EP2220409A1 - Metallic flat gasket and manufacturing method - Google Patents

Metallic flat gasket and manufacturing method

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Publication number
EP2220409A1
EP2220409A1 EP08801851A EP08801851A EP2220409A1 EP 2220409 A1 EP2220409 A1 EP 2220409A1 EP 08801851 A EP08801851 A EP 08801851A EP 08801851 A EP08801851 A EP 08801851A EP 2220409 A1 EP2220409 A1 EP 2220409A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
weight
max
steel
flat gasket
base support
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Withdrawn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
EP08801851A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer Capellmann
James Stout
Thomas Zurfluh
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.)
Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Original Assignee
Federal Mogul Sealing Systems GmbH
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 Federal Mogul Sealing Systems GmbH filed Critical Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Publication of EP2220409A1 publication Critical patent/EP2220409A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0818—Flat gaskets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0806—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing characterised by material or surface treatment

Definitions

  • the present invention relates to gaskets and in particular cylinder head gaskets which can be used in internal combustion engines.
  • the flat gasket has a metallic base support with at least one bead.
  • the basic carrier here is made of steel with 0.50 - 1.30 wt% C, max. 3.0% by weight of Si, max. 3.0% by weight of Mn, max. 0.035 wt.% P, max. 0.035 wt.% S, max. 2.0 wt.% Cr.
  • the steel also has a microstructure of> 50% of a bainite texture.
  • Cylinder-head gaskets are gaskets which, in comparison to other types of gaskets, are distinguished by the fact that the sealing function and the transmission of the bolting forces are not separated from each other.
  • the sealing function of a flat gasket is achieved by pressing the gasket.
  • the rigid metallic support frame assumes the function of power transmission and generates a defined sealing gap in which an elastic sealing material is pressed.
  • gaskets are, for example, seals made of an elastomer-coated metallic base support. Normally, the elastomer coating is beaded to increase the pressure.
  • seals made of an elastomer-coated metallic base support Normally, the elastomer coating is beaded to increase the pressure.
  • the elastomeric material additionally has peripheral elevations in the form of sealing lips.
  • Nickel and partly manganese made to perform the desired properties as well
  • the metal layers of the seals are often made of austenitic stainless steel 1.4310 (X10CrNil8-8) with C1300 according to European Standard EN
  • This steel has on the one hand a machinability, which is the initial one
  • This metallic sealing material made of austenitic stainless steel 1.4310 is difficult to process. This is due to the tendency of this so-called. Metastable austenitic steel to form deformation martensite, ie during the forming of the metallic sealing material, a hardening takes place. In addition, this hardening can also have a negative impact on the function of the seal.
  • Another disadvantage of austenitic steel 1.4310 is still the relatively high material costs.
  • An object of the present invention is therefore to provide a readily processable sealing material for flat gaskets.
  • Another object of the present invention is to provide a low cost gasket material for gaskets.
  • Another object of the present invention is to provide a gasket material for gaskets having better performance.
  • the present flat gasket wherein for at least one metallic base support with at least one bead a steel with 0.50 to 1.30 wt% C, max. 3.0% by weight of Si, max. 3.0% by weight of Mn, max. 0.035 wt.% P, max. 0.035 wt.% S, max. 2.0 wt% Cr was used.
  • the steel also has a microstructure of> 50% of a bainite texture.
  • bainitic steel despite a lower elongation at break of from 3% to 15%, determined from uniaxial tensile tests, than the conventional austenitic steel 1.4310 (breaking elongation of 5% to 22%), for forming metallic gasket layers with a bead in one Flat gasket is suitable.
  • the inexpensive steel used herein is characterized by a good ductility, especially in comparison to martensitic steel.
  • a lower functionally disadvantageous hardening during the manufacture of the gasket can be avoided, which is usually the case for metallic gasket material used austenitic chromium-nickel steels on stress-based and / or strain-induced formation of deformation martensite is back.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a flat gasket 10 according to the invention with embossed bead 12. 14 denotes the steel base support
  • the flat gasket 10 has a deformation limiter 20 to the combustion chamber opening 18.
  • a flat gasket which comprises at least one metallic base support with at least one bead.
  • the base support has a microstructure of> 50% of a bainite texture.
  • the remainder is Fe or impurities.
  • a single impurity is hereby ⁇ IO "4 wt .-%, preferably ⁇ 10 '5 wt .-%, more preferably ⁇ 10 " 6 wt .-%, included.
  • the production of the sheet metal material for corresponding metallic seals is well known to the person skilled in the art.
  • the spring property is achieved by heat treatment and work hardening.
  • a further processing of the sheet material to a flat gasket can be done in one or more operations.
  • the sealing of the combustion chamber takes place by means of one or more beads in at least one of the gasket layers of the flat gasket.
  • the beads cause in the installation of the seal, that concentrates the force of the screws, with which the components to be sealed and the seal are braced against each other in a line pressing along the beading.
  • the formation of beads is known in the art and includes, for example, corresponding folding or pressing of the metal. Beads are disclosed for example in DE 195 13 36.
  • a metal layer composed of any metal or metal alloy that is "softer" than the gasket material may be impressed. Further selection criteria for the material of the metal layer are known to the person skilled in the art. Suitable metals or alloys are, for example, copper, tin or brass, and preferably aluminum. It has surprisingly been found that the use of a soft metal leads to an improved micro-seal in the region of a bead. Furthermore, the metal layer contributes to improved corrosion resistance. It is clear that, for reasons of different coefficients of thermal expansion, metal layers of respectively different metals or metal alloys can be mounted on the top or bottom side of the base support and can have different layer thicknesses according to the requirements.
  • the steel used for the at least one metallic base support with at least one bead has a microstructure of> 50% (area ratio) of a bainite texture, as can be determined, for example, by means of a light micrograph of the metallographic cross section through the strip steel used and comparison of the surfaces of bainitic to non-bainitic steel.
  • the steel is tempered by means of bainitizing.
  • Bainitizing is understood to mean a heat treatment process of steel. In contrast to conventional hardening, bainitizing does not involve a martensitic microstructure transformation but rather a transformation into the bainite or intermediate stage.
  • austenitizing the steel. This is followed by quenching to a temperature above the so-called martensite start temperature M 5 and holding the steel at this temperature for a predetermined time. This process is also referred to as isothermal conversion of austenite to bainite and is usually carried out in a salt bath or metal bath.
  • the degree of austenite to bainite conversion, ie, the percentage of bainite texture of the steel can be controlled by temperature and the period of time the temperature is maintained.
  • bainitic steel or technical components bainitic steel is described, for example, in WO 2007/054063, WO 02/44429, EP 1 248 862, EP 0 896 068, EP 0 747 154 and EP 0 707 088.
  • Those skilled in the art are well aware of changes in the methods of obtaining a steel having a microstructure of> 50% of a bainite texture as well as the present composition.
  • the steel preferably has a microstructure of 50-100%, more preferably 60-100%, and even more preferably 80-100% of a bainite texture. It has been found that these above-mentioned mixed phases combine the positive material properties, in particular in the range of 80-100% of a bainite texture, of austenite and bainite for use in flat gaskets.
  • the steel may independently contain various amounts of the alloying ingredients listed below.
  • the steel contains 0.5-1.30% by weight of C, preferably 0.55-1.20% by weight of C, and more preferably 0.70-1.05% by weight of C.
  • the steel contains Max. 3% by weight of Si, preferably 0.15-2.00% by weight of Si, more preferably 0.15-0.40% by weight of Si, and even more preferably 0.15-0.35% by weight of Si Si.
  • Further components are max. 3.0% by weight of Mn, preferably 0.20-2.00% by weight of Mn, more preferably 0.30-1.10% by weight of Mn and even more preferably 0.30-0.90% by weight. -% Mn; Max. 0.035% by weight P, preferably max. 0.025% by weight P; Max.
  • S 0.035% by weight of S, preferably max. 0.025% by weight of S; Max. 2.00% by weight Cr, preferably max. 1.60% by weight Cr, more preferably max. 1.20% by weight of Cr and even more preferably max. 0.4% by weight and 0.90-1.20% by weight Cr.
  • the steel has a tensile strength R n of> 1300 MPa and a yield strength R 6 of> 1050 MPa.
  • R n tensile strength
  • R 6 yield strength
  • the flat gasket further comprises a support layer and / or a stopper layer.
  • Design and production of a support position and stopper layer are known in the art.
  • a support layer or a support element can be attached at any point of the seal in different thickness and shape, whereby a flexible design and variable use of the gasket are possible.
  • a stopper position (Also called "stopper") is here a deformation limiting device by which the Multenverformbaren beads are protected against excessive deformation. At the same time, such a deformation-limiting device represents a partial thickening of the flat gasket, by means of which the engine components adjoining the flat gasket are pretensioned such that the dynamic sealing gap vibration is reduced.
  • Such a deformation limiting device can be produced, for example, by welding an additional ring onto one of the layers of the flat gasket or embossing elevations into one or more layers of the flat gasket.
  • Such stoppers are known from the prior art, for example from US Pat. No. 5,713,580.
  • DE 195 13 361 one of the beaded functional layer of spring steel adjacent carrier layer of the flat gasket is known, which is formed of a different material with lower tensile strength and higher elongation at break, and which is provided with a hem flange.
  • one or more layers of the flat gasket are each provided on one or both sides with an elastomeric coating.
  • this coating leads to an improved micro-seal in the area of a bead.
  • this coating can also take over the additional function of corrosion protection in certain applications.
  • the flat gasket comprises an elastomeric seal.
  • Elastomer seals are often used to seal low pressure areas, which are generally exposed to lower thermal and mechanical stresses than the actual combustion chamber seal.
  • Elastomer seals consist for example of silicones, fluorosilicone or fluoroelastomers.
  • the flat gasket component provided with a bainitic microstructure has a thickness of 0.1 to 2.5 mm.
  • a corrosion-resistant protective layer on the steel surface, for example for protection against coolant or steam.
  • the corrosion protection for example, by means of a paint or an elastomer coating with, for example, nitrile rubber, by applying a zinc phosphate or iron-manganese phosphate conversion layer or a metallic coating with a nobler metal, such as by hot dipping in zinc or tin, or plating with zinc, tin, nickel or Aluminum done.
  • Other methods of applying such protective layers are well known to those skilled in the art.
  • the flat gasket according to the invention and in particular the cylinder head gasket can be used not only in the manufacture of internal combustion engines for automobiles but also in other internal combustion engines.
  • the production of the flat gasket according to the invention can also be done with the same tools as for flat gaskets according to the prior art.
  • a process for producing a gasket comprising the steps of: (a) preparing a steel having a chemical composition of 0.50-1.30 wt% C, max. 3.0% by weight of Si, max. 3.0% by weight of Mn, max. 0.035 wt.% P, max. 0.035 wt.% S, max.
  • the strip steel contains 0.5-1.30% by weight of C, preferably 0.55-1.20% by weight of C, and more preferably 0.70-1.05% by weight of C. Further the steel contains max. 3% by weight of Si, preferably 0.15-2.00% by weight of Si, more preferably 0.15-0.40% by weight of Si, and even more preferably 0.15-0.35% by weight of Si Si. Further components are max. 3.0% by weight of Mn, preferably 0.20-2.00% by weight of Mn, more preferably 0.30-1.10% by weight of Mn and even more preferably 0.30-0.90% by weight. -% Mn; Max. 0.035% by weight P, preferably Max. 0.025% by weight P; Max. 0.035% by weight of S, preferably max. 0.025% by weight of S; Max. 2.00% by weight Cr, preferably max. 1.60% by weight Cr, more preferably max. 1.20% by weight of Cr and even more preferably max. 0.4% by weight or 0.90-1.20% by weight Cr.
  • Mn preferably 0.20
  • the at least one metallic base support has a material thickness of 0, 1 to 2.5 mm.
  • the method comprises the step of applying a further metallic layer to step (b) or (c).
  • the method comprises the step of applying a corrosion protection coating after step (c) or (d) or (e).
  • the method comprises the step of applying a deformation limiter and / or molding an elastomeric seal after step (e).

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Abstract

The present invention relates to flat gaskets and, in particular, cylinder head gaskets which can be used in internal combustion engines. The flat gasket has a metallic main carrier with at least one bead. Here, the main carrier is formed from steel with 0.50 - 1.30% by weight of C, a maximum of 3.0% by weight of Si, a maximum of 3.0% by weight of Mn, a maximum of 0.035% by weight of P, a maximum of 0.035% by weight of S, a maximum of 2.0% by weight of Cr. Furthermore, the steel has a microstructure of ≥ 50% of a bainite texture.

Description

Metallische Flachdichtung und Herstellverfahren Metallic flat gasket and manufacturing process
Die vorliegende Erfindung betrifft Flachdichtungen und insbesondere Zylinderkopfdichtungen, welche in Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden können. Die Flachdichtung weist einen metallischen Grundträger mit mindestens einer Sicke auf. Der Grundträger ist hierbei aus Stahl mit 0,50 - 1,30 Gew.- % C, max. 3,0 Gew.-% Si, max. 3,0 Gew.-% Mn, max. 0,035 Gew.-% P, max. 0,035 Gew.-% S, max. 2,0 Gew.-% Cr geformt. Der Stahl weist ferner eine Mikrostruktur von >50% einer Bainit-Textur auf.The present invention relates to gaskets and in particular cylinder head gaskets which can be used in internal combustion engines. The flat gasket has a metallic base support with at least one bead. The basic carrier here is made of steel with 0.50 - 1.30 wt% C, max. 3.0% by weight of Si, max. 3.0% by weight of Mn, max. 0.035 wt.% P, max. 0.035 wt.% S, max. 2.0 wt.% Cr. The steel also has a microstructure of> 50% of a bainite texture.
Bei Zylinderkopfdichtungen handelt es sich um Flachdichtungen, welche sich im Vergleich zu anderen Dichtungstypen dadurch auszeichnen, dass die Dichtfunktion sowie die Übertragung der Verschraubungskräfte, nicht voneinander getrennt sind. Die Dichtfunktion einer Flachdichtung wird durch Verpressung der Dichtung erreicht. Bei einer Funktionstrennung übernimmt dagegen der steife metallische Trägerrahmen die Funktion der Kraftübertragung und erzeugt einen definierten Dichtspalt, in dem ein elastischer Dichtungswerkstoff verpresst wird.Cylinder-head gaskets are gaskets which, in comparison to other types of gaskets, are distinguished by the fact that the sealing function and the transmission of the bolting forces are not separated from each other. The sealing function of a flat gasket is achieved by pressing the gasket. In a separation of functions, however, the rigid metallic support frame assumes the function of power transmission and generates a defined sealing gap in which an elastic sealing material is pressed.
Bekannte Grundarten von Flachdichtungen sind beispielsweise Dichtungen aus einem elastomerbeschichteten metallischen Grundträger. Dabei ist normalerweise die Elastomer- beschichtung zur Pressungserhöhung gesickt. Eine mögliche Ausführungsform ist beispielsweise in der EP 1023549 beschrieben, wobei hier das elastomere Material zusätzlich umlaufende Erhöhungen in Form von Dichtlippen aufweist.Known basic types of gaskets are, for example, seals made of an elastomer-coated metallic base support. Normally, the elastomer coating is beaded to increase the pressure. One possible embodiment is described, for example, in EP 1023549, in which case the elastomeric material additionally has peripheral elevations in the form of sealing lips.
Derartige Dichtungen werden in Bereichen eingesetzt, in denen keine besonders großen Bauteiltoleranzen ausgeglichen werden müssen. Alle diese Flachdichtungen haben gemeinsam, dass sie im Kraftfluss der Gehäuse- oder Flanschverschraubungen liegen und somit durch die Verschraubungskräfte stark belastet werden. Durch unterschiedliche Gehäuseformen und Verschraubungsanordnungen ergeben sich unterschiedliche Tragbilder im Dichtungsverlauf.Such seals are used in areas where no particularly large component tolerances must be compensated. All these gaskets have in common that they lie in the power flow of the housing or Flanschverschraubungen and thus are heavily loaded by the Verschraubungskräfte. Different housing shapes and bolting arrangements result in different contact patterns in the course of the seal.
Durch Relativbewegungen und hohe Flächenpressungen zwischen den Flanschen, zwischen denen die Dichtungen eingepresst sind, können Flachdichtungen jedoch mehr oder minder stark beschädigt werden. Solche Relativbewegungen treten zum Beispiel auf, wenn Flachdichtungen in beweglichen Anordnungen eingesetzt werden, wie in einem Motor, und können nicht verhindert werden. Auch der hohe Anpressdruck kann bauformbedingt nicht wesentlich verringert werden, da ansonsten die Dichtwirkung der Flachdichtung verringert wird. Umgekehrt könnte eine weitere Erhöhung des Anpressdrucks bzw. der Ver- schraubungskräfte zwar die Relativbewegungen verringern, würde jedoch auch eine erhöhte Belastung der Dichtung verursachen. Die Beschädigungen und mechanischen Verschleißerscheinungen können letztendlich zu einem Versagen der Dichtfunktion führen.By relative movements and high surface pressures between the flanges, between which the seals are pressed, but flat gaskets can be damaged more or less. Such relative movements occur, for example, when flat gaskets are used in movable assemblies, such as in a motor, and can not be prevented. The high contact pressure can not be significantly reduced due to the design, otherwise the sealing effect of the flat gasket is reduced. Conversely, a further increase in the contact pressure or the screwing forces could reduce the relative movements, but would also cause an increased load on the seal. The damage and mechanical signs of wear can ultimately lead to a failure of the sealing function.
Die kritischen Bereiche, in denen diese Verschleißerscheinungen hauptsächlich auftreten, liegen im Allgemeinen im Bereich der Verschraubungen. Auch eine geringe Flanschfläche oder Kontaktfläche der Dichtung kann in lokalen Bereichen zu einer starken Beanspruchung führen.The critical areas in which these signs of wear mainly occur, are generally in the field of glands. Even a small flange surface or contact surface of the seal can lead to heavy stress in local areas.
Als Dichtungen, die den im Motorblock vorherrschenden extremen Anforderungen genügen, haben sich daher zumeist Zylinderkopfdichtungen aus mehrlagigen Federstählen, wie beispielsweise in der DE 19808544 ausgeführt, bewährt. Hierbei verwendete Stähle zeichnen sich insbesondere durch vergleichsweise hohe Anteile von Legierungsmetallen, wie Chrom,As seals which satisfy the extreme requirements prevailing in the engine block, therefore, cylinder head gaskets made of multilayer spring steels, as stated for example in DE 19808544, have usually proven themselves. Steels used in this process are characterized in particular by comparatively high proportions of alloying metals, such as chromium,
Nickel und teilweise Mangan aus, um die gewünschten Eigenschaften bei Betrieb als auchNickel and partly manganese made to perform the desired properties as well
Verarbeitung zu erzielen. Die Metalllagen der Dichtungen bestehen häufig aus rostfreiem austenitischen Stahl 1.4310 (X10CrNil8-8) mit C1300 gemäß Europäischem Standard ENTo achieve processing. The metal layers of the seals are often made of austenitic stainless steel 1.4310 (X10CrNil8-8) with C1300 according to European Standard EN
10151. Dieser Stahl weist einerseits eine Bearbeitbarkeit auf, welche das anfängliche10151. This steel has on the one hand a machinability, which is the initial one
Ausbilden von Sicken und Verformungsbegrenzern ermöglicht. Anderseits weist dasForming beads and deformation limiters allows. On the other hand, that points
Material eine ausreichende Steifheit, Belastbarkeit, und Beständigkeit auf, so dass eine Sicke der variierenden erheblichen Druckbelastung widerstehen kann ohne einer signifikanten Deformierung unterzogen zu werden. Von Nachteil ist, dass dieses metallische Dichtungsmaterial aus rostfreiem austenitischen Stahl 1.4310 schwer zu verarbeiten ist. Dies ist auf die Neigung dieses sog. metastabilen austenitischen Stahls zur Bildung von Verformungsmartensit zurückzuführen, d.h. während der Umformung des metallischen Dichtungsmaterials findet eine Aufhärtung statt. Zudem kann diese Aufhärtung auch einen negativen Einfluss auf die Funktion der Dichtung haben. Als weiterer Nachteil des austenitischen Stahls 1.4310 sind noch die verhältnismäßig hohen Materialkosten anzuführen.Material has sufficient rigidity, resilience, and durability so that a bead can withstand the varying substantial compressive load without undergoing significant deformation. The disadvantage is that this metallic sealing material made of austenitic stainless steel 1.4310 is difficult to process. This is due to the tendency of this so-called. Metastable austenitic steel to form deformation martensite, ie during the forming of the metallic sealing material, a hardening takes place. In addition, this hardening can also have a negative impact on the function of the seal. Another disadvantage of austenitic steel 1.4310 is still the relatively high material costs.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung eines einfach verarbeitbaren Dichtungsmaterials für Flachdichtungen.An object of the present invention is therefore to provide a readily processable sealing material for flat gaskets.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines kostengünstigen Dichtungsmaterials für Flachdichtungen.Another object of the present invention is to provide a low cost gasket material for gaskets.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Dichtungsmaterials für Flachdichtungen mit besseren Funktionseigenschaften.Another object of the present invention is to provide a gasket material for gaskets having better performance.
Diese Aufgaben wurden durch die Bereitstellung der vorliegenden Flachdichtung gelöst, worin für mindestens einen metallischen Grundträger mit mindestens einer Sicke ein Stahl mit 0,50 - 1,30 Gew.- % C, max. 3,0 Gew.-% Si, max. 3,0 Gew.-% Mn, max. 0,035 Gew.-% P, max. 0,035 Gew.-% S, max. 2,0 Gew.-% Cr verwendet wurde. Der Stahl weist ferner eine Mikrostruktur von >50% einer Bainit-Textur auf.These objects were achieved by providing the present flat gasket, wherein for at least one metallic base support with at least one bead a steel with 0.50 to 1.30 wt% C, max. 3.0% by weight of Si, max. 3.0% by weight of Mn, max. 0.035 wt.% P, max. 0.035 wt.% S, max. 2.0 wt% Cr was used. The steel also has a microstructure of> 50% of a bainite texture.
Es wurde überraschenderweise gefunden, dass bainitischer Stahl, trotz einer geringeren, aus uniaxialen Zugversuchen ermittelten Bruchdehnung von zwischen 3% und 15% als der herkömmliche austenitische Stahl 1.4310 (Bruchdehnung von 5% bis 22%), zur Ausbildung von metallischen Dichtungslagen mit Sicke in einer Flachdichtung geeignet ist. Weiterhin zeichnet sich der hierin verwendete kostengünstige Stahl durch eine gute Duktilität, insbesondere im Vergleich zu Martensitstahl, aus. Darüber hinaus kann mit diesem Stahl eine mituntere für die Funktion nachteilige Aufhärtung während der Herstellung der Dichtung vermieden werden, welche bei den üblicherweise für metallisches Dichtungsmaterial verwendeten austenitischen Chrom-Nickel-Stählen auf spannungsgestützter und / oder dehnungsinduzierter Bildung von Verformungsmartensit zurück zu fuhren ist.It has surprisingly been found that bainitic steel, despite a lower elongation at break of from 3% to 15%, determined from uniaxial tensile tests, than the conventional austenitic steel 1.4310 (breaking elongation of 5% to 22%), for forming metallic gasket layers with a bead in one Flat gasket is suitable. Furthermore, the inexpensive steel used herein is characterized by a good ductility, especially in comparison to martensitic steel. In addition, with this steel, a lower functionally disadvantageous hardening during the manufacture of the gasket can be avoided, which is usually the case for metallic gasket material used austenitic chromium-nickel steels on stress-based and / or strain-induced formation of deformation martensite is back.
In den Figuren zeigt die Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Flachdichtung 10 mit eingeprägter Sicke 12. 14 bezeichnet den Grundträger aus Stahl mit1 shows a sectional view of a flat gasket 10 according to the invention with embossed bead 12. 14 denotes the steel base support
0,50 - 1,30 Gew.- % C, max. 3,0 Gew.-% Si, max. 3,0 Gew.-% Mn, max. 0,035 Gew.-% P, max. 0,035 Gew.-% S, max. 2,0 Gew.-% Cr und einer Mikrostruktur von >50% einer Bainit-0.50 - 1.30% by weight C, max. 3.0% by weight of Si, max. 3.0% by weight of Mn, max. 0.035 wt.% P, max. 0.035 wt.% S, max. 2.0% by weight of Cr and a microstructure of> 50% of a bainitic acid
Textur. Auf der Oberseite bzw. Unterseite des Grundträgers sind zwei weitere Metall-LagenTexture. On the top or bottom of the base support are two more metal layers
16 aus Aluminium angebracht. Die Flachdichtung 10 weist zur Brennraumöffnung 18 einen Verformungsbegrenzer 20 auf.16 made of aluminum. The flat gasket 10 has a deformation limiter 20 to the combustion chamber opening 18.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Flachdichtung bereitgestellt, welche mindestens einen metallischen Grundträger mit mindestens einer Sicke umfasst. Der Grundträger weist eine Mikrostruktur von >50% einer Bainit-Textur auf. Weiterhin ist der Grundträger aus einem Stahl mit 0,50 - 1,30 Gew.- % C, max. 3,0 Gew.-% Si, max. 3,0 Gew.-% Mn, max. 0,035 Gew.-% P, max. 0,035 Gew.-% S, max. 2,0 Gew.-% Cr geformt. Die Restmenge ist Fe bzw. Verunreinigungen. Eine einzelne Verunreinigung ist hierbei mit ≤IO"4 Gew.-%, vorzugsweise <10'5 Gew.-%, mehr bevorzugt <10"6 Gew.-%, enthalten.According to a preferred embodiment of the invention, a flat gasket is provided, which comprises at least one metallic base support with at least one bead. The base support has a microstructure of> 50% of a bainite texture. Furthermore, the basic support of a steel with 0.50 - 1.30 wt% C, max. 3.0% by weight of Si, max. 3.0% by weight of Mn, max. 0.035 wt.% P, max. 0.035 wt.% S, max. 2.0 wt.% Cr. The remainder is Fe or impurities. A single impurity is hereby ≦ IO "4 wt .-%, preferably <10 '5 wt .-%, more preferably <10 " 6 wt .-%, included.
Die Herstellung des Blechmaterials für entsprechende metallische Dichtungen ist dem Fachmann gut bekannt. Die Federeigenschaft wird durch Wärmebehandlung und Kaltverfestigung erzielt. Eine Weiterverarbeitung des Blechmaterials zu einer Flachdichtung kann in einem oder mehreren Arbeitsgängen erfolgen. Die Abdichtung des Brennraums erfolgt mittels einer oder mehrerer Sicken in mindestens einer der Dichtungslagen der Flachdichtung. Die Sicken bewirken beim Verbau der Dichtung, dass sich die Kraft der Schrauben, mit denen die abzudichtenden Bauteile und die Dichtung gegeneinander verspannt werden in eine Linienpressung längs der Sickenkuppen konzentriert. Die Ausbildung von Sicken ist dem Fachmann bekannt und umfasst beispielsweise entsprechendes Falzen oder Pressen des Metalls. Sicken werden beispielsweise in der DE 195 13 36 offenbart. Auf der Obere- und Unterseite des Flachdichtungsmaterials kann eine Metalllage aufgeprägt sein, die aus irgendeinem Metall oder einer Metalllegierung besteht, das/die "weicher" bzw. besser verformbar als das Flachdichtungsmaterial ist. Weitere Auswahlkriterien für das Material der Metalllage sind dem Fachmann bekannt. Geeignete Metalle bzw. Legierungen sind beispielsweise Kupfer, Zinn oder Messing und vorzugsweise Aluminium. Es wurde überraschenderweise gefunden, dass die Verwendung eines weichen Metalls zu einer verbesserten Mikroabdichtung im Bereich einer Sicke führt. Weiterhin trägt die Metalllage zu einer verbesserten Korrosionsbeständigkeit bei. Es ist klar, dass aus Gründen unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten Metalllagen aus jeweils verschiedenen Metallen bzw. Metalllegierungen auf der Ober- bzw. Unterseite des Grundträgers angebracht sein können und entsprechend den Erfordernissen unterschiedliche Schichtdicken aufweisen können.The production of the sheet metal material for corresponding metallic seals is well known to the person skilled in the art. The spring property is achieved by heat treatment and work hardening. A further processing of the sheet material to a flat gasket can be done in one or more operations. The sealing of the combustion chamber takes place by means of one or more beads in at least one of the gasket layers of the flat gasket. The beads cause in the installation of the seal, that concentrates the force of the screws, with which the components to be sealed and the seal are braced against each other in a line pressing along the beading. The formation of beads is known in the art and includes, for example, corresponding folding or pressing of the metal. Beads are disclosed for example in DE 195 13 36. On the upper and lower surfaces of the gasket material, a metal layer composed of any metal or metal alloy that is "softer" than the gasket material may be impressed. Further selection criteria for the material of the metal layer are known to the person skilled in the art. Suitable metals or alloys are, for example, copper, tin or brass, and preferably aluminum. It has surprisingly been found that the use of a soft metal leads to an improved micro-seal in the region of a bead. Furthermore, the metal layer contributes to improved corrosion resistance. It is clear that, for reasons of different coefficients of thermal expansion, metal layers of respectively different metals or metal alloys can be mounted on the top or bottom side of the base support and can have different layer thicknesses according to the requirements.
Der für den mindestens einen metallischen Grundträger mit mindestens einer Sicke eingesetzte Stahl weist eine Mikrostruktur von >50% (Flächenverhältnis) einer Bainit- Textur auf, wie beispielsweise mittels einer lichtmikroskopischen Aufnahme vom metallografϊschen Querschliff durch den verwendeten Bandstahl bestimmt werden kann und Vergleich der Flächen von bainitischem zu nicht-bainitischem Stahl bestimmt werden kann.The steel used for the at least one metallic base support with at least one bead has a microstructure of> 50% (area ratio) of a bainite texture, as can be determined, for example, by means of a light micrograph of the metallographic cross section through the strip steel used and comparison of the surfaces of bainitic to non-bainitic steel.
Der Stahl wird mittels Bainitisieren vergütet. Unter Bainitisieren versteht man ein Wärmebehandlungsverfahren von Stahl. Im Gegensatz zum konventionellen Härten findet beim Bainitisieren keine martensitische Gefügeumwandlung statt, sondern eine Umwandlung in der Bainit- oder Zwischenstufe. Zunächst erfolgt ein Austenitisieren des Stahls. Anschließend erfolgt eine Abschreckung auf eine Temperatur oberhalb der sog. Martensit- Starttemperatur M5 und ein Halten des Stahls auf dieser Temperatur über eine vorgegebene Zeit. Dieser Vorgang wird auch als isothermische Umwandlung von Austenit in Bainit bezeichnet und wird üblicherweise in einem Salzwarmbad oder Metallbad durchgeführt. Der Grad der Umwandlung von Austenit zu Bainit, d.h. der Prozentsatz an Bainit-Textur des Stahls, kann mittels Temperatur und den Zeitraum des Beibehaltens der Temperatur gesteuert werden. Die Herstellung von bainitischem Stahl bzw. von technischen Bauteilen aus bainitischem Stahl wird beispielsweise in der WO 2007/054063, WO 02/44429, EP 1 248 862, EP 0 896 068, EP 0 747 154 und EP 0 707 088 beschrieben. Dem Fachmann sind Änderungen der Verfahren zum Erhalten eines Stahls mit einer Mikrostruktur von >50% einer Bainit-Textur sowie der vorliegenden Zusammensetzung gut bekannt.The steel is tempered by means of bainitizing. Bainitizing is understood to mean a heat treatment process of steel. In contrast to conventional hardening, bainitizing does not involve a martensitic microstructure transformation but rather a transformation into the bainite or intermediate stage. First, austenitizing the steel. This is followed by quenching to a temperature above the so-called martensite start temperature M 5 and holding the steel at this temperature for a predetermined time. This process is also referred to as isothermal conversion of austenite to bainite and is usually carried out in a salt bath or metal bath. The degree of austenite to bainite conversion, ie, the percentage of bainite texture of the steel, can be controlled by temperature and the period of time the temperature is maintained. The production of bainitic steel or technical components bainitic steel is described, for example, in WO 2007/054063, WO 02/44429, EP 1 248 862, EP 0 896 068, EP 0 747 154 and EP 0 707 088. Those skilled in the art are well aware of changes in the methods of obtaining a steel having a microstructure of> 50% of a bainite texture as well as the present composition.
Der Stahl weist vorzugsweise eine Mikrostruktur von 50-100%, mehr bevorzugt von 60- 100% und noch mehr bevorzugt von 80-100% einer Bainit-Textur auf. Es wurde gefunden, dass diese vorstehend erwähnten Mischphasen die positiven Werkstoffeigenschaften, insbesondere im Bereich von 80-100% einer Bainit-Textur, von Austenit und Bainit für die Verwendung in Flachdichtungen vereinen.The steel preferably has a microstructure of 50-100%, more preferably 60-100%, and even more preferably 80-100% of a bainite texture. It has been found that these above-mentioned mixed phases combine the positive material properties, in particular in the range of 80-100% of a bainite texture, of austenite and bainite for use in flat gaskets.
Der Stahl kann verschiedene Mengen der nachstehend aufgeführten Legierungsbestandteile unabhängig voneinander enthalten. So enthält der Stahl 0,5-1,30 Gew.- % C, vorzugsweise 0,55-1,20 Gew.- % C und mehr bevorzugt 0,70-1,05 Gew.- % C. Weiterhin enthält der Stahl max. 3 Gew.- % Si, vorzugsweise 0,15-2,00 Gew.- % Si, mehr bevorzugt 0,15-0,40 Gew.- % Si und noch mehr bevorzugt 0,15-0,35 Gew.- % Si. Weitere Bestandteile sind max. 3,0 Gew.- % Mn, vorzugsweise 0,20-2,00 Gew.- % Mn, mehr bevorzugt 0,30-1,10 Gew.- % Mn und noch mehr bevorzugt 0,30-0,90 Gew.- % Mn; max. 0,035 Gew.- % P, vorzugsweise max. 0,025 Gew.- % P; max. 0,035 Gew.- % S, vorzugsweise max. 0,025 Gew.- % S; max. 2,00 Gew.- % Cr, vorzugsweise max. 1,60 Gew.- % Cr, mehr bevorzugt max. 1,20 Gew.- % Cr und noch mehr bevorzugt max. 0,4 Gew.- % und 0,90-1,20 Gew.- % Cr.The steel may independently contain various amounts of the alloying ingredients listed below. Thus, the steel contains 0.5-1.30% by weight of C, preferably 0.55-1.20% by weight of C, and more preferably 0.70-1.05% by weight of C. Further, the steel contains Max. 3% by weight of Si, preferably 0.15-2.00% by weight of Si, more preferably 0.15-0.40% by weight of Si, and even more preferably 0.15-0.35% by weight of Si Si. Further components are max. 3.0% by weight of Mn, preferably 0.20-2.00% by weight of Mn, more preferably 0.30-1.10% by weight of Mn and even more preferably 0.30-0.90% by weight. -% Mn; Max. 0.035% by weight P, preferably max. 0.025% by weight P; Max. 0.035% by weight of S, preferably max. 0.025% by weight of S; Max. 2.00% by weight Cr, preferably max. 1.60% by weight Cr, more preferably max. 1.20% by weight of Cr and even more preferably max. 0.4% by weight and 0.90-1.20% by weight Cr.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Stahl eine Zugfestigkeit Rn, von > 1300 MPa und eine Streckgrenze R6 von > 1050 MPa auf. Die Bestimmung der Zugfestigkeit und Streckgrenze mittels geeigneter Apparaturen ist dem Fachmann gut bekannt.According to a preferred embodiment, the steel has a tensile strength R n of> 1300 MPa and a yield strength R 6 of> 1050 MPa. The determination of the tensile strength and yield strength by means of suitable equipment is well known to the person skilled in the art.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die Flachdichtung ferner eine Abstützlage und/oder eine Stopperlage. Gestaltung und Herstellung einer Abstützlage und Stopperlage sind dem Fachmann bekannt. Eine Abstützlage bzw. ein Abstützelement kann an jeder Stelle der Dichtung in unterschiedlicher Dicke und Form angebracht werden, wodurch eine flexible Gestaltung und variabler Einsatz der Flachdichtung ermöglicht werden. Eine Stopperlage (auch "Stopper" genannt) ist hierbei eine Verformungsbegrenzungseinrichtung durch welche die höhenverformbaren Sicken gegen eine unzulässig starke Verformung geschützt werden. Eine solche Verformungsbegrenzungseinrichtung stellt zugleich eine partielle Verdickung der Flachdichtung dar, durch welche die an die Flachdichtung angrenzenden Motorbauteile so vorgespannt werden, dass die dynamische Dichtspaltschwingung reduziert wird. Eine solche Verformungsbegrenzungseinrichtung kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass ein zusätzlicher Ring auf eine der Lagen der Flachdichtung aufgeschweißt wird oder dass Erhebungen in eine oder in mehrere Lagen der Flachdichtung eingeprägt werden. Aus dem Stand der Technik sind derartige Stoppen beispielsweise aus der US-5 713 580 bekannt. Weiterhin ist aus der DE 195 13 361 eine der gesickten Funktionslage aus Federstahl benachbarte Trägerlage der Flachdichtung bekannt, die aus einem anderen Material mit geringerer Zugfestigkeit und höherer Bruchdehnung gebildet ist, und die mit einer Bördelfalz versehen ist.According to another embodiment, the flat gasket further comprises a support layer and / or a stopper layer. Design and production of a support position and stopper layer are known in the art. A support layer or a support element can be attached at any point of the seal in different thickness and shape, whereby a flexible design and variable use of the gasket are possible. A stopper position (Also called "stopper") is here a deformation limiting device by which the höhenverformbaren beads are protected against excessive deformation. At the same time, such a deformation-limiting device represents a partial thickening of the flat gasket, by means of which the engine components adjoining the flat gasket are pretensioned such that the dynamic sealing gap vibration is reduced. Such a deformation limiting device can be produced, for example, by welding an additional ring onto one of the layers of the flat gasket or embossing elevations into one or more layers of the flat gasket. Such stoppers are known from the prior art, for example from US Pat. No. 5,713,580. Furthermore, from DE 195 13 361 one of the beaded functional layer of spring steel adjacent carrier layer of the flat gasket is known, which is formed of a different material with lower tensile strength and higher elongation at break, and which is provided with a hem flange.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine oder mehrere Lagen der Flachdichtung jeweils auf einer oder auf beiden Seiten mit einer elastomeren Beschichtung versehen. Diese Beschichtung führt zum einen zu einer verbesserten Mikroabdichtung im Bereich einer Sicke. Zum anderen kann diese Beschichtung in bestimmten Anwendungsfällen auch die zusätzliche Funktion des Korrosionsschutzes übernehmen.According to a further preferred embodiment, one or more layers of the flat gasket are each provided on one or both sides with an elastomeric coating. On the one hand, this coating leads to an improved micro-seal in the area of a bead. On the other hand, this coating can also take over the additional function of corrosion protection in certain applications.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Flachdichtung eine Elastomerdichtung. Elastomerdichtungen werden häufig zum Abdichten von Niederdruckbereichen, die allgemein geringeren thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt sind als die eigentliche Brennraumabdichtung, verwendet. Elastomerdichtungen bestehen beispielsweise aus Silikonen, Fluorsilikonen oder Fluorelastomeren.According to a further embodiment, the flat gasket comprises an elastomeric seal. Elastomer seals are often used to seal low pressure areas, which are generally exposed to lower thermal and mechanical stresses than the actual combustion chamber seal. Elastomer seals consist for example of silicones, fluorosilicone or fluoroelastomers.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die mit einer bainitischen Mikrostruktur versehenen Flachdichtungskomponente eine Dicke von 0,1 bis 2,5 mm auf.According to another preferred embodiment of the present invention, the flat gasket component provided with a bainitic microstructure has a thickness of 0.1 to 2.5 mm.
Ferner kann eine korrosionsbeständige Schutzschicht auf der Stahloberfläche beispielsweise zum Schutz gegenüber Kühlmittel oder Dampf, bereitgestellt werden. Der Korrosionsschutz kann beispielsweise mittels eines Lackes oder einer Elastomerbeschichtung mit beispielsweise Nitrilgummi, durch Aufbringen einer Zinkphosphat oder Eisen- Manganphosphat Umwandlungsschicht oder einer metallischen Beschichtung mit einem edleren Metall, wie beispielsweise durch Heißtauchen in Zink oder Zinn, oder Plattieren mit Zink, Zinn, Nickel oder Aluminium erfolgen. Weitere Verfahren zum Aufbringen derartiger Schutzschichten sind dem Fachmann gut bekannt.Furthermore, a corrosion-resistant protective layer on the steel surface, for example for protection against coolant or steam. The corrosion protection, for example, by means of a paint or an elastomer coating with, for example, nitrile rubber, by applying a zinc phosphate or iron-manganese phosphate conversion layer or a metallic coating with a nobler metal, such as by hot dipping in zinc or tin, or plating with zinc, tin, nickel or Aluminum done. Other methods of applying such protective layers are well known to those skilled in the art.
Es sollte klar sein, dass die erfindungsgemäße Flachdichtung und insbesondere Zylinderkopf- dichtung nicht nur bei der Herstellung von Verbrennungsmotoren für Automobile, sondern auch in anderen Verbrennungsmotoren verwendet werden kann. Der Herstellung der erfindungsgemäße Flachdichtung kann darüber hinaus mit den gleichen Werkzeugen wie für Flachdichtungen gemäß dem Stand der Technik erfolgen.It should be clear that the flat gasket according to the invention and in particular the cylinder head gasket can be used not only in the manufacture of internal combustion engines for automobiles but also in other internal combustion engines. The production of the flat gasket according to the invention can also be done with the same tools as for flat gaskets according to the prior art.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung einer Flachdichtung bereitgestellt, umfassend die Schritte von: (a) Herstellung eines Stahls mit einer chemischen Zusammensetzung von 0,50 - 1,30 Gew.- % C, max. 3,0 Gew.-% Si, max. 3,0 Gew.-% Mn, max. 0,035 Gew.-% P, max. 0,035 Gew.-% S, max. 2,0 Gew.-% Cr, (b) Anwendung einer Bearbeitung des Stahls, um ein Blech mit einer vorgegebenen Dicke zu bilden, (c) Unterwerfen des Stahls einer Wärmeendbehandlung um eine Mikrostruktur zu bilden, die aus >50% Bainit besteht, (d) Unterwerfen des Stahlblechs einem Stanzen zur Bildung eines Werkstücks, das eine oder mehrere Öffnungen aufweist, (e) Verformen des Werkstücks zum Bilden von mindestens einem metallischen Grundträger mit mindestens einer Sicke, (f) Aufbringen einer ggf. partiellen Beschichtung zur Mikroabdichtung.According to another preferred embodiment, there is provided a process for producing a gasket comprising the steps of: (a) preparing a steel having a chemical composition of 0.50-1.30 wt% C, max. 3.0% by weight of Si, max. 3.0% by weight of Mn, max. 0.035 wt.% P, max. 0.035 wt.% S, max. 2.0 wt.% Cr, (b) using machining of the steel to form a sheet of a given thickness, (c) subjecting the steel to a final heat treatment to form a microstructure consisting of> 50% bainite, (d) subjecting the steel sheet to punching to form a workpiece having one or more apertures, (e) deforming the workpiece to form at least one metal backing having at least one bead, (f) applying an optional partial coating to the micro-seal.
Gemäß einer Ausführungsform enthält ist der Bandstahl 0,5-1,30 Gew.- % C, vorzugsweise 0,55-1,20 Gew.- % C und mehr bevorzugt 0,70-1,05 Gew.- % C. Weiterhin enthält der Stahl max. 3 Gew.- % Si, vorzugsweise 0,15-2,00 Gew.- % Si, mehr bevorzugt 0,15-0,40 Gew.- % Si und noch mehr bevorzugt 0,15-0,35 Gew.- % Si. Weitere Bestandteile sind max. 3,0 Gew.- % Mn, vorzugsweise 0,20-2,00 Gew.- % Mn, mehr bevorzugt 0,30-1,10 Gew.- % Mn und noch mehr bevorzugt 0,30-0,90 Gew.- % Mn; max. 0,035 Gew.- % P, vorzugsweise max. 0,025 Gew.- % P; max. 0,035 Gew.- % S, vorzugsweise max. 0,025 Gew.- % S; max. 2,00 Gew.- % Cr, vorzugsweise max. 1,60 Gew.- % Cr, mehr bevorzugt max. 1,20 Gew.- % Cr und noch mehr bevorzugt max. 0,4 Gew.- % oder 0,90-1,20 Gew.- % Cr.According to one embodiment, the strip steel contains 0.5-1.30% by weight of C, preferably 0.55-1.20% by weight of C, and more preferably 0.70-1.05% by weight of C. Further the steel contains max. 3% by weight of Si, preferably 0.15-2.00% by weight of Si, more preferably 0.15-0.40% by weight of Si, and even more preferably 0.15-0.35% by weight of Si Si. Further components are max. 3.0% by weight of Mn, preferably 0.20-2.00% by weight of Mn, more preferably 0.30-1.10% by weight of Mn and even more preferably 0.30-0.90% by weight. -% Mn; Max. 0.035% by weight P, preferably Max. 0.025% by weight P; Max. 0.035% by weight of S, preferably max. 0.025% by weight of S; Max. 2.00% by weight Cr, preferably max. 1.60% by weight Cr, more preferably max. 1.20% by weight of Cr and even more preferably max. 0.4% by weight or 0.90-1.20% by weight Cr.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der mindestens eine metallische Grundträger eine Material stärke von 0, 1 bis 2,5 mm auf.According to a further embodiment, the at least one metallic base support has a material thickness of 0, 1 to 2.5 mm.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform umfasst das Verfahren den Schritt eines Aufbringens einer weiteren metallischen Lage nach Schritt (b) oder (c).According to a preferred embodiment, the method comprises the step of applying a further metallic layer to step (b) or (c).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt eines Aufbringens einer Korrosionsschutzbeschichtung nach Schritt (c) oder (d) oder (e).According to a further embodiment, the method comprises the step of applying a corrosion protection coating after step (c) or (d) or (e).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt eines Aufbringens eines Verformungsbegrenzers und/oder eines Anformens einer Elastomerdichtung nach Schritt (e).According to a further embodiment, the method comprises the step of applying a deformation limiter and / or molding an elastomeric seal after step (e).
Das Aufbringen einer weiteren metallischen Lage bzw. eines Verformungsbegrenzers und/- oder einer Elastomerdichtung erfolgt hierbei gemäß dem Fachmann bekannter Verfahren. The application of a further metallic layer or a deformation limiter and / or an elastomeric seal is carried out according to methods known to those skilled in the art.

Claims

Ansprüche claims
1. Flachdichtung (10), umfassend mindestens einen metallischen Grundträger (14) mit mindestens einer Sicke (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (14) aus einem Stahl mit 0,50 - 1,30 Gew.- % C, max. 3,0 Gew.-% Si, max. 3,0 Gew.-% Mn, max. 0,035 Gew.-% P, max. 0,035 Gew.-% S, max. 2,0 Gew.-% Cr geformt ist und eine Mikrostruktur von >50% einer Bainit-Textur aufweist.1. Flat gasket (10), comprising at least one metallic base support (14) with at least one bead (12), characterized in that the base support (14) made of a steel with 0.50 - 1.30 wt% C, max , 3.0% by weight of Si, max. 3.0% by weight of Mn, max. 0.035 wt.% P, max. 0.035 wt.% S, max. 2.0 wt .-% Cr is formed and has a microstructure of> 50% of a bainite texture.
2. Flachdichtung (10) nach Anspruch 1, worin der Stahl vorzugsweise 0,70-1,05 Gew.- % C, 0,15-0,35 Gew.- % Si, 0,30-0,90 Gew.- % Mn, max. 0,025 Gew.- % P; max. 0,025Second flat gasket (10) according to claim 1, wherein the steel is preferably 0.70-1.05 wt% C, 0.15-0.35 wt% Si, 0.30-0.90 wt. % Mn, max. 0.025% by weight P; Max. 0,025
Gew.- % S und max. 0,4 Gew.- % Cr oder 0,90-1,20 Gew.- % Cr enthält.Weight% S and max. 0.4% by weight of Cr or 0.90-1.20% by weight of Cr.
3. Flachdichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin der Stahl eine Zugfestigkeit von > 1300 MPa und eine Streckspannung von > 1050 MPa aufweist.A gasket (10) according to any one of the preceding claims, wherein the steel has a tensile strength of> 1300 MPa and a yield stress of> 1050 MPa.
4. Flachdichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin der mindestens eine metallische Grundträger (14) einen Korrosionsschutz in Form eines Lackes, einer Elastomerbeschichtung, einer Zinkphosphat oder Eisen-Manganphosphat Umwandlungsschicht, einer metallischen Beschichtung oder einer metallischen Plattierung aufweist.4. Flat gasket (10) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one metallic base support (14) has a corrosion protection in the form of a paint, an elastomer coating, a zinc phosphate or iron-manganese phosphate conversion layer, a metallic coating or a metallic plating.
5. Flachdichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin der mindestens eine metallische Grundträger (14) mindestens einen Verformungsbegrenzer (20) aufweist.5. Flat gasket (10) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one metallic base support (14) has at least one deformation limiter (20).
6. Flachdichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin der mindestens eine metallische Grundträger (14) eine Elastomerdichtung angeformt hat.6. Flat gasket (10) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one metallic base support (14) has formed an elastomeric seal.
7. Flachdichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin der mindestens eine metallische Grundträger (14) eine Elastomerbeschichtung aufweist.7. Flat gasket (10) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one metallic base support (14) has an elastomer coating.
8. Flachdichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin der mindestens eine metallische Grundträger (14) eine Materialstärke von 0,1 bis 2,5 mm aufweist. 8. Flat gasket (10) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one metallic base support (14) has a material thickness of 0.1 to 2.5 mm.
9. Verfahren zur Herstellung einer Flachdichtung (10), umfassend die Schritte von:9. A method for producing a flat gasket (10), comprising the steps of:
(a) Herstellung eines Stahls mit einer chemischen Zusammensetzung von 0,50 - 1,30 Gew.- % C, max. 3,0 Gew.-% Si, max. 3,0 Gew.-% Mn, max. 0,035 Gew.-% P, max. 0,035 Gew.-% S, max. 2,0 Gew.-% Cr,(a) Preparation of a steel having a chemical composition of 0.50-1.30% by weight C, max. 3.0% by weight of Si, max. 3.0% by weight of Mn, max. 0.035 wt.% P, max. 0.035 wt.% S, max. 2.0% by weight Cr,
(b) Anwendung einer Bearbeitung des Stahls, um ein Blech mit einer vorgegebenen Dicke zu bilden,(b) applying machining of the steel to form a sheet of a given thickness,
(c) Unterwerfen des Stahls einer Wärmeendbehandlung um eine Mikrostruktur zu bilden, die aus >50% Bainit besteht, (d) Unterwerfen des Stahlblechs einem Stanzen zur Bildung eines Werkstücks, das ein oder mehrere Öffnungen aufweist,(c) subjecting the steel to a final heat treatment to form a microstructure consisting of> 50% bainite, (d) subjecting the steel sheet to punching to form a workpiece having one or more openings,
(e) Verformen des Werkstücks zum Bilden von mindestens einem metallischen Grundträger (14) mit mindestens einer Sicke (12), und(E) deforming the workpiece to form at least one metallic base support (14) with at least one bead (12), and
(f) Aufbringen einer ggf. partiellen Beschichtung zur Mikroabdichtung.(f) applying an optional partial coating to the micro-seal.
10. Verfahren nach Anspruch 9 wobei der Bandstahl vorzugsweise 0,70-1,05 Gew.- % C, 0,15-0,35 Gew.- % Si, 0,30-0,90 Gew.- % Mn, max. 0,025 Gew.- % P; max. 0,025 Gew.- % S und max. 0,4 Gew.- % Cr oder 0,90-1,20 Gew.- % Cr enthält.10. The method of claim 9 wherein the strip steel is preferably 0.70-1.05 wt% C, 0.15-0.35 wt% Si, 0.30-0.90 wt% Mn, max , 0.025% by weight P; Max. 0.025% by weight of S and max. 0.4% by weight of Cr or 0.90-1.20% by weight of Cr.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-10, wobei der mindestens eine metallische Grundträger eine Materialstärke von 0,1 bis 2,5 mm aufweist.11. The method according to any one of claims 9-10, wherein the at least one metallic base support has a material thickness of 0.1 to 2.5 mm.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-11, wobei das Verfahren den Schritt eines Aufbringens einer weiteren metallischen Lage nach Schritt (b) oder (c) umfasst.12. The method according to any one of claims 9-11, wherein the method comprises the step of applying a further metallic layer after step (b) or (c).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-12, wobei das Verfahren den Schritt eines Aufbringens einer Korrosionsschutzbeschichtung nach Schritt (c) oder (d) oder (e) umfasst.13. A method according to any one of claims 9-12, wherein the method comprises the step of applying an anticorrosive coating to step (c) or (d) or (e).
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-13, wobei das Verfahren den Schritt eines Aufbringens eines Verformungsbegrenzers und/oder den Schritt des Anformens einer14. The method according to any one of claims 9-13, wherein the method comprises the step of applying a deformation limiter and / or the step of molding a
Elastomerdichtung nach Schritt (e) umfasst. Elastomeric seal after step (e) comprises.
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