DE4418245A1 - Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Ventiltrieb für eine BrennkraftmaschineInfo
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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
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.
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