EP1268864A1 - Production of an embossing tool and use of the same - Google Patents

Production of an embossing tool and use of the same

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Publication number
EP1268864A1
EP1268864A1 EP01911329A EP01911329A EP1268864A1 EP 1268864 A1 EP1268864 A1 EP 1268864A1 EP 01911329 A EP01911329 A EP 01911329A EP 01911329 A EP01911329 A EP 01911329A EP 1268864 A1 EP1268864 A1 EP 1268864A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
workpiece
lubrication pockets
zones
tool surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01911329A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kurt Steinhoff
Nathalie Schuleit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RUAG Components AG
Original Assignee
RUAG Components AG
SM Schweizerische Munitionsunternehmung AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RUAG Components AG, SM Schweizerische Munitionsunternehmung AG filed Critical RUAG Components AG
Priority to EP01911329A priority Critical patent/EP1268864A1/en
Publication of EP1268864A1 publication Critical patent/EP1268864A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/38Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for roll bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/005Rolls with a roughened or textured surface; Methods for making same
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/227Surface roughening or texturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/32Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
    • B23K35/327Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C comprising refractory compounds, e.g. carbides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/103Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/14Special methods of manufacture; Running-in

Definitions

  • the present invention relates to a method according to claim 1 and to a lubrication pocket according to claim 6 and to a preferred application of the method according to claim 10.
  • a method according to the preamble of claim 1 was proposed in PCT / CH99 / 00451 and, for the purpose, has to form workpiece surfaces with different physical / technical and / or chemical properties and to reduce wear on surfaces subject to high stress. This also has a beneficial effect on the tribological properties of the surfaces.
  • the microstructure of the tool surface in particular its raised structural components, should have a high wear resistance.
  • the completion of the lubrication pocket as a prerequisite for a hydrostatic pressure build-up should take place in the earliest possible process phase and at the same time ensure a supply of lubricants during the entire process.
  • the contact angles of the lubrication pockets should also be able to be adjusted favorably to the way the lubricant flows out.
  • the amount of carbide particle entry is determined empirically and has to compensate for the material losses in the tool surface caused by sublimation evaporation, solidification shrinkage and by the plasma shock wave, i.e. the level of the tool surface - its topography - should be as unchanged as possible after the local melting, but at least reproducible and should only vary in the micro range.
  • a vertically oriented “end ring” in the workpiece surface is characteristic of a texture produced with an embossing tool according to the invention.
  • This causes a mechanical delimitation, that is, a closed lubrication pocket during the first contact phase with the, for example, shaping tool.
  • This enables a hydrodynamic pressure build-up, which activates the lubricant supply, even if no actual form locking between tool and workpiece has yet taken place , Due to the resulting small contact surfaces, an empty volume is formed above the surface surrounding the lubrication pockets, through which lubricant is led into the contact zones of high stress. This results in a considerably reinforced hydrodynamic lubrication film compared to lubrication based on pure surface wetting high load capacity.
  • Claim 1 describes the melting of a surface covered with carbide particles, which is particularly simple and can be carried out on numerous known systems.
  • the lubrication pocket according to the invention is characterized by its relatively voluminous crater-shaped depression and a circumferential edge closure of low height.
  • the method-specific use of a pulsed Nd: YAG laser is particularly economical and efficient.
  • the focal spot of the laser beam can be set within wide limits by means of notoriously known, cooled focusing lenses, so that crater-shaped depressions of any size and contact angle can be achieved even with the same beam power.
  • a very simple and economical definition and refinement of the raised parts of the surface, in particular their rounding and smoothing, is carried out by means of a beam processing. Loose or poorly adhering carbide and / or alloy components are removed at the same time.
  • the original carbide layer - before the thermal melting - can be applied particularly simply in the form of a slick to the desired locations on the surface of the tool; have also retains carbide powder with Kar ⁇ coated tape.
  • the actual design of the lubrication pockets can be varied within wide limits, which allows adaptation to the tool geometry, the local load and the lubricant used, as well as the resulting abrasion.
  • the shape of the lubrication pockets is not restricted to rotationally symmetrical craters, elongated craters can also be formed if this appears to make tribological sense. In any case, it is important to have edge closures that have a slope that, ⁇ due to the usually relatively high cohesion of lubricants, prevent them from being pulled or pressed out of the crater. These criteria result in the preferred dimensions claimed, which can be individually optimized are. Preferred pitch angles for the edge seals are shown in further dependent claims, with liquid lubricants of medium viscosity being used.
  • the lubrication pockets embossed in the sheet metal ensure a longer service life for the usually very expensive tool shapes.
  • the texture obtained is regularly distributed on the sheet metal surface, it also serves as an ideal primer for later coatings, which is particularly desirable in car body construction.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view showing the carbide layer after the thermal processing of the tool surface, the for
  • FIG. 2 shows a characteristic shape of an individual crater, produced by stamping with a tool manufactured according to the method, with registered dimensions, 3 as a function of the radius r, zones which can be ascertained and which have arisen as a result of thermal processing, in a standardized, enlarged representation,
  • FIG. 4 shows the zones according to FIG. 2 in a top view of the crater
  • FIGS. 1 to 3 shows a possible deterministic arrangement of the thermally implanted working points according to FIGS. 1 to 3, in a simplified, partial / enlarged enlargement on a tool surface
  • 6a shows a real tool surface structure measured interferometrically in the abscissa direction
  • Fig. 7b the embossing of the surface structure Fig. 6a in the workpiece.
  • 1 denotes a cross section through part of a tool.
  • the surface 1 'of the tool 1 is a substrate for a coating with carbide powder 3 which has been applied with an organic binder.
  • the tool itself consists of a commercially available cold work steel 1.2601 (standard DIN 17350).
  • carbide 3 is gated in an implantation zone 6. Due to the high point energy, part of the steel 1 sublimes and alloys or is remelted in an edge zone 7. A crater 2 remains, which is filled with dispersed and alloyed carbides 4. The transition between the edge zone 7 and the substrate of the tool 1 is designated 8 and relates to a solid phase in which only a structural change has taken place.
  • FIG. 2 The simplified form of an ideal lubrication pocket produced in this way can be seen in FIG. 2, with the annular edge termination being designated by 9 here.
  • a main level HE is also entered, which is identical to the tool surface in the area of the crater.
  • the outer ring diameter is shown with d a , the inner ring diameter d x, the maximum depression of the crater with respect to the main plane HE with t [ ⁇ and the elevation opposite it with h s .
  • the total dimension is R t ; the tangential angle characterizing the flank slope in crater 2 is ⁇ and is usually 15 ° to 45 °.
  • the first layer ZI the dispersed / alloyed layer which was created by the thermally performed liquid phase processing. This is followed by a somewhat thinner layer, a remelting zone Z2, which has also been remelted but is carbide-free. The next layer is a conversion zone Z3, which phase in the hard ⁇ is formed by the action of heat.
  • the substrate, the tool steel 1, is located on the outside.
  • the relative hardness is denoted by H in the ordinate.
  • FIG. 5 A tool surface created according to the invention with a uniform grid is shown in FIG. 5.
  • the distances between the individual craters 2 are varied depending on the local load, but for practical reasons this is done line by line (in columns).
  • a tool surface with the above data has an interferometric profile in the abscissa direction according to FIG. 6a.
  • V3A Stain which consists of 100 parts of distilled water, 100 parts of hydrochloric acid (37%), 10 parts of nitric acid (65%) and 0.3 part of commercially available "Stain"
  • the embossing produced in an aluminum workpiece (99.5% Al) with a pressure of 25 bar shows the profile inverse to FIG. 6a according to FIG. 6b.
  • Analogous are the recordings in the ordinate direction Fig. 7a and Fig. 7b, which in turn show the good embossing behavior and recommend the system not only because of its tribological advantages, but also because of the ideal texturing of the workpiece for subsequent coatings (body panels, etc.).
  • the considerations carried out with the aid of a tool and a workpiece to be machined can of course also be applied to sliding surfaces in which, in one or - with shorter sliding paths - the lubrication pocket according to the invention is alternately provided in both sliding surfaces at locations of high stress.
  • the process is based on commercially available carbides; however, other materials can also be implanted or alloyed according to the invention.

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Abstract

The displacement of lubricant as a result of dynamic and static processes is a problem in forming procedures but also in bearings. Specific crater-shaped recesses (2) formed in the surface of a tool (1) using heat allow the formation of deterministically located lubricant pockets with raised edges (9). When the tool surface is embossed on the workpiece, tribologically advantageous lubricant pockets are formed. Said pockets reduce wear during subsequent forming, hereby increasing the endurance of the tools. A texture obtained in this way is also advantageous for fixing subsequent coatings.

Description

Herstellung eines Prägewerkzeugs und dessen Anwendung Manufacture of an embossing tool and its application
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und auf eine Schmiertasche nach An- spruch 6 sowie auf eine bevorzugte Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 10.The present invention relates to a method according to claim 1 and to a lubrication pocket according to claim 6 and to a preferred application of the method according to claim 10.
Ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wurde in der PCT/CH99/00451 vorgeschlagen und hat zum Zweck Werkstückoberflächen unterschiedlicher physikalischer/techni- scher und/oder chemischer Eigenschaften zu bilden und den Verschleiss an hochbeanspruchten Oberflächen zu reduzieren. Dadurch lassen sich auch die tribologischen Eigenschaften der Oberflächen günstig beeinflussen.A method according to the preamble of claim 1 was proposed in PCT / CH99 / 00451 and, for the purpose, has to form workpiece surfaces with different physical / technical and / or chemical properties and to reduce wear on surfaces subject to high stress. This also has a beneficial effect on the tribological properties of the surfaces.
Verfahren zur Herstellung definierter MikroStrukturen auf Werkzeugoberflächen und auf Werkstücken sind seit einigen Jahren bekannt (u.a. DE -AI- 195 29 429) und finden insbesondere in Umformprozessen Verwendung. Dabei wird während der plastischen Umformung eine Abprägung der Textur (Mikro- geometrie) der Werkzeugoberfläche auf der Werkstückoberflä- ehe erreicht; diese Abprägung wirkt sich in Bezug auf die Standzeit der Werkzeuge in Folgeprozessen günstig aus. Eine Analyse der Funktionen einer gezielt mit MikroStrukturen versehenen Oberfläche ergibt folgendes:Processes for producing defined microstructures on tool surfaces and on workpieces have been known for some years (including DE-AI-195 29 429) and are used in particular in forming processes. During the plastic forming process, the texture (micro-geometry) of the tool surface is embossed on the workpiece surface; this stamping has a positive effect on the tool life in subsequent processes. An analysis of the functions of a surface provided with microstructures shows the following:
1. Verbesserung der tribologischen Bedingungen für nach- folgende Formgebungen.1. Improvement of the tribological conditions for subsequent shapes.
2. Verbesserung der tribologischen Bedingungen in Baugruppen und Systemen wie beispielsweise Gleitlager. 3. Verbesserung der Haftung und des ästhetischen Erscheinungsbildes nach einer Lackierung (Karosserien) .2. Improvement of the tribological conditions in assemblies and systems such as plain bearings. 3. Improvement of the adhesion and the aesthetic appearance after a painting (bodies).
4. Vereinfachung und Verbesserung von Beschichtungsverfah- ren, insbesondere Verbesserung der Schichthaftung von Grundierungen und Plattierungen.4. Simplification and improvement of coating processes, in particular improvement of the layer adhesion of primers and claddings.
Eine mittelbare Strukturierung von Werkstuckoberflachen empfiehlt sich vor allem bei hohen Stuckzahlen; die notwendige, definierte Struktur im Werkstuck setzt in der Regel mehrere Formgebungsschritte voraus, wobei die für jeden Folgeschritt tribologisch geeignete Oberflachenstruktur vorzusehen ist.An indirect structuring of workpiece surfaces is particularly recommended for high numbers of pieces; The necessary, defined structure in the workpiece usually requires several shaping steps, whereby the surface structure that is tribologically suitable for each subsequent step must be provided.
Bekannt sind derartige Verfahren in der Feinblechherstellung, beim Tiefziehen u.a. auch beim reduzierenden Kaltwalzen mit nachfolgendem Nachwalzen. Es hat sich gezeigt, dass sich Strukturen nachteilig auswirken, bei denen die gebildeten Schmiertaschen durch Abprägen eines durch Volumenverlagerung entstandenen erhabenen Strukturanteils entstanden sind. Durch die zwangsläufige Verknüpfung eines erhabenen Strukturanteils mit einer Vertiefung resultiert zwingend eine tribologisch ungunstige Materialumlagerung, die in einer Nachbearbeitung, meist durch einen Schleifvorgang, abgetragen wird. Damit verliert eine solche Schmiertasche ihre Verschleissfestigkeit und ihren Randabschluss . Es können somit nur sehr beschrankt Schmiermittelreserven gebil- det werden, die zudem durch dynamischen Vorgange wahrend des Formgebungsprozesses entweder ausgespult und/oder durch Wegquetschen des Schmierstoffes aus den Zonen höchster Kontaktspannungen entfernt werden. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung Verfahren zur Erzeugung einer verbesserten, optimierten Schmiertaschengeometrie zu schaffen, welche folgende Eigenschaften aufweist:Such methods are known in the production of thin sheets, in deep drawing, inter alia also in reducing cold rolling with subsequent re-rolling. It has been shown that structures have a disadvantageous effect, in which the lubrication pockets formed have been created by embossing a raised structural component caused by volume displacement. The inevitable connection of a raised structural part with a recess results in a tribologically unfavorable material rearrangement, which is removed in a post-processing, usually by a grinding process. This means that such a lubrication bag loses its wear resistance and its edge seal. Thus, only very limited lubricant reserves can be formed, which are also either spooled out by dynamic processes during the shaping process and / or removed by squeezing the lubricant out of the zones with the highest contact voltages. It is therefore an object of the present invention to provide methods for producing an improved, optimized lubrication pocket geometry which has the following properties:
1. Die Mikrostruktur der Werkzeugoberfläche insbesondere deren erhabene Strukturanteile sollen eine hohe Ver- schleissfestigkeit aufweisen.1. The microstructure of the tool surface, in particular its raised structural components, should have a high wear resistance.
2. Die Gestaltung von erhabenen und vertieften Strukturbereichen soll in einer nicht nachteiligen Verknüpfung vorliegen und somit weitgehend frei gestaltbar sein.2. The design of raised and deepened structural areas should be in a non-disadvantageous relationship and should therefore be largely free to design.
3. Der Abschluss der Schmiertasche als Voraussetzung für einen hydrostatischen Druckaufbau soll in einer möglichst frühen Prozessphase erfolgen und gleichzeitig eine Versorgung mit Schmiermitteln während des gesamten Prozessablaufs sicherstellen. Ebenfalls sollen sich die Randwinkel der Schmiertaschen günstig auf das Heraus- fliessen des Schmierstoffs einstellen lassen.3. The completion of the lubrication pocket as a prerequisite for a hydrostatic pressure build-up should take place in the earliest possible process phase and at the same time ensure a supply of lubricants during the entire process. The contact angles of the lubrication pockets should also be able to be adjusted favorably to the way the lubricant flows out.
Diese Aufgabe lässt sich durch ein Prägewerkzeug das nach dem Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 1 herge- stellt wurde lösen; die resultierenden Schmiertaschen erfüllen die Merkmale von Anspruch 6.This object can be achieved by means of an embossing tool which was produced by the method according to the features of claim 1; the resulting lubrication pockets meet the features of claim 6.
Der im Patentanspruch 1 erwähnte Eintrag von Karbidpartikeln kann gemäss PCT/CH99/00451 durch eine vor der thermischen Behandlung auf die Werkzeugoberfläche aufgetragene Schlicke, durch mit Karbidpulver belegte Klebstreifen oder durch Karbidpartikel welche in die Schmelze eingetragen werden, erfolgen. Letzteres wird bei der Beschichtung von Metalloberflächen sowie ähnlichen Technologien häufig angewendet und gilt als an sich bekannte, übliche Methode.According to PCT / CH99 / 00451, the entry of carbide particles mentioned in patent claim 1 can take place by means of a slurry applied to the tool surface before the thermal treatment, by adhesive strips covered with carbide powder or by carbide particles which are introduced into the melt. The latter is used in the coating of Metal surfaces and similar technologies are frequently used and are considered to be the usual method known per se.
Die Menge des Eintrags an Karbidpartikel wird empirisch bestimmt und hat die durch Sublimierverdampfen, Erstarrungs- schrumpfen und durch die Plasma-Schockwelle entstehenden Materialverluste in der Werkzeugoberfläche zu kompensieren, d.h. das Niveau der Werkzeugoberfläche - dessen Topographie - soll nach dem lokalen Aufschmelzen möglichst unverändert, zumindest aber reproduzierbar sein und nur im Mikrobereich variieren.The amount of carbide particle entry is determined empirically and has to compensate for the material losses in the tool surface caused by sublimation evaporation, solidification shrinkage and by the plasma shock wave, i.e. the level of the tool surface - its topography - should be as unchanged as possible after the local melting, but at least reproducible and should only vary in the micro range.
In der zentralen Karbide enthaltenden Zone treten diese in Form von dispergierten Partikeln aber auch als Legierungsbestandteile in Metallkarbiden auf, welche sich während des lokalen Aufschmelzens und Abkühlens bilden.In the central carbide-containing zone, these occur in the form of dispersed particles, but also as alloy components in metal carbides, which form during the local melting and cooling.
Charakteristisch für eine mit einem erfindungsgemässen Prägewerkzeug hergestellte Textur ist das Vorhandensein eines vertikal orientierten "Abschlussrings" in der Werkstückoberfläche. Dieser bewirkt eine mechanische Abgrenzung, d.h. eine geschlossene Schmiertasche während der ersten Kontaktphase mit dem, beispielsweise formgebenden Werkzeug.- Dadurch kann ein hydrodynamischer Druckaufbau erfolgen, was die Schmierstoffversorgung aktiviert, selbst dann, v/enn noch keine eigentlichen Formschlüsse zwischen Werkzeug und Werkstück erfolgt sind. Aufgrund der resultierenden ge- ringen Kontaktflächen bildet sich ein Leervolumen über der die Schmiertaschen umgebenden Oberfläche, über welches Schmierstoff in die Kontaktzonen hoher Belastung geführt wird.- Dies bewirkt einen, gegenüber einer auf reiner Ober- flächenbenetzung beruhenden Schmierung, beträchtlich ver- stärkten hydrodynamischen Schmierfilm hoher Tragfähigkeit. Bei einer fortschreitenden Einebnung der Oberfläche ist das "Wegquetschen" von Schmierstoff unvermeidlich, was sich aber durch eine Vergrösserung (Überdimensionierung) des Schmiertaschenvolumens soweit kompensieren lässt, dass bei- spielsweise der Formgebungsprozess auch nach langer Standzeit, noch ohne grösseren Verschleiss, durchführbar ist.The presence of a vertically oriented “end ring” in the workpiece surface is characteristic of a texture produced with an embossing tool according to the invention. This causes a mechanical delimitation, that is, a closed lubrication pocket during the first contact phase with the, for example, shaping tool.This enables a hydrodynamic pressure build-up, which activates the lubricant supply, even if no actual form locking between tool and workpiece has yet taken place , Due to the resulting small contact surfaces, an empty volume is formed above the surface surrounding the lubrication pockets, through which lubricant is led into the contact zones of high stress. This results in a considerably reinforced hydrodynamic lubrication film compared to lubrication based on pure surface wetting high load capacity. If the surface leveling progressively, the "squeezing away" of the lubricant is inevitable, but this can be compensated for by increasing (oversizing) the lubrication pocket volume to such an extent that, for example, the shaping process can be carried out even after a long service life, without any major wear.
Aufgrund der bisher üblichen Voraussetzung einer annähernden Volumenkonstanz bei den konventionellen Herstellungsverfahren für Schmiertaschen sind bei erfindungsgemäss her- gestellten Werkzeugoberflächen geänderte (kleinere) Spiele zwischen den Werkzeugen möglich, d.h. es können auch beim Texturieren von Oberflächen engere Masstoleranzen eingehalten werden.Due to the previously usual requirement of an approximate volume constancy in the conventional manufacturing processes for lubrication pockets, modified (smaller) play between the tools is possible with tool surfaces manufactured according to the invention, i.e. tighter dimensional tolerances can also be maintained when texturing surfaces.
Durch das im Patentanspruch erwähnte lokale thermische U - schmelzen der Werkzeugoberfläche wird eine derart hoheThe local thermal U-melting of the tool surface mentioned in the patent claim makes such a high one
Energie in den Werkstoff (Substrat) eingebracht, dass eine Sublimierverdampfung stattfindet und somit nahezu keine Werkstoffumlagerung erfolgt.- Der gewünschte Randabschluss der Krater ist mehrheitlich mit Metallkarbiden und Legie- rungsbestandteilen aufgebaut und besitzt eine entsprechend hohe Verschleissfestigkeit, die sich zudem durch die vorbestimmbare Menge an eingetragenem Karbidpulver steuern lässt .Energy is introduced into the material (substrate) so that sublimation evaporation takes place and therefore there is almost no material rearrangement controlled carbide powder can be controlled.
Der Patentanspruch 1 beschreibt das besonders einfach und auf zahlreichen bekannten Anlagen realisierbare Aufschmelzen einer mit Karbidpartikeln belegten Oberfläche.Claim 1 describes the melting of a surface covered with carbide particles, which is particularly simple and can be carried out on numerous known systems.
Überraschenderweise stellt sich nach einem notorisch bekannten, spanlosen Abtragungsvorgang auf der Werkzeugoberfläche - am Ort der Wärmebehandlung - eine Struktur ein, welche hervorragend zur Abprägung geeignet ist und ideale Schmiertaschen in der Werkstückoberflache erzeugt.Surprisingly, after a notoriously known, non-cutting removal process on the tool surface - at the location of the heat treatment - a structure arises, which is ideal for stamping and creates ideal lubrication pockets in the workpiece surface.
Die erfindungsgemässe Schmiertasche zeichnet sich durch ihre relativ voluminöse kraterförmige Vertiefung und einen umlaufenden Randabschluss geringer Höhe aus.The lubrication pocket according to the invention is characterized by its relatively voluminous crater-shaped depression and a circumferential edge closure of low height.
In abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands charakterisiert.Preferred developments of the subject matter of the invention are characterized in dependent claims.
Besonders wirtschaftlich und rationell ist der verfahrens- gemässe Einsatz eines gepulsten Nd: YAG-Lasers .The method-specific use of a pulsed Nd: YAG laser is particularly economical and efficient.
Grundsätzlich lässt sich mittels notorisch bekannter, gekühlter Fokusierlinsen der Brennfleck des Laserstrahls in weiten Grenzen einstellen, so dass auch bei gleicher Strahlleistung kraterförmige Vertiefungen beliebiger Grosse und Randwinkel erzielbar sind.In principle, the focal spot of the laser beam can be set within wide limits by means of notoriously known, cooled focusing lenses, so that crater-shaped depressions of any size and contact angle can be achieved even with the same beam power.
Eine sehr einfache und wirtschaftliche Festlegung, und Verfeinerung der erhabenen Teile der Oberfläche, insbesondere deren Abrundung und Glättung erfolgt mittels einer Strahlbearbeitung. Dabei werden gleichzeitig lose oder schlecht haftende Karbid- und/oder Legierungsbestandteile entfernt.A very simple and economical definition and refinement of the raised parts of the surface, in particular their rounding and smoothing, is carried out by means of a beam processing. Loose or poorly adhering carbide and / or alloy components are removed at the same time.
Anlagetechnisch günstig sind mechanische Strahlbearbeitungen, da die entsprechenden Geräte relativ klein sind und sich leicht in den Herstellungsprozess integrieren lassen. Denkbar ist aber auch der Einsatz von anderen Strahlungsquellen sowie von unter hohem Druck beaufschlagten Fluids, aber auch ein Bürsten und damit ein Abschleifen von Zonen geringerer Härte. Gleichzeitig lasst sich durch die Strahlbearbeitung der Verschleissgradient am Werkstuck und damit dieser auch zwi¬ schen dem Werkzeug und dem Werkstuck einstellen, in dem die Karbidschicht auf das gewünschte Mass reduziert wird.Mechanical blasting is favorable in terms of system technology, since the corresponding devices are relatively small and can be easily integrated into the manufacturing process. However, it is also conceivable to use other radiation sources and fluids under high pressure, but also brushing and thus grinding off zones of lower hardness. At the same time Verschleissgradient let through the beam processing the workpiece and this Zwi ¬ rule set the tool and the workpiece in which the carbide layer is reduced to the desired degree.
Je nach Werkzeuggrosse und vorhanden anlagetechnischen Möglichkeiten kann auch eine chemische Abtragung vorteilhaft sein. Selbstverständlich muss das gewählte Abtragungsver¬ fahren an die Harte des Substrats, d.h. der Werkzeugoberflache angepasst sein, damit sich deren Masse und Oberfla- chenbeschaffenheit nicht nachteilig verandern; in Frage kommen auch mehrstufige Abtragungsverfahren.Depending on the size of the tool and the available technical facilities, chemical ablation can also be advantageous. Of course, the removal method chosen must be adapted to the hardness of the substrate, ie the tool surface, so that its mass and surface quality do not change disadvantageously; Multi-stage deduction procedures are also possible.
Die ursprungliche Karbidschicht - vor dem thermischen Aufschmelzen - lasst sich besonders einfach in Form einer Schlicke auf die gewünschten Stellen auf der Werkzeugober- flache aufbringen; ebenfalls bewahrt haben sich mit Kar¬ bidpulver beschichtete Klebestreifen.The original carbide layer - before the thermal melting - can be applied particularly simply in the form of a slick to the desired locations on the surface of the tool; have also retains carbide powder with Kar ¬ coated tape.
Die eigentliche Ausgestaltung der Schmiertaschen kann in weiten Grenzen variiert werden, was eine Anpassung an die Werkzeuggeometrie, die ortliche Belastung und an das zum Einsatz gelangende Schmiermittel sowie den prasumtiv resultierenden Abrieb erlaubt. Die Form der Schmiertaschen ist nicht auf rotationssymmetrische Krater beschrankt, es können auch längliche Krater gebildet werden, wenn dies tribologisch sinnvoll erscheint. Wichtig sind in jedem Fall Randabschlusse, welche eine Steigung aufweisen, die auf¬ grund der üblicherweise relativ hohen Kohasion von Schmiermitteln verhindern dass diese aus dem Krater gezogen oder gepresst werden.- Aus diesen Kriterien ergeben sich die beanspruchten, bevorzugten Abmessungen die individuell opti- mierbar sind. Bevorzugte Steigungwinkel für die Randabschlusse sind in weiteren abhangigen Ansprüchen aufgezeigt, wobei auf flussige Schmierstoffe mittlerer Viskosität abgestellt ist.The actual design of the lubrication pockets can be varied within wide limits, which allows adaptation to the tool geometry, the local load and the lubricant used, as well as the resulting abrasion. The shape of the lubrication pockets is not restricted to rotationally symmetrical craters, elongated craters can also be formed if this appears to make tribological sense. In any case, it is important to have edge closures that have a slope that, ¬ due to the usually relatively high cohesion of lubricants, prevent them from being pulled or pressed out of the crater. These criteria result in the preferred dimensions claimed, which can be individually optimized are. Preferred pitch angles for the edge seals are shown in further dependent claims, with liquid lubricants of medium viscosity being used.
Verfahrensgemass hergestellte Pragewalzen (= Werkzeuge) für die Feinblechherstellung bilden zusammen mit dem zu walzenden Blech (= Werkstück) bereits wahrend des Walzvorgangs Schmiertaschen, die sich gunstig auf den Verschleiss der Pragewalze auswirken. In nachfolgenden Umformprozessen gewahrleisten die im Blech abgeprägten Schmiertaschen höhere Standzeiten der meist sehr kostspieligen Werkzeugformen.Stamping rolls (= tools) for thin sheet production manufactured in accordance with the process together with the sheet to be rolled (= workpiece) form lubrication pockets during the rolling process, which have a favorable effect on the wear of the stamping roll. In subsequent forming processes, the lubrication pockets embossed in the sheet metal ensure a longer service life for the usually very expensive tool shapes.
Wenn die erzielte Textur regelmassig auf der Blechoberflache verteilt wird, dient sie gleichzeitig als idealer Haftgrund für spatere Beschichtungen, was besonders im Karosseriebau erwünscht ist.If the texture obtained is regularly distributed on the sheet metal surface, it also serves as an ideal primer for later coatings, which is particularly desirable in car body construction.
Nachfolgend werden anhand von Zeichnungen Ausfuhrungsbei- spiele des Erfindungsgegenstands naher erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail below with the aid of drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung, welche die Karbidschicht nach der thermischen Bearbeitung der Werkzeugoberflache aufzeigt, wobei der zurFig. 1 is a schematic sectional view showing the carbide layer after the thermal processing of the tool surface, the for
Bearbeitung benutzte Laser und der Strahlwinkel angedeutet sind,Machining used lasers and the beam angle are indicated,
Fig. 2 eine charakteristische Form eines einzelnen, durch Abprägen mit einem verfahrensgemass herge- stellten Werkzeug erzeugten Kraters, mit eingetragener Vermassung, Fig. 3 in Funktion des Radius r feststellbare Zonen, die durch die thermische Bearbeitung entstanden sind, in normierter, vergrösserter Darstellung,2 shows a characteristic shape of an individual crater, produced by stamping with a tool manufactured according to the method, with registered dimensions, 3 as a function of the radius r, zones which can be ascertained and which have arisen as a result of thermal processing, in a standardized, enlarged representation,
Fig. 4 die Zonen nach Fig. 2 in einer Draufsicht auf den Krater,4 shows the zones according to FIG. 2 in a top view of the crater,
Fig. 5 eine mögliche deterministische Anordnung der thermisch implantierten Arbeitspunkte nach Fig. 1 bis 3, in einer vereinfachten, ausschnittv/eisen Vergrösserung auf einer Werkzeugoberfläche ,5 shows a possible deterministic arrangement of the thermally implanted working points according to FIGS. 1 to 3, in a simplified, partial / enlarged enlargement on a tool surface,
Fig. 6a eine in Abszisse-Richtung interferometrisch vermessene, reale Werkzeugoberflächenstruktur,6a shows a real tool surface structure measured interferometrically in the abscissa direction,
Fig. 6b die Abprägung der Oberflächenstruktur Fig. 6a im Werkstück,6b the embossing of the surface structure Fig. 6a in the workpiece,
Fig. 7a eine in Ordinate-Richtung interferometrisch ver- messene, reale Werkzeugoberflächenstruktur und7a shows a real tool surface structure measured interferometrically in the ordinate direction and
Fig. 7b die Abprägung der Oberflächenstruktur Fig. 6a im Werkstück.Fig. 7b the embossing of the surface structure Fig. 6a in the workpiece.
In Figur 1 ist mit 1 ein Querschnitt durch ein Teil eines Werkzeugs bezeichnet. Die Oberfläche 1' des Werkzeugs 1 ist Substrat für eine Beschichtung mit Karbidpulver 3, welches mit einem organischen Bindemittel versehen aufgetragen wurde. Das Werkzeug selbst besteht aus einem handelsüblichen Kaltarbeitsstahl 1.2601 (Norm DIN 17350).In FIG. 1, 1 denotes a cross section through part of a tool. The surface 1 'of the tool 1 is a substrate for a coating with carbide powder 3 which has been applied with an organic binder. The tool itself consists of a commercially available cold work steel 1.2601 (standard DIN 17350).
Darüber befindet sich eine handelsübliche Impulslaser-An- läge (Nd: YAG-Laser) 100 mit einer Fokusierlinse 10; der austretenden Laserstrahl ist mit 5 bezeichnet und disper- - lo ¬Above this is a commercially available pulse laser system (Nd: YAG laser) 100 with a focusing lens 10; the emerging laser beam is designated 5 and dis- - lo ¬
giert die Karbide 3 in einer Implantier-Zone 6. Durch die hohe punktuell auftreffende Energie sublimiert ein Teil des Stahls 1 und legiert bzw. wird in einer Randzone 7 umgeschmolzen. Es verbleibt ein Krater 2, der mit dispergierten und legierten Karbiden 4 ausgefüllt ist. Der Übergang zwischen der Randzone 7 zum Substrat des Werkzeugs 1 ist mit 8 bezeichnet und betrifft eine Festphase, in welcher lediglich eine Gefugeumwandlung statt gefunden hat.carbide 3 is gated in an implantation zone 6. Due to the high point energy, part of the steel 1 sublimes and alloys or is remelted in an edge zone 7. A crater 2 remains, which is filled with dispersed and alloyed carbides 4. The transition between the edge zone 7 and the substrate of the tool 1 is designated 8 and relates to a solid phase in which only a structural change has taken place.
Wird nun eine solcher Art vorbereitete Werkzeugoberflache 1' einem Abtragungsvorgang beispielsweise durch Sandstrahlen unterzogen, so verbleiben die harten, Karbide enthaltenden Schichten nahezu unverändert, wahrend die weicheren Umschmelzonen abgetragen werden und ringförmige Ausnehmungen bilden. Durch Abprägen einer solchen Topographie lassen sich Schmiertaschen bilden.If such a type of prepared tool surface 1 'is then subjected to a removal process, for example by sandblasting, the hard, carbide-containing layers remain almost unchanged, while the softer remelting zones are removed and form annular recesses. By embossing such a topography, lubrication pockets can be formed.
Die vereinfacht dargestellte Form einer derart hergestellten idealen Schmiertasche ist in Fig. 2 zu sehen, wobei hier der ringförmige Randabschluss mit 9 bezeichnet ist. Ebenfalls eingetragen ist eine Hauptebene HE, welche iden- tisch mit der Werkzeugoberflache im Bereich des Kraters ist.The simplified form of an ideal lubrication pocket produced in this way can be seen in FIG. 2, with the annular edge termination being designated by 9 here. A main level HE is also entered, which is identical to the tool surface in the area of the crater.
Ferner sind der aussere Ringdurchmesser mit da, der innere Ringdurchmesser dx die maximale Vertiefung des Kraters gegenüber der Hauptebene HE mit t[< und die Überhöhung gegen- über dieser mit hs eingezeichnet. Das Gesamtmass betragt Rt; der die Flankensteigung im Krater 2 charakterisierende Tan- gentialwinkel ist ß und betragt in der Regel 15° bis 45°. Eine Untersuchung der gemass Fig. 1 erfolgten AufSchmelzung zeigt den nach Fig. 3 typischen Schichtaufbau, nach erfolgter mechanischer Abtragung:Furthermore, the outer ring diameter is shown with d a , the inner ring diameter d x, the maximum depression of the crater with respect to the main plane HE with t [ < and the elevation opposite it with h s . The total dimension is R t ; the tangential angle characterizing the flank slope in crater 2 is β and is usually 15 ° to 45 °. An examination of the melting carried out according to FIG. 1 shows the layer structure typical of FIG. 3 after mechanical removal:
Vom Zentrum des Kraters 2 in radialer Richtung r, siehe Fig. 4, trifft man auf die erste Schicht ZI, die disper- gierte/legierte Schicht welche durch die thermisch erfolgte Flussigphasenbearbeitung entstand. Danach folgt eine etwas dünnere Schicht, eine Umschmelzone Z2, die zwar ebenfalls umgeschmolzen wurde, aber karbidfrei ist. Die nächste Schicht ist eine Umwandlungszone Z3, welche in der Fest¬ phase durch Wärmeeinwirkung gebildet ist. Aussen befindet sich das Substrat, der Werkzeugstahl 1.From the center of the crater 2 in the radial direction r, see FIG. 4, one encounters the first layer ZI, the dispersed / alloyed layer which was created by the thermally performed liquid phase processing. This is followed by a somewhat thinner layer, a remelting zone Z2, which has also been remelted but is carbide-free. The next layer is a conversion zone Z3, which phase in the hard ¬ is formed by the action of heat. The substrate, the tool steel 1, is located on the outside.
Die relative Harte ist in der Ordinate mit H, bezeichnet.The relative hardness is denoted by H in the ordinate.
Eine mit gleichmassigem Raster erfindungsgemass erstellte Werkzeugoberflache ist in Fig. 5 dargestellt. Je nach ortlicher Belastung werden die Abstände zwischen den einzelnen Kratern 2 variiert, doch erfolgt dies aus praktischen Gründen linienweise (in Kolonnen) .A tool surface created according to the invention with a uniform grid is shown in FIG. 5. The distances between the individual craters 2 are varied depending on the local load, but for practical reasons this is done line by line (in columns).
Am realisierten Werkzeug wurden folgende beispielsweisen charakteristischen Daten durch eine interferometrische Oberflachenmessung gewonnen:The following characteristic data, for example, was obtained on the implemented tool by an interferometric surface measurement:
Max. Durchmesser da des Randabschlusses 9 = 300 μm Innendurchmesser d*. am Randabschluss 9 = 230 μm Tangentialwinkel (Flankensteigungswinkel) ß = 10° Maximale Vertiefung t*.- = 6 μm Maximale Überhöhung hs = 4μm Fulltiefe Schmiermittel Rt = 10 μm Es wurden folgende Laserparameter angewendet:Max. Diameter d a of the edge seal 9 = 300 μm inner diameter d * . at the edge 9 = 230 μm tangential angle (flank angle) ß = 10 ° maximum depression t * .- = 6 μm maximum elevation h s = 4μm full depth of lubricant R t = 10 μm The following laser parameters were used:
Pulsenergie (Spotenergie) = 1 Joule Pulsfrequenz = 10 Hz Pulsleistung = 400 W Leistungsdichte = 1,4 x 105 W/cm2 Pulse energy (spot energy) = 1 joule pulse frequency = 10 Hz pulse power = 400 W power density = 1.4 x 10 5 W / cm 2
Eine Werkzeugoberfläche mit den obigen Daten weist ein in- terferometrisches Profil in Abszisse-Richtung gemass Fig. 6a auf.A tool surface with the above data has an interferometric profile in the abscissa direction according to FIG. 6a.
Besonders bewährt hat sich für den Abtragungsvorgang ein Glasstrahlen mit handelsüblichen, kugelförmigen Glasperlen von 25 - 50 μm Durchmesser unter einem Druck von 4,0 bar.Glass blasting with commercially available, spherical glass beads with a diameter of 25 - 50 μm under a pressure of 4.0 bar has proven particularly effective for the removal process.
Ebenfalls geeignet ist hierfür ein Ätzmittel unter der Bezeichnung "V3A Beize", welches aus 100 Teilen destilliertem Wasser, 100 Teilen Salzsäure (37 %) , 10 Teilen Salpeter- säure (65 %) und 0,3 Teilen handelsüblicher "Sparbeize"Also suitable for this is an etchant called "V3A Stain", which consists of 100 parts of distilled water, 100 parts of hydrochloric acid (37%), 10 parts of nitric acid (65%) and 0.3 part of commercially available "Stain"
(Dr. Vogels Sparbeize, Nr. 1830/170014, Wirtz-Buehler GmbH, D-40599 Düsseldorf) besteht.(Dr. Vogels Sparbeize, No. 1830/170014, Wirtz-Buehler GmbH, D-40599 Düsseldorf).
Die mit einem Druck von 25 bar erzeugte Abprägung in einem Aluminiumwerkstück (99,5 % AI) zeigt das zu Fig. 6a inverse Profil gemass Fig. 6b.The embossing produced in an aluminum workpiece (99.5% Al) with a pressure of 25 bar shows the profile inverse to FIG. 6a according to FIG. 6b.
Analog sind die Aufzeichnungen in Ordinate-Richtung Fig. 7a und Fig. 7b, welche wiederum das gute Abprägeverhalten zeigen und das System nicht nur wegen seiner tribologischen Vorteile, sondern auch wegen der idealen Texturierung des Werkstücks für nachfolgende Beschichtungen (Karosseriebleche etc.) empfehlen. Die anhand eines Werkzeugs und eines zu bearbeitenden Werkstucks geführten Betrachtungen lassen sich selbstverständlich auch auf Gleitflachen übertragen, bei denen in einer - oder bei kürzeren Gleitwegen - wechselseitig in beiden Gleitflachen erfindungsgemasse Schmiertasche an Orten hoher Belastung vorgesehen sind.Analogous are the recordings in the ordinate direction Fig. 7a and Fig. 7b, which in turn show the good embossing behavior and recommend the system not only because of its tribological advantages, but also because of the ideal texturing of the workpiece for subsequent coatings (body panels, etc.). The considerations carried out with the aid of a tool and a workpiece to be machined can of course also be applied to sliding surfaces in which, in one or - with shorter sliding paths - the lubrication pocket according to the invention is alternately provided in both sliding surfaces at locations of high stress.
Aus wirtschaftlichen Überlegungen ist das Verfahren auf handelsübliche Karbide bezogen; es lassen sich aber auch andere Werkstoffe implantieren bzw. erfindungsge ass zule- gieren. For economic reasons, the process is based on commercially available carbides; however, other materials can also be implanted or alloyed according to the invention.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Pragewerkzeuges für die Texturierung von Werkstucken durch eine gezielte partielle Änderung der physikalisch/technischen Eigenschaften, wobei durch lokales thermisches Aufschmelzen auf der Werkzeugoberflache bogenförmig begrenzte, deterministische MikroStrukturen des mit einer Textur zu versehenden Werkstucks in einem den vorgesehenen tribologischen Bedingungen angepassten Raster, m definierten geometrischen Abstanden der Raster zueinander, angebracht werden, wobei wahrend des Aufschmelzens Karbidpartikel in die Mikrostruktu- ren eingetragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch das thermische Aufschmelzen der Werkzeugoberflache (1') eine zentrale, Karbide enthaltende Zone (ZI) hoher Harte erzeugt wird, dass gleichzeitig eine zum zentralen Bereich (ZI) mantelformige oder koaxial verlaufende Umschmelzone (Z2) mit gegenüber dem zen- tralen Bereich geringerer Harte und eine weitere, die Umschmelzone (Z2) umgebende aussere Umwandlungszone (Z3) gebildet werden, welche eine gegenüber der U - schschmelzzone (Z2) und der Werk∑eugoberflache (l1) niedrigere Harte aufweist, wobei die zugefuhrte ther- mische Energie derart eingestellt wird, dass die To¬ pographie des Werkzeugs im Mikrobereich wenigstens annähernd unverändert bleibt und dass nach einer Abkühlung des Werkzeugs dieses einem gleichmassigen Abtragungsvorgang ausgesetzt wird, welcher die drei Zo- nen (ZI bis Z3) entsprechend dem Harteprofil in ihrer Hohe einstellt und die Übergänge zwischen den Zonen (ZI bis Z3) und der Werkzeugoberflache (1') glättet.1.Procedure for producing a stamping tool for the texturing of workpieces by a targeted partial change in the physical / technical properties, with deterministic microstructures of the workpiece to be provided with a texture being adapted to the intended tribological conditions by local thermal melting on the tool surface Grids, m defined geometrical distances between the grids, are attached, carbide particles being introduced into the microstructures during the melting, characterized in that a central, carbide-containing zone (ZI) is higher due to the thermal melting of the tool surface (1 ') Hardness is produced such that a remelting zone (Z2) which is jacket-shaped or coaxial to the central region (ZI) and has a lower hardness than the central region and another outer transformation zone (Z3) surrounding the remelting zone (Z2) are forms which have a relation to the U - schschmelzzone (Z2) and the WerkΣeugoberflache (l 1) has a lower hardness, the power fed into thermal energy mix is adjusted such that the To ¬ pographie of the tool in the micro range remains at least approximately unchanged and that after the tool has cooled down, it is subjected to a uniform removal process, which the three zones (ZI to Z3) correspond to in their hard profile High and the transitions between the zones (ZI to Z3) and the tool surface (1 ') smoothes.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum thermischen Aufschmelzen der Werkzeugober- flache ein gepulster Nd: YAG-Laser eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a pulsed Nd: YAG laser is used for the thermal melting of the tool surface.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonen (ZI bis Z3) durch eine Strahlbearbeitung eingestellt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the zones (ZI to Z3) are set by a beam processing.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlbearbeitung mechanisch, insbesondere durch Sandstrahlen, Stahlkiesstrahlen oder Kugel- strahlen vorgenommen wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the blasting is carried out mechanically, in particular by sandblasting, steel shot peening or shot peening.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonen (ZI bis Z3) durch eine che- mische Behandlung, insbesondere durch Atzen eingestellt werden.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the zones (ZI to Z3) are set by a chemical treatment, in particular by etching.
6. Schmiertaschen in Werkstuckoberflachen welche durch Abprägen mit einem nach den Ansprüchen 1 bis 5 hergestellten Werkzeug erzeugt sind, dadurch gekennzeich- net, dass diese einen aus der Werkstuckoberflache6. Lubrication pockets in workpiece surfaces which are produced by embossing with a tool produced according to claims 1 to 5, characterized in that these one from the workpiece surface
(1') herausragenden, bogenförmig umlaufenden Randab- schluss (9) aufweisen, dass innerhalb des Randabschlusses (9) eine kraterförmige Vertiefung (2) vor¬ gesehenen ist, und dass die Schmiertaschen in einer der lokalen Belastung des Werkstucks (1) angepassten Raster in definierten geometrischen Abstanden der einzelnen Raster zueinander, auf der Werkstuckober- fläche (l1) und/oder entsprechend einer vorgegebenen Textur verteilt sind.Have (1 ') projecting, arc-shaped circumferential edge distance circuit (9) that is viewed inside the edge termination (9) has a crater-shaped depression (2) in front ¬, and that the lubrication pockets in one of the local loading of the workpiece (1) adapted grid at defined geometric distances between the individual grids, on the workpiece top area (l 1 ) and / or are distributed according to a predetermined texture.
7. Schmiertaschen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese abgerundet und geglättet sind und dass ein zwischen der Werkzeugoberfläche (HE) und dem Innern des Randabschlusses (9) gebildeter Tangential- winkel (ß) im Bereich zwischen 5° und 15° vorgesehen ist.7. Lubrication pockets according to claim 6, characterized in that they are rounded and smoothed and that a tangential angle (β) is provided in the range between 5 ° and 15 ° between the tool surface (HE) and the inside of the edge closure (9) ,
8. Schmiertaschen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass der äussere Durchmesser (da) des8. Lubrication pockets according to claim 6 or 7, characterized in that the outer diameter (d a) of the
Randabschlusses (9) < 500 μm und > 150 μm ist, dass die maximale Vertiefung (tκ) > 2 μm und < 20 μm ist und dass die Überhöhung (hs) des Randabschlusses (9) gegenüber der Werkstückoberfläche (HE) < 5 μm und > l μm ist.Edge termination (9) <500 μm and> 150 μm is that the maximum depression (t κ ) is> 2 μm and <20 μm and that the elevation (h s ) of the edge termination (9) relative to the workpiece surface (HE) <5 μm and> l μm.
9. Schmiertaschen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Tangentialwinkel (ß) nach dem in der Vertiefung (2) aufzunehmenden Schmiermittel bzw. nach dessen Viskosität bei Arbeitstemperatur gewählt ist.9. Lubrication pockets according to claim 8, characterized in that the tangential angle (β) is selected according to the lubricant to be received in the recess (2) or according to its viscosity at working temperature.
10. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, zur Erzeu¬ gung von Schmiertaschen bildenden Prägewalzen zum Feinwalzen und Texturieren von Blech. 10. Application of the method according to claim 1, for the generation ¬ supply forming lubrication pockets of embossing rolls for finish rolling and texturing of sheet metal.
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