EP3060688A1 - Thermisches verfahren und vorrichtung zur lokalen festigkeitssteigerung der randschicht bei einem dickwandigen bauteil - Google Patents

Thermisches verfahren und vorrichtung zur lokalen festigkeitssteigerung der randschicht bei einem dickwandigen bauteil

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EP3060688A1
EP3060688A1 EP14789199.8A EP14789199A EP3060688A1 EP 3060688 A1 EP3060688 A1 EP 3060688A1 EP 14789199 A EP14789199 A EP 14789199A EP 3060688 A1 EP3060688 A1 EP 3060688A1
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EP
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component
quenching
temperature
internal geometry
region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14789199.8A
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Elisabeth Herz
Thomas Krug
Jochen Schwarzer
Juergen Hoffmeister
Hermann Autenrieth
Volker Schulze
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • C21D11/005—Process control or regulation for heat treatments for cooling
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Definitions

  • the present invention relates to a thermal process for local
  • the invention also relates to a device for carrying out such a method.
  • Injection systems and hydraulic components are made of steel components that are subjected to high pressure locally. This concerns in particular the internal geometry of such components, such as
  • Randetzverfestr inside pressure-loaded components is the autofrettage, in which once before the beginning of the operating load a far above the subsequent operating pressure lying Recktik is applied. Due to the
  • the present invention is directed to a thermal process for locally increasing the strength in the area of the internal geometry of a component, in order to introduce life-prolonging compressive residual stresses therein.
  • the prerequisite for this is that the internal geometry
  • the invention includes the technical teaching that the following method steps are carried out for producing a surface-layer-solidified component: Heating the entire component (1) to a temperature of
  • the thermal process according to the invention additionally the microstructural properties of the component can be set locally by heat treatment targeted by a local martensitic curing is performed. Furthermore, the system pressure of the medium compared to the autofrettage can be set lower, which leads to a reduction of the sealing requirements and a lower tool wear.
  • the inventive method is based in principle on each regulated separate cooling of the boundary layer and
  • the local quenching of the component is in the range of
  • quenching agent is preferably a water-air mixture is used.
  • a pure gas quenching which is particularly suitable for components with low material thicknesses.
  • oils or saline media with different temperature control.
  • inventive method can be carried out within a single device.
  • Such a device preferably consists essentially of a heating unit for heating the entire component to the above-mentioned temperature in the range between 820-1050 ° C.
  • a heating unit can be designed, for example, as an inductive heating unit. However, it is also conceivable to conduct a conductive heating or heating by thermal radiation in an oven.
  • the device comprises a quenching unit for supplying the quenching agent for the local quenching in the region of the internal geometry of the component to the specified temperature between 150 to 450 ° C.
  • Quenching unit is preferably arranged locally above the component and connected to one side of the continuous internal geometry, for example a bore.
  • the quenching agent can thus pass from there the inner geometry and leave the component at the other end of the passage again. There are therefore several in the case of bore intersections
  • the quenching unit providing the quenching means may be equipped with a cooling device.
  • the device may further comprise a pumping device to supply the quenching agent to the continuous internal geometry of the component.
  • a pumping device to supply the quenching agent to the continuous internal geometry of the component.
  • At least one temperature sensor is provided, which arranged at least on the outer lateral surface, detects the prevailing temperature there. Since it is possible to perform the quenching process with a tempered quenching agent, the measurement in the range of
  • the inventive method can also be used as a purely controlled Process be performed. Instead of continuously lowering the temperature at the surface layer, it can also be kept isothermal.
  • the inventive method is transferable to a wide range of materials.
  • the material 50CrMo4 is used, in which a significant local increase in the strength of the edge layer in geometry can be achieved with the method according to the invention.
  • the prerequisite is always a structural transformation and a sufficiently sluggish bainitic transformation behavior of the material.
  • Figure 1 is a schematic representation of a device for local
  • Figure 3 is a graphical representation of the temperature-time course in the implementation of the invention
  • the device for locally increasing the strength of a continuous internal geometry 2 in the form of a through bore in a component 1 formed as a cylindrical sleeve consists of an inductive heating unit 3 surrounding the component 1, which heats the component 1 to the starting temperature in the region between 820 serves up to 1050 ° C.
  • the component 1 is constructed with a wall thickness of several millimeters quite thick-walled and consists of a martensitic curable
  • a quenching unit 4 for supplying a
  • Quenching agent arranged in the form of a water-air mixture. While the temperature of the quenching agent is known and at least the
  • the temperature of the component 1 is determined in the outer jacket region by a temperature sensor 5 arranged there.
  • the temperature sensor 5 is provided in an electronic control unit (not shown) for controlling a slow cooling of the component 1 from internal geometry, through which the quenchant flows, to the outer jacket area, after initially by supplying the
  • the parameters temperature of the quenching agent, temperature of the component and its geometric dimensions are essential for controlling the
  • Another parameter is the flow velocity of the
  • Quenching agent through the internal geometry 2 of the component 1, which is controlled by a pump 7 integrated in the quenching unit 4.
  • a pump 7 integrated in the quenching unit 4.
  • the quenching agent arrives at the component 1. An on the
  • Quenching unit 4 on the outlet side arranged valve 9 is provided for the connection and disconnection of the coolant flow and is electromagnetically controlled via the electronic control unit to the flow of the
  • the component 1 shown here in partial section has a solidified edge layer P1 after the thermal treatment
  • martensitic steel in the area of the internal geometry 2 and over an outer shell region P2 of bainitic to martensitic steel.
  • the component is first during the thermal process for local increase in consolidation heated to 820-1050 ° C. After this temperature has been reached constant, ie, the component has been thoroughly warmed, local quenching takes place in the region of the internal geometry of the component by rapid quenching of the temperature to 150 to 450 ° C. in the peripheral layer P1 of the internal geometry through the quenching agent flowing therethrough. In contrast, the jacket region P2 is cooled more slowly with a temperature gradient of 1 to 100 ° C per second. This results in a contrast solidified edge layer PL Subsequently, the component is cooled to room temperature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein thermisches Verfahren sowie eine Vorrichtung zur lokalen Festigkeitssteigerung der Randschicht (P1) einer hochdruckbelasteten durchgängigen Innengeometrie (2) eines dickwandigen Bauteils (1) aus einem martensitisch härtbaren Stahlmaterial gekennzeichnet durch folgende Verfahresschritte: - Erwärmen des gesamten Bauteils (1) auf eine Temperatur von 820 bis 1050°C, - Lokales Abschrecken im Bereich der Innengeometrie (2) des Bauteils auf eine Temperatur von 150 bis 450, - Langsames Abkühlen des Bauteils (1) vom Bereich der Innengeometrie (2) zum äußeren Mantelbereich (P2) mit einem Temperaturgradienten von 1 bis 100 °C pro Sekunde bis ein Temperaturausgleich erreicht ist, - Finales Abschrecken des Bauteils (1) auf Raumtemperatur.

Description

Beschreibung
Titel:
Thermisches Verfahren und Vorrichtung zur lokalen Festigkeitssteigerung der Randschicht bei einem dickwandigen Bauteil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein thermisches Verfahren zur lokalen
Festigkeitssteigerung der Randschicht einer hochdruckbelasteten,
durchgängigen Innengeometrie eines dickwandigen Bauteils aus einem martensitisch härtbaren Stahlmaterial. Die Erfindung betrifft daneben auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf die
Kraftfahrzeugtechnik. Insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit
Einspritzsystemen sowie für Hydraulikkomponenten kommen Bauteile aus Stahl zum Einsatz, die lokal einer hohen Druckbelastung ausgesetzt sind. Dies betrifft insbesondere die Innengeometrie solcher Bauteile, wie beispielsweise
Durchgangsbohrungen, Bohrungsverschneidungen, Kanalabschnitte,
Kammerbereiche und dergleichen.
Stand der Technik
Zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Randschicht von Innengeometrien derartiger Bauteile gegenüber wiederholter Belastung werden gemäß des allgemein bekannten Standes der Technik Verfahren zur lokalen
Festigkeitssteigerung eingesetzt. Denn es ist ausreichend, wenn das Bauteil im Bereich der druckbelasteten Innengeometrie eine hinreichende Festigkeit aufweist. Die hierfür zum Einsatz kommenden sogenannten
Randschichtverfestigungsverfahren können in thermische, thermophysikalische, thermochemische und mechanische Verfahren unterteilt werden.
Eines der allgemein bekannten mechanischen Verfahren zur
Randschichtverfestigung innendruckbelasteter Bauteile ist die Autofrettage, bei der einmalig vor Beginn der Betriebsbelastung ein weit über dem späteren Betriebsdruck liegender Reckdruck aufgebracht wird. Bedingt durch die
Plastifizierung an den hoch beanspruchten Stellen und den diese Stellen umgebenden elastischen Werkstoff bei der Belastung kommt es bei der
Entlastung zur Ausbildung von Druckeigenspannungen in den
höchstbeanspruchten und somit anrisskritischen Stellen, die den
Beanspruchungen in Folge der nachfolgenden Betriebsbelastung
entgegenwirken und sich somit positiv auf die Lebensdauer und insbesondere auf die Schwingfestigkeit des Bauteils auswirken.
Dem gegenüber widmet sich die vorliegende Erfindung eines thermischen Verfahrens zur lokalen Festigkeitssteigerung im Bereich der Innengeometrie eines Bauteils, um hierin lebensdauerverlängernde Druckeigenspannungen einzubringen. Voraussetzung hierfür ist, dass das die Innengeometrie
aufweisende Bauteil eine Wandstärke von mehreren Millimetern aufweist, um signifikante Temperaturunterschiede im Stahlmaterial des Bauteils zu erzeugen, so dass eine Randschichtverfestigung auf thermischem Wege herbeigeführt werden kann.
Eine weitere Voraussetzung zur Anwendung des hier interessierenden thermischen Verfahrens besteht darin, dass das Bauteil aus einem
umwandelbaren, insbesondere martensitisch härtbaren Stahlmaterial besteht.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zur lokalen Festigkeitssteigerung der Randschicht einer
hochdruckbelasteten Innengeometrie eines dickwandigen Bauteils zu schaffen, mit welchem / welcher sich in fertigungstechnisch einfacher Weise ein
schwingungsfestigkeitsoptimierter Eigenspannungs- und Gefügegradient für die hier interessierenden Bauteile einstellen lässt.
Offenbarung der Erfindung Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch Anspruch 1 gelöst. Hinsichtlich einer das Verfahren umsetzenden Vorrichtung wird auf Anspruch 5 verwiesen. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zur Herstellung eines randschichtverfestigten Bauteils die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden: Erwärmen des gesamten Bauteils (1) auf eine Temperatur von
820 bis 1050 °C,
Lokales Abschrecken im Bereich der Innengeometrie (2) des Bauteils auf eine Temperatur unterhalb der stoffspezifischen
Umwandlungstemperatur 150 bis 450 °C, und anschließendem Halten auf dieser Temperatur,
Langsames Abkühlen des Bauteils (1) vom Bereich der Innengeometrie (2) zum äußeren Mantelbereich (P2) mit einem Temperaturgradienten von 1 bis 100 °C pro Sekunde bis ein Temperaturausgleich erreicht ist, Finales Abkühlen des Bauteils (1 ) auf Raumtemperatur.
Gegenüber der eingangs beschriebenen Autofrettage kann über das
erfindungsgemäße thermische Verfahren zusätzlich die Gefügeeigenschaften des Bauteils lokal per Wärmebehandlung gezielt eingestellt werden, indem eine lokale martensitische Härtung durchgeführt wird. Des Weiteren kann der Systemdruck des Mediums gegenüber der Autofrettage niedriger angesetzt werden, was zu einer Reduktion der Dichtanforderungen und einem geringeren Werkzeugverschleiß führt. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht im Prinzip auf einer jeweils geregelten getrennten Abkühlung von Randschicht und
Kernbereich des Bauteils. Dabei erlaubt das lokale Abschrecken des Bereichs der Innengeometrie des Bauteils auf die Zwischentemperatur von ca. 150-450°C mit anschließendem Temperaturausgleich und Härten eine gezielte Einstellung der Eigenspannungen und des Gefüges der Innengeometrie und bietet somit das Potential einer Schwingungsfestigkeitssteigerung innendruckbelasteter Bauteile.
Vorzugsweise wird das lokale Abschrecken des Bauteils im Bereich der
Innengeometrie durch Leiten von Abschreckmittel durch die durchgängige Innengeometrie herbeigeführt. Als Abschreckmittel kommt dabei vorzugsweise ein Wasser-Luft-Gemisch zum Einsatz. Es ist jedoch auch denkbar, ein reines Gasabschrecken durchzuführen, was sich insbesondere bei Bauteilen mit geringen Materialstärken eignet. Des Weiteren ist es durchaus auch denkbar, als Abschreckmittel Öle oder salzhaltige Medien mit unterschiedlicher Temperierung zu verwenden. Das finale Abschrecken des gesamten Bauteils auf Raumtemperatur am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in einfacher Weise derart durchgeführt werden, dass weiteres Abschreckmittel durch die durchgängige Innengeometrie des Bauteils hindurch geleitet wird, bis eine vollständige Abkühlung erreicht ist. Somit müssen zur Umsetzung dieses finalen Verfahrensschritts keine neuen technischen Mittel zum Einsatz gebracht werden und das gesamte
erfindungsgemäße Verfahren lässt sich innerhalb einer einzigen Vorrichtung durchführen.
Eine solche Vorrichtung besteht vorzugsweise im Wesentlichen aus einer Heizeinheit zum Erwärmen des gesamten Bauteils auf die vorstehend erwähnte Temperatur im Bereich zwischen 820-1050°C. Eine solche Heizeinheit kann beispielsweise als induktive Heizeinheit ausgebildet sein. Es ist jedoch auch denkbar, eine konduktive Erwärmung oder eine Erwärmung per Wärmestrahlung in einem Ofen durchzuführen.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Abschreckeinheit zum Zuführen des Abschreckmittels für das lokale Abschrecken im Bereich der Innengeometrie des Bauteils auf die angegebene Temperatur zwischen 150 bis 450 °C. Die
Abschreckeinheit ist vorzugsweise örtlich über dem Bauteil angeordnet und an einer Seite der durchgängigen Innengeometrie, beispielsweise einer Bohrung, angeschlossen. Das Abschreckmittel kann also von dort aus die Innengeometrie passieren und das Bauteil am anderen Ende des Durchgangs wieder verlassen. Bei Bohrungsverschneidungen werden gibt es demnach mehrere
Bauteilausgänge.
Zur Einstellung der Temperatur des Abschreckmittels für eine Temperierung kann die das Abschreckmittel bereitstellende Abschreckeinheit mit einer Kühleinrichtung ausgestattet sein.
Die Vorrichtung kann weiterhin auch eine Pumpeinrichtung umfassen, um das Abschreckmittel zur durchgängigen Innengeometrie des Bauteils zuzuführen. Zur Messung und Steuerung der Temperatur, insbesondere des langsamen
Abkühlens des Bauteils vom Bereich der Innengeometrie zum äußeren
Mantelbereich ist mindestens ein Temperatursensor vorgesehen, welcher zumindest an der äußeren Mantelfläche angeordnet, die dort herrschende Temperatur erfasst. Da es möglich ist, den Abschreckprozess mit einem temperierten Abschreckmittel durchzuführen, kann die Messung im Bereich der
Innenkontur entfallen. Denn die Temperatur des temperierten Abschreckmittels ist in diesem Falle bekannt. Für definierte Innengeometrien von seriengefertigten Bauteilen kann das erfindungsgemäße Verfahren auch als rein gesteuerter Prozess durchgeführt werden. Anstatt kontinuierlich die Temperatur an der Randschicht abzusenken, kann diese auch isotherm gehalten werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf eine große Bandbreite von Werkstoffen übertragbar. Vorzugsweise kommt der Werkstoff 50CrMo4 zum Einsatz, bei welchem sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine signifikante lokale Festigungssteigerung der Randschicht in Geometrie erreichen lässt.
Voraussetzung ist stets eine Gefügeumwandlung und ein ausreichend träges bainitisches Umwandlungsverhalten des Materials.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
Ausführungsbeispiele
Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur lokalen
Festigkeitssteigerung der Randschicht einer durchgängigen Innengeometrie eines dickwandigen Bauteils;
Figur 2 einen Teilschnitt durch das Bauteil mit Darstellung der
Materialgefügestruktur;
Figur 3 eine graphische Darstellung des Temperatur-Zeit-Verlaufs bei der Durchführung des erfindungsgemäßen
Randschichtverfestigungsverfahrens.
Nach Figur 1 besteht die Vorrichtung zur lokalen Festigkeitssteigerung bei einem in einem als zylinderförmige Hülse ausgebildeten Bauteil 1 enthaltenen durchgängigen Innengeometrie 2 in Form einer Durchgangsbohrung aus einer das Bauteil 1 umgebenden induktiven Heizeinheit 3, welche dem Erwärmen des Bauteil 1 auf die Ausgangstemperatur im Bereich zwischen 820 bis 1050°C dient. Das Bauteil 1 ist mit einer Wandstärke von mehreren Millimetern recht dickwandig aufgebaut und besteht aus einem martensitisch härtbaren
Stahlmaterial. Oberhalb des Bauteils 1 ist eine Abschreckeinheit 4 zum Zuführen eines
Abschreckmittels in Form eines Wasser-Luft-Gemisches angeordnet. Während die Temperatur des Abschreckmittels bekannt ist und zumindest der
Raumtemperatur von ca. 20-25°C entspricht, wird die Temperatur des Bauteils 1 im äußeren Mantelbereich durch einen dort angeordneten Temperatursensor 5 ermittelt. Der Temperatursensor 5 ist in einer - nicht weiter dargestellten - elektronischen Steuereinheit zur Steuerung eines langsamen Abkühlens des Bauteils 1 von mit dem Abschreckmittel durchströmten Innengeometrie zum äußeren Mantelbereich vorgesehen, nachdem zunächst durch Zuführung des
Abschreckmittels durch die Innengeometrie 2 des Bauteils 1 auf eine Temperatur von 150 bis 450°C erfolgt. Gegebenenfalls ist auch im Bereich der
Innengeometrie 2 eine Temperatursensorik anzubringen, um das Abschrecken besser zu kontrollieren.
Die Parameter Temperatur des Abschreckmittels, Temperatur des Bauteils sowie dessen geometrische Abmessungen sind wesentlich zur Steuerung des
Verfahrens zur lokalen Festigkeitssteigerung der Randschicht der
Innengeometrie 2.
Ein weiterer Parameter bildet die Strömungsgeschwindigkeit des
Abschreckmittels durch die Innengeometrie 2 des Bauteils 1 , welche durch eine in der Abschreckeinheit 4 integrierte Pumpe 7 gesteuert wird. Über einen
Ausgangsseitig an der Abschreckeinheit 4 angeordneten Anschluss 8, der dichtend an einer Seite der durchgängigen Innengeometrie 2 des Bauteils 1 zur
Anlage kommt, gelangt das Abschreckmittel zum Bauteil 1. Ein an der
Abschreckeinheit 4 auslassseitig angeordnetes Ventil 9 ist für die Zu- und Abschaltung des Kühlmittelstroms vorgesehen und wird über die elektronische Steuereinheit elektromagnetisch angesteuert, um die Strömung des
Abschreckmittels nach Maßgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steuern.
Gemäß Figur 2 verfügt das hier im Teilschnitt dargestellte Bauteil 1 nach der thermischen Behandlung über eine verfestigte Randschicht P1 aus
martensitischem Stahl im Bereich der Innengeometrie 2 sowie über einen äußeren Mantelbereich P2 aus bainitischen bis martensitischen Stahl.
Gemäß des Temperatur-Zeit-Diagramms nach Figur 3 wird während des thermischen Verfahrens zur lokalen Festigungssteigerung das Bauteil zunächst auf 820 bis 1050°C erwärmt. Nachdem diese Temperatur konstant erreicht ist, das Bauteil also durchgewärmt ist, erfolgt im nachfolgenden Verfahrensschrift ein lokales Abschrecken im Bereich der Innengeometrie des Bauteils durch zügiges Abschrecken der Temperatur auf 150 bis 450 °C in der Randschicht P1 der Innengeometrie durch hindurch strömendes Abschreckmittel. Demgegenüber wird der Mantelbereich P2 langsamer abgekühlt mit einem Temperaturgradienten von 1 bis 100 °C pro Sekunde. Hierdurch entsteht eine demgegenüber verfestigte Randschicht PL Anschließend wird das Bauteil auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, zum Abkühlen des Bauteils ein anderes Abschreckmittel als ein Wasser-Luft-Gemisch zu verwenden. Hierauf sind die funktionalen Einheiten der Abschreckeinheit, nämlich die Pumpe, die Kühlung sowie die Ventiltechnik entsprechend anzupassen. Des Weiteren ist es auch möglich, mehrere Temperatursensoren am und um das Bauteil zu platzieren, um durch geeignete Temperaturerfassung das erfindungsgemäße Verfahren steuerungstechnisch zuverlässig umsetzen zu können.

Claims

Ansprüche
1. Thermisches Verfahren zur lokalen Festigkeitssteigerung der
Randschicht (P1) einer mit einem Innendruck belasteten Innengeometrie (2) eines dickwandigen Bauteils (1) aus einem martensitisch härtbaren
Stahlmaterial, bei der mindestens eine Eintrittsöffnung verbunden mit mindestens einer Austrittsöffnung vorliegt, gekennzeichnet durch folgende
Verfahrensschritte:
Erwärmen des gesamten Bauteils (1 ) auf eine Temperatur von
820 bis 1050°C,
Lokales Abschrecken im Bereich der Innengeometrie (2) des Bauteils auf eine Temperatur von 150 bis 450 °C,
Langsames Abkühlen des Bauteils (1 ) vom Bereich der Innengeometrie (2) zum äußeren M ante Ibereich (P2) mit einem Temperaturgradienten von 1 bis 100 °C pro Sekunde bis ein Temperaturausgleich erreicht ist,
Finales Abkühlen des Bauteils (1 ) auf Raumtemperatur.
2. Thermisches Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das lokale Abschrecken des Bauteils (1 ) im Bereich der Innengeometrie (2) durch Leiten von Abschreckmittel durch die Innengeometrie (2) durchgeführt wird.
3. Thermisches Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das finale Abschrecken des gesamten Bauteils (1 ) auf Raumtemperatur durch weiteres Leiten von Abschreckmittel durch die Innengeometrie (2) durchgeführt wird.
4. Thermisches Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) vor dem gesteuerten
Abschrecken induktiv erwärmt wird.
5. Vorrichtung zur lokalen Festigkeitssteigerung der Randschicht (P1 ) einer mit einem Innendruck belasteten Innengeometrie (2) eines dickwandigen Bauteils (1) aus einem martensitisch härtbaren Stahlmaterial, bei der mindestens eine Eintrittsöffnung verbunden mit mindestens einer Austrittsöffnung vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1 ) von einer Heizeinheit (3) zum Erwärmen des gesamten Bauteils (1 ) auf eine Temperatur von 820 bis 1050°C umgeben ist, und dass an der Innengeometrie (2) des Bauteils (1 ) eine
Abschreckeinheit (4) zum Zuführen von einem gasförmigen und/oder flüssigen Abschreckmittel für ein lokales Abschrecken im Bereich der Innengeometrie (2) des Bauteils auf eine Temperatur von 150 bis 450 °C angeschlossen ist, wobei mindestens ein Temperatursensor (5) zur Regelung eines langsamen Abkühlens des Bauteils (1 ) vom Bereich der Innengeometrie (2) zum äußeren Mantelbereich (P2) mit einem Temperaturgradienten von 1 bis 100 °C pro Sekunde vorgesehen ist, um einen Temperaturausgleich im Bauteil (1 ) und danach ein Abkühlen auf
Raumtemperatur zu erreichen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abschreckmittel ein Inertgas oder ein Wasser-Luft-Gemisch oder ein ölbasierendes oder polymerbasierendes oder salzbasierendes Medium ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die das Abschreckmittel bereitstellende
Abschreckeinheit (4) mit einer Kühl- und/oder Heizeinrichtung (6) zur Einstellung der Temperatur des Abschreckmittels ausgestattet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinheit (3) als eine induktive, konduktive, konvektive und/oder auf Strahlung basierende Heizeinheit ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Abschreckeinheit (4) eine Pumpeinrichtung (7) zum Zuführen des Abschreckmittels zur Innengeometrie (2) des Bauteils (1 ) aufweist.
EP14789199.8A 2013-10-22 2014-10-10 Thermisches verfahren und vorrichtung zur lokalen festigkeitssteigerung der randschicht bei einem dickwandigen bauteil Withdrawn EP3060688A1 (de)

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