer Aufkohlung der Randzone von 0,4 bis 1,2 Gewichtsprozent Kohlenstoff bei einer Haltezeit von 1 bis 4 Stunden unterworfen wer­ den, der sich eine Abschreckung auf eine Temperatur deutlich unter dem Martensitstartpunkt der Randzone anschließt, der eine spanende Formge­ bung folgt, bevor sie in einem letzten Verfahrensschritt mit winzigen, willkürlich angeordneten Ausnehmungen versehen werden.
Nach Anspruch 5 kann dies auch dadurch erreicht werden, daß die Gleit­ flächen einer Karbonitrierung bei einer Temperatur von 780 bis 1050°C mit einer Aufkohlung und Aufstickung der Randzone von 0,4 bis 1,2 Gewichtsprozent Kohlenstoff und 0,1 bis 0,8 Gewichtsprozent Stickstoff bei einer Haltezeit von 1 bis 4 Stunden unterworfen werden, der sich eine Abschreckung auf eine Temperatur deutlich unter dem Martensit­ startpunkt der Randzone anschließt, der wiederum eine spanende Formge­ bung folgt, bevor sie in einem letzten Verfahrensschritt mit winzigen, willkürlich angeordneten Ausnehmungen versehen werden.
Ein weiteres Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung der Gleitfläche eines Nockens und/oder einer Gleitfläche eines Nocken­ gegenläufers ist im Anspruch 6 beschrieben.
  • - 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 1,2 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 Kohlenstoffpotential in der Atmosphäre ist dabei entsprechend der S-E-Linie im Eisenkohlenstoff-Diagramm abzustimmen. 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 chemische Zusammen­ setzung der Randzone durch Diffusion von Kohlenstoff und Stickstoff bei den genannten Temperaturen in bekannter Weise unter Verwendung eines Arbeitsgases, das sowohl kohlenstoffabgebende Komponenten als auch stickstoffabgebende Komponenten enthält.
  • - An das Karbonitrieren schließt sich als zweiter Verfahrensschritt eine schnelle Unterkühlung des Härtegutes durch Abschrecken in ge­ eigneten Medien an. Die Abschreckung soll, beispielsweise in einem Ölbad, auf Temperaturen deutlich unter dem Martensitstartpunkt der Randzone erfolgen. Dadurch wird der Diffusionsvorgang der Eisenbeglei­ ter Stickstoff und Kohlenstoff unterbrochen und die Zementitausschei­ dung an den Austenitkorngrenzen unterdrückt und es entsteht ein Gefüge, das sich aus Kohlenstoff und Stickstoff enthaltendem Martensit und einem Restaustenitanteil bis zu 50% zusammensetzt. Die Oberflä­ chenhärten liegen dabei zwischen 55 und 65 Härte Rockwell. Ziel der gleichzeitigen Anreicherung mit Kohlenstoff und Stickstoff ist im vorliegenden Fall eine Erhöhung der Anlaßbeständigkeit besagten Einsatzstahles gegenüber dem Einsatzhärten.
  • - An das Karbonitrieren schließt sich als dritter Verfahrensschritt eine Wärmebehandlung an, im Zuge derer der Werkstoff bei 400 bis 660°C, d. h. über der nachfolgenden Nitrocarburiertemperatur, ange­ lassen wird. Die Aufheizgeschwindigkeit liegt dabei bis 50°C pro Minute und die Haltezeit beträgt etwa 1 bis 2 Stunden. Nach dem An­ lassen schließt sich als vierter Verfahrensschritt eine Abkühlung auf Raumtemperatur an, wobei die Abkühlgeschwindigkeit so gewählt wird, daß durch die Abkühlung keine neuen Spannungen im Bauteil erzeugt werden. Durch das Anlassen bei einer Temperatur über der Nitrokarbu­ riertemperatur wird erreicht, daß sich der durch das Karbonitrieren im Randbereich des Werkstückes eingestellte Gefügezustand beim nachfol­ genden Nitrokarburieren durch Temperatureinflüsse nicht mehr verän­ dert. Da jede Änderung des Gefügezustandes mit einer Volumenvergröße­ rung bzw. -verkleinerung verbunden ist, wird eine derartige Volumen­ änderung beim nachfolgenden Nitrokarburieren nahezu ausgeschlossen. Darüberhinaus wird der beim vorhergehenden Karbonitrieren mit nachfol­ gender Abkühlung mit inneren Spannungen eingefrorene Ungleichgewichts­ zustand in ein bei der Nitrokarburiertemperatur im Gleichgewicht befindliches Gefüge umgewandelt. Der Abbau von inneren Spannungen beim Anlassen ist ebenfalls mit Maß- und Formänderungen 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 eine Strukturierung der Oberfläche der Gleitflächen derart an, daß diese mit winzigen, willkürlich angeord­ neten Ausnehmungen versehen werden.
  • - Danach erfolgt als siebenter Schritt das Nitrokarburieren. Ziel ist der Aufbau einer bis zu 20 µm dicken, geschlossenen Verbindungs­ schicht. Hierzu werden die geschliffenen Teile bei Temperaturen von 400 bis 620°C, 60 bis 300 Minuten lang behandelt. Die Abkühlung des Nitriergutes als letzter Schritt des Verfahrens kann unter Schutzgas im Ofen, bzw. durch Abschreckung in Öl oder wäßrigen Medien erfolgen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 7 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 1,2 Gewichts­ prozent Kohlenstoff bei einer Haltezeit von etwa 1 bis 4 Stunden erfolgt. Die sich anschließenden Verfahrensschritte bleiben die glei­ chen, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 6 beschrieben.
Wie aus Anspruch 8 ersichtlich, fällt es auch unter den Erfindungs­ gedanken, wenn die Gleitflächen des Nockens und/oder die Gleitfläche des Nockengegenläufers nach dem Nitrocarburieren mit winzigen, will­ kürlich angeordneten Ausnehmungen versehen werden.
In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 kann das Nitrokarburie­ ren im Gas, im Plasma oder im Salzbad durchgeführt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 10 erfolgt das Gasnitrokarburieren in einem Gasgemisch aus Ammoniak, Kohlendioxid, Stickstoff und Endo- oder Exogas bei einer Temperatur von 530 bis 570°C. Die Abkühlung des Nitriergutes erfolgt dabei unter Schutzgas. Diese Temperaturen liegen einerseits unterhalb der eutek­ toiden Temperatur und andererseits hoch genug, um mit ausreichend hoher Wachstumsgeschwindigkeit die Verbindungsschicht aufzubauen. Darüber hinaus kommt es in diesem Temperaturbereich zu keiner zusätz­ lichen Gefügeumwandlung im aufgestickten Randbereich, so daß auf ein Abschrecken und den damit verbundenen Maß- und Formänderungen ver­ zichtet werden kann.
Durch diese Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 10 zur thermochemisch- thermischen Behandlung werden dem Werkstoff eine hohe Verschleiß­ festigkeit und Tragfähigkeit verliehen, da die unter der Verbindungs­ schicht liegende und diese stützende Diffusionszone eine wesentlich verbesserte Stützwirkung erhält, so daß auch bei höchsten tribologi­ schen Beanspruchungen die Verbindungsschicht nicht durch plastische Verformungen der darunter liegenden Diffusionszone beschädigt werden kann.
Durch die Nitrocarburierung der strukturierten Oberfläche wird er­ reicht, daß deren mechanische Verschleißfestigkeit durch Einlagerung von Stickstoff und Kohlenstoff bei gleichzeitiger Beibehaltung des positiven Einflusses auf die Ausbildung eines ausreichend dicken Ölfilms an den Gleitflächen wesentlich erhöht wird.
Die Erfindung wird an nachstehendem Beispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt einen Ventilstößel in Einbausitua­ tion zwischen einem Steuernocken und einem Ventilschaft.
Nach der Figur besteht der Ventiltrieb 1 eines nicht näher dargestell­ ten Verbrennungsmotors im wesentlichen aus einem Steuernocken 2, der gegen die Oberfläche 3 eines Stößels 4 wirkt. Der Steuernocken 2 ist drehfest auf einer Nockenwelle 5 angeordnet. Der Stößel 4 ist in einer Gleitführung 6 eines nicht näher dargestellten Zylinderkopfes 7 auf- und abbewegbar und wirkt auf der dem Steuernocken 2 abgewandten Seite gegen den Ventilschaft 8 eines ebenfalls nicht dargestellten Ventils. Dem Ventilschaft 8 ist eine Ventilfeder 9 zugeordnet, die die Rück­ stellung des Stößels 4 bewirkt.
Erfindungsgemäß weist die Oberfläche 3 des Stößels 4 eine rauhe Ober­ fläche auf, die durch eine Vielzahl von unabhängigen winzigen Aus­ nehmungen in willkürlicher Verteilung charakterisiert ist. Die Ober­ fläche 3 des Stößels 4 hat im vorliegenden Fall einen SK-Wert sowohl in Gleitrichtung als auch quer zur Gleitrichtung von -1,3.
Das Flächenverhältnis der Gesamtfläche der winzigen Ausnehmungen zur gesamten Gleitfläche des Ventiltriebes liegt bei 25%. Die mittlere Fläche der Ausnehmungen, gemessen oder errechnet unter Ausschluß von Ausnehmungen mit einer Fläche von höchstens 7 µm², beträgt 70 µm².
Die quantitative Messung der winzigen Ausnehmungen erfolgt in bekann­ ter Weise derart, in dem das Bild der Gleitflächen unter Verwendung eines handelsüblichen Bildanalysators vergrößert wird. Danach wird die Gleitfläche analysiert, indem die Größe und die Verteilung der winzi­ gen Ausnehmungen gemessen werden und indem das Verhältnis der Gesamt­ fläche der winzigen Ausnehmungen zu der gesamten Gleitfläche ermittelt wird.
Der Stößel 4 mit seiner Oberfläche 3 wird bei einer Temperatur von 900°C und einer Haltezeit von 1,5 Stunden einer Einsatzhärtung unter­ worfen. Dabei wurde dessen Randzone auf 0,8 Gewichtsprozent Kohlen­ stoff aufgekohlt. Nach einem Abschrecken unter dem Martensitstartpunkt der Randzone wurde das Teil mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 30°C pro Minute bei 550°C 2 Stunden angelassen. Nach diesem Anlaßvorgang wurde der Stößel 4 auf Raumtemperatur abgekühlt und nochmals spanend bearbeitet. In einem weiteren Verfahrensschritt wurde nun die Ober­ fläche 3 des Stößels 4 mit den vorstehend beschriebenen, willkürlich angeordneten Ausnehmungen versehen und bei 530°C 90 Minuten nitro­ karburiert. Als letzter Verfahrensschritt folgte ein Abkühlen auf Raumtemperatur.
Ein derartig thermochemisch-thermisch behandelter Ventiltrieb, dessen Oberfläche 3 des Stößels 4 mit der vorstehend erläuterten Rauhheit versehen wurde, zeigt gegenüber Ventiltrieben mit Gleitkontakt nach der herkömmlichen Art einen wesentlich verbesserten Schmierfilmaufbau und einen geringeren Reibwert bei gleichzeitiger Verbesserung des Verschleißverhaltens.
Bezugszeichenliste
1 Ventiltrieb
2 Steuernocken
3 Oberfläche
4 Stößel
5 Nockenwelle
6 Gleitführung
7 Zylinderkopf
8 Ventilschaft
9 Ventilfeder
10 Umfangsfläche

Claims (10)

1. Ventiltrieb (1) für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einem auf einer Nockenwelle (5) angeordneten Nocken (2) und einem Nocken­ gegenläufer, der mit einem Ventil der Brennkraftmaschine verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (10) des Nockens (2) und/oder die Gleitfläche (3) des Nockengegenläufers mit einer Vielzahl von winzigen, willkürlich angeordneten Ausnehmungen versehen ist, die einen SK-Wert < 0 aufweisen.
2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flä­ chenverhältnis der Ausnehmungen zur gesamten Gleitfläche zwischen 10 und 40% liegt.
3. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ nehmungen eine mittlere Fläche von 35 bis 150 µm² aufweist, errechnet oder gemessen unter Ausschluß der Ausnehmungen, die eine Fläche < 7 µm² aufweisen.
4. Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung der Gleitfläche eines Nockens (2) und/oder der Gleitfläche eines Nockengegenläufers nach Anspruch 1, wobei eine Randzone mit Kohlenstoff angereichert und anschließend einer martensitischen Härtung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen einer Einsatzhärtung bei einer Temperatur von 780 bis 1050°C mit einer Aufkohlung der Randzone von 0,4 bis 1,2 Gewichtsprozent Kohlenstoff bei einer Haltezeit von 1 bis 4 Stunden unterworfen werden, der sich eine Abschreckung auf eine Temperatur deutlich unter dem Martensitstartpunkt der Randzone an­ schließt, der eine spanende Formgebung folgt, bevor sie in einem letzten Verfahrensschritt mit winzigen, willkürlich angeordneten Ausnehmungen versehen werden.
5. Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung der Gleitfläche eines Nockens (2) und/oder der Gleitfläche eines Nockengegenläufers nach Anspruch 1, wobei eine Randzone mit Kohlenstoff und Stickstoff angereichert und anschließend einer martensitischen Härtung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen einer Karbonitrie­ rung bei einer Temperatur von 780 bis 1050°C mit einer Aufkohlung und Aufstickung der Randzone von 0,4 bis 1,2 Gewichtsprozent Kohlenstoff und 0,1 bis 0,8 Gewichtsprozent Stickstoff bei einer Haltezeit von 1 bis 4 Stunden unterworfen werden, der sich eine Abschreckung auf eine Temperatur deutlich unter dem Martensitstartpunkt der Randzone an­ schließt, der eine spanende Formgebung folgt, bevor sie in einem letzten Verfahrensschritt mit winzigen, willkürlich angeordneten Ausnehmungen versehen werden.
6. Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung der Gleitfläche eines Nockens (2) und/oder einer Gleitfläche eines Nockengegenläufers nach Anspruch 1, wobei eine Randzone mit Kohlenstoff und Stickstoff angereichert und anschließend einer martensitischen Härtung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt eine Karbonitrierung bei einer Temperatur von 780 bis 1050°C mit einer Aufkohlung und Aufstickung der Randzone von 0,4 bis 1,2 Ge­ wichtsprozent Kohlenstoff und 0,1 bis 0,8 Gewichtsprozent Stickstoff bei einer Haltezeit von etwa 1 bis 4 Stunden erfolgt, daß sich in einem zweiten Verfahrensschritt der Karbonitrierung eine Abschreckung auf eine Temperatur deutlich unter dem Martensitstartpunkt der Randzo­ ne anschließt, daß ein dritter Verfahrensschritt ein Anlaßvorgang ist, welcher bei einer Temperatur oberhalb einer Nitrokarburiertemperatur, mit einer Aufheizgeschwindigkeit bis 50°C pro Minute und einer Halte­ zeit von 1 bis 2 Stunden vorgenommen wird, daß als vierter Verfahrens­ schritt eine Abkühlung auf Raumtemperatur folgt und daß sich als fünfter Verfahrensschritt eine spanende Formgebung der Werkstücke anschließt, die Gleitflächen nachfolgend in einem sechsten Verfahrens­ schritt mit winzigen, willkürlich angeordneten Ausnehmungen versehen werden und daß als siebenter Verfahrensschritt ein Nitrokarburieren bei einer Temperatur von 400 bis 620°C mit einer Haltezeit von etwa 60 bis 300 Minuten folgt, dem sich als letzter Verfahrensschritt ein Abkühlen auf Raumtemperatur anschließt.
7. Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung der Gleitfläche eines Nockens (2) und/oder der Gleitfläche eines Nockengegenläufers nach Anspruch 1, wobei eine Randzone mit Kohlenstoff angereichert und anschließend einer martensitischen Härtung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt eine Einsatz­ härtung bei einer Temperatur von 780 bis 1050°C mit einer Aufkohlung der Randzone von 0,4 bis 1,2 Gewichtsprozent Kohlenstoff bei einer Haltezeit von etwa 1 bis 4 Stunden erfolgt, daß sich in einem zweiten Verfahrensschritt der Einsatzhärtung eine Abschreckung auf eine Tempe­ ratur deutlich unter dem Martensitstartpunkt der Randzone anschließt, daß ein dritter Verfahrensschritt ein Anlaßvorgang ist, welcher bei einer Temperatur oberhalb einer Nitrokarburiertemperatur, mit einer Aufheizgeschwindigkeit bis 50°C pro Minute und einer Haltezeit von etwa 1 bis 2 Stunden vorgenommen wird, daß als vierter Verfahrens­ schritt eine Abkühlung auf Raumtemperatur folgt und daß sich als fünfter Verfahrensschritt eine spanende Formgebung der Werkstücke anschließt, die Gleitflächen nachfolgend in einem sechsten Verfahrens­ schritt mit winzigen, willkürlich angeordneten Ausnehmungen versehen werden und daß als siebenter Verfahrensschritt ein Nitrokarburieren bei einer Temperatur von 400 bis 620°C mit einer Haltezeit von etwa 60 bis 300 Minuten folgt, dem sich als letzter Verfahrensschritt ein Abkühlen auf Raumtemperatur anschließt.
8. Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung der Gleitfläche eines Nockens (2) und/oder der Gleitfläche eines Nockengegenläufers nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen nach dem Nitrocarburieren mit winzigen, willkürlich angeordneten Ausnehmungen versehen werden.
9. Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung der Gleitfläche eines Nockens (2) und/oder der Gleitfläche eines Nockengegenläufers nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Nitrokar­ burieren im Gas, im Plasma oder im Salzbad erfolgt.
10. Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung der Gleit­ fläche eines Nockens (2) und/oder der Gleitfläche eines Nockengegen­ läufers nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasnitrokarburieren in einem Gasgemisch aus Ammoniak, Kohlendioxid, Stickstoff und Endo- oder Exogas bei einer Temperatur von 530 bis 570°C stattfindet, wobei die Abkühlung des Nitriergutes unter Schutzgas erfolgt.
DE4418245A 1993-08-14 1994-05-25 Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung einer Gleitfläche eines Nockens und/oder einer Gleitfläche eines Nockengegenläufers Expired - Fee Related DE4418245C2 (de)

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