WO2015081938A1 - Kettenelement - Google Patents

Kettenelement Download PDF

Info

Publication number
WO2015081938A1
WO2015081938A1 PCT/DE2014/200549 DE2014200549W WO2015081938A1 WO 2015081938 A1 WO2015081938 A1 WO 2015081938A1 DE 2014200549 W DE2014200549 W DE 2014200549W WO 2015081938 A1 WO2015081938 A1 WO 2015081938A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chain element
chain
layer
carbon
core layer
Prior art date
Application number
PCT/DE2014/200549
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Monir ASGARPOUR
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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 Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority to US15/028,287 priority Critical patent/US11035436B2/en
Priority to CN201480066571.3A priority patent/CN105793445B/zh
Publication of WO2015081938A1 publication Critical patent/WO2015081938A1/de

Links

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
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G13/00—Chains
    • F16G13/02—Driving-chains
    • F16G13/06—Driving-chains with links connected by parallel driving-pins with or without rollers so called open links
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21L—MAKING METAL CHAINS
    • B21L15/00—Finishing or dressing chains or chain links, e.g. removing burr material, calibrating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0087—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for chains, for chain links
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20—Carburising
    • C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/28—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in one step
    • C23C8/30—Carbo-nitriding
    • C23C8/32—Carbo-nitriding of ferrous surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/40—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
    • C23C8/42—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being applied
    • C23C8/44—Carburising
    • C23C8/46—Carburising of ferrous surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/60—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C8/62—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes only one element being applied
    • C23C8/64—Carburising
    • C23C8/66—Carburising of ferrous surfaces
    • 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
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G13/00—Chains
    • F16G13/02—Driving-chains
    • 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
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G13/00—Chains
    • F16G13/02—Driving-chains
    • F16G13/04—Toothed chains
    • 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
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G15/00—Chain couplings, Shackles; Chain joints; Chain links; Chain bushes
    • 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
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G15/00—Chain couplings, Shackles; Chain joints; Chain links; Chain bushes
    • F16G15/12—Chain links
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D2221/00—Treating localised areas of an article
    • C21D2221/10—Differential treatment of inner with respect to outer regions, e.g. core and periphery, respectively

Definitions

  • the present invention relates to a chain element which is formed from a carbon-containing material, in particular steel.
  • Generic chain elements are z. B. used as chain drives or parts of corresponding chain drives for the transmission of forces and come in a variety of different fields of technology, such as in the field of automotive technology used.
  • Such chain elements are usually formed from mechanically particularly stressable steels due to the prevailing in their operation high mechanical stresses.
  • common chain elements are regularly in need of improvement in terms of the combination of properties of ductility, hardness strength and toughness.
  • the invention has for its object to provide an improved chain element.
  • the object is achieved by a chain element of the type mentioned, which is characterized according to the invention by a core layer having a structure of a ferritic matrix with at least one hard phase distributed therein and a hardened surface layer with a martensitic structure.
  • the chain element according to the invention is basically formed of a carbon-based material. This may in particular be a non-alloyed or alloyed steel. It is thus possible to influence the property spectrum of the material forming the chain element according to the invention by alloying certain alloying elements in principle, ie. H. especially with regard to a particular application situation of the chain element to adapt.
  • the material forming the chain element is, in particular, thermally or thermochemically modified so that a core layer and a peripheral layer surrounding it are formed.
  • the edge layer of the chain element according to the invention directly adjoins the core layer. Thus, the edge layer forms the externally exposed outer surface or surface of the chain element according to the invention.
  • the core layer has a structure consisting of a ferritic matrix with at least one hard phase distributed therein.
  • the structure of the core layer is thus essentially at least two-phase.
  • the ferritic matrix is formed from ferrite or essentially contains ferrite. Due to its comparatively low hardness, the ferrite gives the core layer and therefore also the chain element according to the invention a special ductility and toughness. Since the hard phase is significantly harder than the ferritic matrix, the hard phase differs from the ferritic matrix in particular by its hardness.
  • the hardened surface layer has a martensitic structure.
  • the structure of the boundary layer is thus essentially single-phase.
  • the surface layer is made of martensite or contains martensite as a significant proportion.
  • the martensi- Table structure gives the surface layer and therefore also the inventive chain element a high hardness. Since the edge layer is significantly harder than the core layer, the hardened edge layer differs in particular by its hardness of the core layer.
  • the chain element according to the invention Due to its special structural design, consisting of a core layer having a structure of a ferritic matrix with at least one hard phase and a hardened surface layer having a martensitic structure, the chain element according to the invention has a special combination of properties of ductility, hardness and toughness.
  • the expression of the individual properties can be influenced or controlled in particular in the context of the production of the chain element according to the invention.
  • the hardened surface layer may be formed by a martensitic transformation of at least the near-surface regions of the chain element. Consequently, the chain element for forming the hardened surface layer will be expediently a measure for the conversion of non-martensitic structure into martensitic structure. As will be seen below, such a measure can be achieved, for example, in an abrupt cooling, i. H. Quenching, a previously heated above the Austenitmaschinestemperatur chain element.
  • the hard phase distributed in the core layer may also be formed from martensite or contain martensite.
  • the microstructure of the hard phase can therefore be martensitic as well.
  • the microstructure of the core layer can correspond to a microstructure of a dual-phase steel whose structure is characterized by a ferritic matrix with martensitic structures distributed therein, in particular like islands.
  • the ratio of ferritic microstructure to martensitic microstructure can be, for example, 80% matrix / 20% martensitic hard phase.
  • the proportion of martensitic hard phase should not exceed 20%.
  • a core layer formed according to a dual-phase steel gives the chain element according to the invention a comparatively low and thus for forming processes favorable yield strength and a relatively high tensile strength.
  • the hardened surface layer may have a hardness of 600-1800 HV (hardness Vickers), in particular greater than 1000 HV.
  • the comparatively high hardness of the hardened surface layer contributes significantly to the wear resistance of the chain element according to the invention.
  • the hardness of the surface layer may in exceptional cases also be below 600 HV or above 1800 HV.
  • chain element according to the invention may be, for. B. a chain link (chain plate) or a chain sleeve or a chain pin act.
  • chain element according to the invention may also be other components of a chain, in particular a force transmission chain, such as a toothed chain.
  • the invention further relates to a method for producing a chain element formed from a carbon-containing material, in particular steel, having a core layer with a structure of a ferritic matrix with at least one hard phase distributed therein and a hardened edge layer with a martensitic structure.
  • the method according to the invention is therefore used, in particular, for producing a chain element according to the invention.
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • Performing at least one measure for introducing carbon into near-surface regions of the chain element Quenching of the chain element in such a way that a core layer with a structure of a ferritic matrix with at least one hard phase distributed therein and a hardened edge layer with a martensitic structure is formed.
  • a chain element formed from a material containing carbon is first provided.
  • the chain element to be provided or provided is typically formed from a hardenable steel. It may be an unalloyed or alloyed steel.
  • the chain element may be, for example, a link plate (chain plate) or a chain sleeve or a chain pin.
  • the chain element is heated to a temperature above the austenitizing temperature of the material forming the chain element, i. H. typically tempered above 723 ° C and held there, so that a uniform Austenitphase is formed.
  • the microstructure of the chain element is therefore austenitized and homogenized until a (substantially) uniform austenitic structure is present.
  • Concrete temperatures and holding times depend on the specific chemical composition, in particular the proportionate chemical composition, of the starting material forming the chain element and on the desired chemical composition, in particular the desired proportionate chemical composition, of the chain element to be produced.
  • the chain element is heated to a temperature in a range between 830 and 1000 ° C, especially above 830 ° C.
  • the chain element is typically maintained at the temperature above the austenitizing temperature for 10 to 60 minutes. Both the temperature and the holding period may, in exceptional cases, be self- be given deviations from the given values. It is essential that a uniform transfer of the structure of the chain element takes place in an austenitic phase.
  • at least one measure for introducing carbon into regions of the chain element close to the surface is carried out. Besides carbon, further elements can be introduced into the near-surface regions of the chain element.
  • the measure for introducing carbon into near-surface regions of the chain element may, for example, be carburization.
  • the measure may also be, for example, carbonitriding, i. H. a special form of case hardening, in which in addition to carbon and nitrogen are introduced into near-surface regions of the chain element act.
  • cooling or quenching of the chain element takes place in such a way that a core layer having a structure of a ferritic matrix with at least one hard phase distributed therein, which is in particular likewise formed from martensite or contains martensite, and forms a boundary layer with a martensitic structure.
  • the different microstructure formation between the core layer and the boundary layer caused by the quenching results from the prior enrichment of the surface layer near the chain element with carbon, so that a martensitic transformation takes place particularly favorably due to the comparatively high carbon content.
  • the deterrent can z. B. be realized by introducing the heated chain element in an oil bath or a salt bath. Depending on the choice of quenching medium, the quenching can be carried out at different temperatures. Typically, the chain element is quenched to a temperature in the range between 0 and 400 ° C, especially between 25 and 300 ° C.
  • different properties of the chain element to be produced can be realized by changing and setting certain process parameters within the scope of one or more steps of the method according to the invention.
  • the layer thickness, the microstructure homogeneity, etc. of the core layer or the surface layer can be selectively varied.
  • Figure 1 shows a characteristic section of a chain comprising a plurality of chain elements according to an embodiment of the invention
  • Figure 2 shows a chain element in the form of a chain plate according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a characteristic section of a chain 1.
  • the chain 1 is formed of a plurality of interconnected chain element 2.
  • the chain 1 therefore comprises a plurality of chain elements 2 in the form of sequentially arranged, in particular lug-shaped, chain plates 3, which are connected to one another via chain pins 4.
  • the chain 1 may be formed as a toothed chain and thus serve, for example, for transmitting power in the drive train or as part of the drive train of a motor vehicle.
  • FIG. 2 shows a separate illustration of a chain element 2 in the form of a chain plate 3, which in the state installed in a chain 1 passes through chain bolt 4 holes formed in it and is thus connected to a further chain plate 3.
  • the representation shown in FIG. 2 is a longitudinal sectional view through the chain element 2.
  • the chain element 2 is originally made of a metallic, carbon and iron-based material, that is a steel such. B. CK75 formed. Obviously, the finished chain element 2 shown in FIG. 2 has a core layer 5 and an edge layer 6 surrounding it.
  • the core layer 5 and the edge layer 6 differ in their microstructures and their mechanical properties resulting therefrom, in particular the hardness, ductility and toughness.
  • the core layer 5 has a structure of a ferritic matrix with a martensitic hard phase distributed therein, so that the structure of the core layer 5 corresponds to the structure of a dual-phase steel.
  • the core layer 5 gives the chain element 2 in particular a certain ductility, strength and toughness.
  • the edge layer 6 alone has a martensitic structure.
  • the boundary layer 6 is thus formed from martensite, which gives it and the chain element 2 a high hardness.
  • the hardness of the surface layer 6 is about 1200 HV (hardness Vickers).
  • the layer thickness of the surface layer 6 is, for example, about 15 ⁇ .
  • Figures 3 - 5 show the essential steps in the production of a, such as. As shown in Figures 1, 2, chain element 2 according to an embodiment of the invention.
  • a previously provided chain element 2 which is formed from a steel, is heated to a temperature above the austenitizing temperature of the material forming the chain element 2, ie. H. typically at more than 830 ° C, heated and there for a certain duration, eg. B. half an hour held. Both the temperature and the holding time can vary in particular depending on the specific chemical composition of the provided chain element 2 or the desired properties of the chain element 2 to be produced.
  • the heating of the chain element 2 to a temperature above the austenitizing temperature and holding the chain element 2 at this temperature causes the formation of a uniform austenitic structure (v-phase, as indicated in Fig. 3 by the letter ⁇ ).
  • At least one measure for introducing at least carbon into regions of the chain element 2 that are close to the surface is or was carried out.
  • the introduction of the carbon takes place in particular diffusively or thermochemically.
  • the introduction of the carbon may, for. B. carburizing (carburizing) or carbonitriding done. It is important that there is an accumulation of carbon in the surface or in near-surface regions of the chain element 2, which is the basis for the subsequent formation of the hardened edge layer 6 of the chain element 2.
  • the carbon content in the near-surface portions of the chain member 2 indicated by the dashed line is higher (C1) than in inner portions of the chain member 2 (C2).
  • the chain element 2 was quenched in an oil bath or a salt bath to a temperature in the range between 25 and 300 ° C.
  • the abrupt cooling of the chain element 2 results in a core layer 5 having a microstructure of a ferritic matrix ( ⁇ -phase, as indicated in FIG. 5 by the letter ⁇ ) with at least one martensitic hard phase distributed in an island-like manner (as in FIG 5 indicated by the letters MS) and forms a hardened edge layer 6 with a martensitic structure MS.
  • the deterrent can z. B. by introducing the chain element in an oil bath or a salt bath. Depending on the choice of quenching medium, the quenching can be carried out at different temperatures. Typically, the chain element is quenched to a temperature in the range between 0 and 400 ° C, especially between 25 and 300 ° C.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Kettenelement (2), insbesondere für eine Kraftübertragungskette eines Kettentriebes, welches aus einem Kohlenstoff enthaltenden Material, insbesondere Stahl, gebildet ist, gekennzeichnet durch eine Kernschicht (5) mit einem Gefüge aus einer ferritischen Matrix mit wenigstens einer darin verteilten Hartphase und einer gehärteten Randschicht (6) mit einem martensitischen Gefüge.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Kettenelement
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kettenelement, welches aus einem Koh- lenstoff enthaltenden Material, insbesondere Stahl, gebildet ist.
Gebiet der Erfindung
Hintergrund der Erfindung
Gattungsgemäße Kettenelemente werden z. B. als Kettenantriebe oder Teile entsprechender Kettenantriebe zur Übertragung von Kräften verwendet und kommen in einer Vielzahl an unterschiedlichen Gebieten der Technik, wie bei- spielsweise auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik, zum Einsatz. Derartige Kettenelemente sind aufgrund der bei deren Betrieb herrschenden hohen mechanischen Beanspruchungen üblicherweise aus mechanisch besonders beanspruchbaren Stählen gebildet. Um der Ausbildung einsatzbedingter Reibungs- und Verschleißerscheinungen entgegen zu wirken, sind gängige Kettenelemente regelmäßig im Hinblick auf die Eigenschaftskombination aus Duktilität, Härte Festigkeit und Zähigkeit verbesserungswürdig.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Kettenelement anzugeben. Die Aufgabe wird durch ein Kettenelement der eingangs genannten Art gelöst, welches sich erfindungsgemäß durch eine Kernschicht mit einem Gefüge aus einer ferritischen Matrix mit wenigstens einer darin verteilten Hartphase und einer gehärteten Randschicht mit einem martensitischen Gefüge auszeichnet.
Das erfindungsgemäße Kettenelement ist grundsätzlich aus einem auf Kohlenstoff basierenden Material gebildet. Dabei kann es sich insbesondere um einen unlegierten oder legierten Stahl handeln. Es ist also möglich, das Eigen- schaftsspektrum des das erfindungsgemäße Kettenelement bildenden Materials durch Zulegierung bestimmter Legierungselemente bereits von Haus aus zu beeinflussen, d. h. insbesondere im Hinblick auf eine bestimmte Anwendungssituation des Kettenelements, anzupassen. Dass das Kettenelement bildende Material ist jedoch, insbesondere thermisch bzw. thermochemisch, so modifiziert, dass eine Kernschicht und eine diese umgebende Randschicht gebildet ist. Die Randschicht des erfindungsgemäßen Kettenelements grenzt unmittelbar an die Kernschicht an. Mithin bildet die Randschicht die nach außen freiliegende Außen- bzw. Oberfläche des erfin- dungsgemäßen Kettenelements.
Die Kernschicht weist ein Gefüge bestehend aus einer ferritischen Matrix mit wenigstens einer darin verteilten Hartphase auf. Das Gefüge der Kernschicht ist also im Wesentlichen wenigstens zweiphasig. Die ferritische Matrix ist aus Ferrit gebildet oder enthält im Wesentlichen Ferrit. Der Ferrit verleiht der Kernschicht und sonach auch dem erfindungsgemäßen Kettenelement aufgrund seiner vergleichsweise geringen Härte eine besondere Duktilität und Zähigkeit. Da die Hartphase deutlich härter als die ferritische Matrix ist, unterscheidet sich die Hartphase von der ferritischen Matrix insbesondere durch ihre Härte.
Die gehärtete Randschicht weist ein martensitisches Gefüge auf. Das Gefüge der Randschicht ist also im Wesentlichen einphasig. Die Randschicht ist aus Martensit gebildet oder enthält als wesentlichen Anteil Martensit. Das martensi- tische Gefüge verleiht der Randschicht und sonach auch dem erfindungsge- mäßen Kettenelement eine hohe Härte. Da die Randschicht deutlich härter als die Kernschicht ist, unterscheidet sich die gehärtete Randschicht insbesondere durch ihre Härte von der Kernschicht.
Bedingt durch seinen besonderen strukturellen Aufbau, bestehend aus einer Kernschicht mit einem Gefüge aus einer ferritischen Matrix mit wenigstens einer darin verteilten Hartphase und einer gehärteten Randschicht mit einem martensitischen Gefüge weist das erfindungsgemäße Kettenelement eine be- sondere Eigenschaftskombination aus Duktilität, Härte Festigkeit und Zähigkeit auf. Die Ausprägung der einzelnen Eigenschaften lässt sich insbesondere im Rahmen der Herstellung des erfindungsgemäßen Kettenelements beeinflussen bzw. steuern. Die gehärtete Randschicht kann über eine martensitische Umwandlung zumindest der oberflächennahen Bereiche des Kettenelements gebildet sein. Mithin wird das Kettenelement zur Ausbildung der gehärteten Randschicht zweckmäßig einer Maßnahme zur Umwandlung von nicht martensitischem Gefüge in martensitisches Gefüge erfolgen. Wie sich im Weiteren noch ergibt, kann eine solche Maßnahme beispielsweise in einem abrupten Abkühlen, d. h. Abschrecken, eines zuvor oberhalb der Austenitisierungstemperatur erwärmten Kettenelements bestehen.
Die in der Kernschicht verteilte Hartphase kann ebenso aus Martensit gebildet sein oder Martensit enthalten. Das Gefüge der Hartphase kann sonach ebenso martensitisch sein. Entsprechend kann das Gefüge der Kernschicht einem Gefüge eines Dualphasenstahls entsprechen, dessen Gefüge sich charakteristisch durch eine ferritische Matrix mit darin, insbesondere inselartig, verteilten martensitischen Strukturen auszeichnet. Das Verhältnis von ferritischem Gefü- ge zu martensitischem Gefüge kann beispielsweise 80% Matrix / 20% martensi- tischer Hartphase sein. Der Anteil der martensitischen Hartphase sollte 20% nicht überschreiten. Eine gemäß einem Dualphasenstahl ausgebildete Kernschicht verleiht dem erfindungsgemäßen Kettenelement eine vergleichsweise niedrige und somit für Umform prozesse günstige Streckgrenze und eine vergleichsweise hohe Zugfestigkeit.
Die gehärtete Randschicht kann eine Härte von 600 - 1800 HV (Härte Vickers), insbesondere größer 1000 HV, aufweisen. Die vergleichsweise hohe Härte der gehärteten Randschicht trägt wesentlich zu der Verschleißfestigkeit des erfindungsgemäßen Kettenelements bei. Selbstverständlich kann die Härte der Randschicht in Ausnahmen auch unterhalb 600 HV bzw. oberhalb 1800 HV liegen.
Bei dem erfindungsgemäßen Kettenelement kann es sich z. B. um eine Kettenlasche (Kettenplatte) oder eine Kettenhülse oder einen Kettenbolzen handeln. Selbstverständlich kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Kettenelement auch um andere Bestandteile einer Kette, insbesondere einer Kraftübertra- gungskette, wie beispielsweise einer Zahnkette, handeln.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines aus einem Kohlenstoff enthaltenden Material, insbesondere Stahl, gebildeten Kettenelements, mit einer Kernschicht mit einem Gefüge aus einer ferritischen Matrix mit wenigstens einer darin verteilten Hartphase und einer gehärteten Randschicht mit einem martensitischen Gefüge. Das erfindungsgemäße Verfahren dient sonach insbesondere der Herstellung eines erfindungsgemäßen Kettenelements. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines aus einem Kohlenstoff enthaltenden Material, insbesondere Stahl, gebildeten Kettenelements,
- Erwärmen und Halten des Kettenelements auf einer oberhalb der Austeniti- sierungstemperatur des das Kettenelement bildenden Materials liegende Temperatur derart, dass eine einheitliche Austenitphase gebildet wird,
- Durchführen wenigstens einer Maßnahme zum Einbringen von Kohlenstoff in oberflächennahe Bereiche des Kettenelements, - Abschrecken des Kettenelements derart, dass sich eine Kernschicht mit einem Gefüge aus einer ferritischen Matrix mit wenigstens einer darin verteilten Hartphase und eine gehärtete Randschicht mit einem martensitischen Gefüge bildet.
In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein aus einem auf Kohlenstoff enthaltenden Material gebildetes Kettenelement bereitgestellt. Das bereitzustellende oder bereitgestellte Kettenelement ist typischerweise aus einem härtbaren Stahl gebildet. Es kann sich dabei um einen unlegierten oder legierten Stahl handeln. Bei dem Kettenelement kann es sich beispielsweise um eine Kettenlasche (Kettenplatte) oder eine Kettenhülse oder einen Kettenbolzen handeln.
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Ketten- element auf eine oberhalb der Austenitisierungstemperatur des das Kettenelement bildenden Materials liegende Temperatur, d. h. typischerweise oberhalb 723°C temperiert und dort gehalten, so dass eine einheitliche Austenitphase gebildet wird. Die Gefügestruktur des Kettenelements wird sonach austeniti- siert und homogenisiert, bis ein (im Wesentlichen) einheitliches austenitisches Gefüge vorliegt.
Konkrete Temperaturen und Haltedauern hängen von der konkreten chemischen Zusammensetzung, insbesondere der anteilsmäßigen chemischen Zusammensetzung, des das Kettenelement bildenden Ausgangsmaterials sowie von der erwünschten chemischen Zusammensetzung, insbesondere der erwünschten anteilsmäßigen chemischen Zusammensetzung, des herzustellenden Kettenelements ab.
Typischerweise wird das Kettenelement auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 830 und 1000°C, insbesondere oberhalb 830°C, erwärmt. Das Kettenelement wird auf der oberhalb der Austenitisierungstemperatur liegenden Temperatur typischerweise für 10 bis 60 Minuten gehalten. Sowohl die Temperatur als auch die Haltedauer betreffend können in Ausnahmefällen selbstver- ständlich Abweichungen von den angegebenen Werten gegeben sein. Wesentlich ist, dass eine einheitliche Überführung des Gefüges des Kettenelements in eine austenitische Phase stattfindet. In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wenigstens eine Maßnahme zum Einbringen von Kohlenstoff in oberflächennahe Bereiche des Kettenelements durchgeführt. Neben Kohlenstoff können hierbei weitere Elemente in die oberflächennahen Bereiche des Kettenelements eingebracht werden. Für den dritten Schritt ist wesentlich, dass eine Anreicherung von Koh- lenstoff in der Oberfläche respektive in oberflächennahen Bereichen des Kettenelements erfolgt, welche die Grundlage für die folgende Ausbildung der gehärteten Randschicht des herzustellenden Kettenelements darstellt.
Bei der Maßnahme zum Einbringen von Kohlenstoff in oberflächennahe Berei- che des Kettenelements kann es sich beispielsweise um ein Aufkohlen (Karbu- rieren) handeln. Im Rahmen des Aufkohlens können feste, flüssige oder gasförmige Aufkohlungsmittel eingesetzt werden. Bei der Maßnahme kann es sich beispielsweise auch um ein Karbonitrieren, d. h. eine besondere Form des Einsatzhärtens, in welcher neben Kohlenstoff auch Stickstoff in oberflächennahe Bereiche des Kettenelements eingebracht werden, handeln.
In einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Abkühlen bzw. Abschrecken des Kettenelements derart, dass sich eine Kernschicht, mit einem Gefüge aus einer ferritischen Matrix mit wenigstens einer darin ver- teilten Hartphase, welche insbesondere ebenso aus Martensit gebildet ist oder Martensit enthält, und eine Randschicht mit einem martensitischen Gefüge bildet. Die durch die Abschreckung bedingte unterschiedliche Gefügeausbildung zwischen der Kernschicht und der Randschicht ergibt sich durch die vorherige Anreicherung der die Randschicht bildenden oberflächennahen Berei- che des Kettenelements mit Kohlenstoff, so dass hier aufgrund des im Vergleich hohen Kohlenstoffgehalts eine martensitische Umwandlung besonders begünstigt erfolgt. Die Abschreckung kann z. B. durch Einbringen des erwärmten Kettenelements in ein Ölbad oder ein Salzbad realisiert werden. Je nach Wahl des Abschreckmediums kann die Abschreckung auf unterschiedliche Temperaturen erfolgen. Typischerweise wird das Kettenelement auf eine Temperatur im Bereich zwi- sehen 0 und 400°C, insbesondere zwischen 25 und 300°C, abgeschreckt.
Grundsätzlich lassen sich über eine Änderung und Einstellung bestimmter Prozessparameter im Rahmen einzelner oder mehrerer Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens unterschiedliche Eigenschaften des herzustellenden Ket- tenelements realisieren. Derart lassen sich insbesondere die Schichtdicke, die Gefügehomogenität etc. der Kernschicht bzw. der Randschicht gezielt variieren.
Grundsätzlich gelten sämtliche Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Ket- tenelement analog für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 einen charakteristischen Ausschnitt einer Kette, umfassend mehrere Kettenelemente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2 ein Kettenelement in Form einer Kettenplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Figur 3 - 5 die wesentlichen Verfahrensschritte zur Herstellung eines Ketten- elements gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt einen charakteristischen Ausschnitt einer Kette 1 . Die Kette 1 ist aus mehreren miteinander verbundenen Kettenelement 2 gebildet. Ersichtlich umfasst die Kette 1 daher mehrere Kettenelemente 2 in Form von aufeinander folgend angeordneten, insbesondere laschenförmigen, Kettenplatten 3, welche über Kettenbolzen 4 miteinander verbunden sind. Die Kette 1 kann als Zahnkette ausgebildet sein und so beispielsweise zur Kraftübertragung im Antriebsstrang oder als Teil des Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs dienen.
Figur 2 zeigt eine gesonderte Darstellung eines Kettenelements 2 in Form einer Kettenplatte 3, welche im in einer Kette 1 verbauten Zustand über in dieser ausgebildete Bohrungen von Kettenbolzen 4 durchsetzt und derart mit einer weiteren Kettenplatte 3 verbunden ist. Die in Figur 2 gezeigte Darstellung ist eine Längsschnittansicht durch das Kettenelement 2.
Das Kettenelement 2 ist ursprünglich aus einem metallischen, auf Kohlenstoff und Eisen basierenden Material, das heißt einem Stahl wie z. B. CK75, gebildet. Ersichtlich weist das in Figur 2 gezeigte fertige Kettenelement 2 eine Kern- schicht 5 sowie eine diese umgebende Randschicht 6 auf.
Die Kernschicht 5 und die Randschicht 6 unterscheiden sich durch ihre Gefügestrukturen und ihre daraus resultierenden mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Härte, Duktilität und Zähigkeit. Die Kernschicht 5 weist ein Gefüge aus einer ferritischen Matrix mit einer darin verteilten martensitischen Hartphase auf, so dass das Gefüge der Kernschicht 5 dem Gefüge eines Dualphasenstahls entspricht. Die Kernschicht 5 verleiht dem Kettenelement 2 sonach insbesondere eine bestimmte Duktilität, Festigkeit und Zähigkeit. Dagegen weist die Randschicht 6 allein ein martensitisches Gefüge auf. Die Randschicht 6 ist also aus Martensit gebildet, was ihr und dem Kettenelement 2 eine hohe Härte verleiht. Die Härte der Randschicht 6 liegt bei ca. 1200 HV (härte Vickers). Die Schichtdicke der Randschicht 6 liegt beispielsweise bei ca. 15 μηη.
Die Figuren 3 - 5 zeigen die wesentlichen Verfahrensschritte im Rahmen der Herstellung eines, wie z. B. in den Figuren 1 , 2 gezeigten, Kettenelements 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In dem in Figur 3 dargestellten Verfahrensschritt wird ein zuvor bereitgestelltes Kettenelement 2, welches aus einem Stahl gebildet ist, auf eine Temperatur oberhalb der Austenisitisierungstemperatur des das Kettenelement 2 bildenden Materials, d. h. typischerweise auf mehr als 830°C, erhitzt und dort für eine bestimmte Dauer, z. B. eine halbe Stunde, gehalten. Sowohl die Temperatur als auch die Haltedauer kann insbesondere in Abhängigkeit der konkreten chemischen Zusammensetzung des bereitgestellten Kettenelements 2 bzw. der erwünschten Eigenschaften des herzustellenden Kettenelements 2 variieren.
Die Erwärmung des Kettenelements 2 auf eine Temperatur oberhalb der Aus- tenitisierungstemperatur und das Halten des Kettenelements 2 auf dieser Temperatur bedingt die Ausbildung eines einheitlichen austenitischen Gefüges (v- Phase, wie in Fig. 3 durch den Buchstaben γ angedeutet).
In dem in Figur 4 dargestellten Verfahrensschritt wird bzw. wurde wenigstens eine Maßnahme zum Einbringen zumindest von Kohlenstoff in oberflächennahe Bereiche des Kettenelements 2 durchgeführt. Das Einbringen des Kohlenstoffs erfolgt insbesondere diffusiv bzw. thermochemisch. Das Einbringen des Kohlenstoffs kann z. B. über Karburieren (Aufkohlen) oder Karbonitrieren erfolgen. Es ist dabei wesentlich, dass eine Anreicherung von Kohlenstoff in der Oberfläche respektive in oberflächennahen Bereichen des Kettenelements 2 erfolgt, welche die Grundlage für die nachfolgende Ausbildung der gehärteten Rand- schicht 6 des Kettenelements 2 darstellt. Wie durch die Kennzeichnungen C1 und C2 angedeutet, ist der Kohlenstoffgehalt in dem durch die Strichlierung angedeuteten oberflächennahen Bereichen des Kettenelements 2 höher (C1 ) als in inneren Bereichen des Kettenelements 2 (C2). In dem in Figur 5 gezeigten Verfahrensschritt wurde das Kettenelement 2 in einem Ölbad oder einem Salzbad auf eine Temperatur im Bereich zwischen 25 und 300°C abgeschreckt. Die abrupte Abkühlung des Kettenelements 2 führt dazu, dass sich eine Kernschicht 5, mit einem Gefüge aus einer ferritischen Matrix (α-Phase, wie in Fig. 5 durch den Buchstaben α angedeutet) mit wenigstens einer darin inselartig verteilten martensitischen Hartphase (wie in Fig. 5 durch die Buchstaben MS angedeutet) und eine gehärtete Randschicht 6 mit einem martensitischen Gefüge MS bildet.
Die durch die Abschreckung bedingte unterschiedliche Gefügeausbildung zwischen der Kernschicht 5 und der Randschicht 6 ergibt sich, wie erwähnt, durch die vorherige Anreicherung der die Randschicht 5 des Kettenelements 2 bildenden oberflächennahen Bereiche des Kettenelements 2 mit Kohlenstoff, so dass hier aufgrund des hohen Kohlenstoffgehalts eine martensitische Umwandlung besonders begünstigt erfolgt.
Die Abschreckung kann z. B. durch Einbringen des Kettenelements in ein Ölbad oder ein Salzbad erfolgen. Je nach Wahl des Abschreckmediums kann die Abschreckung auf unterschiedliche Temperaturen erfolgen. Typischerweise wird das Kettenelement auf eine Temperatur im Bereich zwischen 0 und 400°C, insbesondere zwischen 25 und 300°C, abgeschreckt.
Bezugszahlenliste
1 Kette
2 Kettenelement 3 Kettenplatte
4 Kettenbolzen
5 Kernschicht
6 Randschicht

Claims

Patentansprüche
Kettenelement (2), insbesondere für eine Kraftübertragungskette eines Kettentriebes, welches aus einem Kohlenstoff enthaltenden Material, insbesondere Stahl, gebildet ist, gekennzeichnet durch eine Kernschicht (5) mit einem Gefüge aus einer ferritischen Matrix mit wenigstens einer darin verteilten Hartphase und einer gehärteten Randschicht (6) mit einem martensitischen Gefüge.
Kettenelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das martensitische Gefüge der gehärteten Randschicht (6) aus Martensit gebildet ist oder Martensit enthält.
Kettenelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die gehärtete Randschicht (6) über eine martensitische Umwandlung zumindest der oberflächennahen Bereiche des Kettenelements (2) gebildet ist.
Kettenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Kernschicht (5) verteilte Hartphase aus Martensit gebildet ist oder Martensit enthält.
Kettenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gehärtete Randschicht (6) eine Härte von 600 - 1800 HV, insbesondere größer 1000 HV, aufweist.
Kettenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kettenlasche oder eine Kettenhülse oder ein Kettenbolzen ist.
Verfahren zur Herstellung eines aus einem Kohlenstoff enthaltenden Material, insbesondere Stahl, gebildeten Kettenelements (2), insbesondere eines Kettenelements (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Kernschicht (5) mit einem Gefüge aus einer ferritischen Matrix mit wenigstens einer darin verteilten Hartphase und einer gehärteten Randschicht (6) mit einem martensitischen Gefüge, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Bereitstellen eines aus einem Kohlenstoff enthaltenden Material, insbesondere Stahl, gebildeten Kettenelements (2),
- Erwärmen und Halten des Kettenelements (2) auf einer oberhalb der Austenitisierungstemperatur liegende Temperatur derart, dass eine einheitliche Austenitphase gebildet wird,
- Durchführen wenigstens einer Maßnahme zum Einbringen von Kohlenstoff in oberflächennahe Bereiche des Kettenelements (2),
- Abschrecken des Kettenelements (2) derart, dass sich eine Kernschicht (5), mit einem Gefüge aus einer ferritischen Matrix mit wenigstens einer darin verteilten Hartphase und eine gehärtete Randschicht (6) mit einem martensitischen Gefüge bildet.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenelement (2) auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 830 und 1000°C, insbesondere oberhalb 830°C, erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenelement (2) auf der oberhalb der Austenitisierungstemperatur liegenden Temperatur für 10 bis 60 Minuten gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenelement (2) auf eine Temperatur im Bereich zwischen 0 und 400°C, insbesondere zwischen 25 und 300°C, abgeschreckt wird.
PCT/DE2014/200549 2013-12-04 2014-10-14 Kettenelement WO2015081938A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/028,287 US11035436B2 (en) 2013-12-04 2014-10-14 Chain element
CN201480066571.3A CN105793445B (zh) 2013-12-04 2014-10-14 链条元件

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013224851.2A DE102013224851A1 (de) 2013-12-04 2013-12-04 Kettenelement
DE102013224851.2 2013-12-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015081938A1 true WO2015081938A1 (de) 2015-06-11

Family

ID=52006767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2014/200549 WO2015081938A1 (de) 2013-12-04 2014-10-14 Kettenelement

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11035436B2 (de)
CN (1) CN105793445B (de)
DE (1) DE102013224851A1 (de)
WO (1) WO2015081938A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7487594B2 (ja) 2020-07-16 2024-05-21 住友金属鉱山株式会社 フライトコンベアのチェーンおよびフライトコンベア
DE102020123471A1 (de) 2020-09-09 2022-03-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Herstellung eines Kettenelements sowie Kettenelement und Kette

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1551764A (en) * 1922-04-08 1925-09-01 Whitney Mfg Co Power-transmission chain
US5772957A (en) * 1995-05-01 1998-06-30 Blount, Inc. High strength steel composition having enhanced low temperature toughness
US5997662A (en) * 1996-12-18 1999-12-07 Metal Technic Research Laboratory Surface-hardened chain link
GB2406891A (en) * 2003-10-07 2005-04-13 Renold Plc A transmission chain
DE102009008480A1 (de) * 2009-02-11 2010-08-12 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Steuerkette

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1253262A (fr) 1959-12-15 1961-02-10 Sedis Transmissions Mec Perfectionnement aux chaînes de transmission et procédé pour leur fabrication
US4404044A (en) * 1981-09-08 1983-09-13 E. F. Houghton & Co. Method of quenching
JPS596367A (ja) 1982-06-30 1984-01-13 Nitsuchi:Kk リンクチエ−ンの製造方法
CN85100188B (zh) 1985-04-01 1988-09-07 陕西机械学院 微氮中温气体渗碳工艺
FR2665652A1 (fr) * 1990-08-13 1992-02-14 Usinor Sacilor Procede et dispositif de fabrication d'une bande en acier inoxydable semi-ferritique a partir de metal en fusion.
US5462808A (en) * 1993-09-03 1995-10-31 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Highly rigid composite material and process for its manufacture
US5759309A (en) * 1996-08-28 1998-06-02 Caterpillar Inc. Thermal process for selectively hardening track chain links
SE515623C2 (sv) * 2000-02-14 2001-09-10 Ovako Steel Ab Kättingstål
DE60138383D1 (de) * 2000-06-29 2009-05-28 Borgwarner Inc Verfahren zur herstellung eines mit karbid beschichteten stahlkörpers
DE10139123A1 (de) * 2000-09-06 2002-03-14 Luk Lamellen & Kupplungsbau Laschenkette
FR2850671B1 (fr) * 2003-02-05 2006-05-19 Usinor Procede de fabrication d'une bande d'acier dual-phase a structure ferrito-martensitique, laminee a froid et bande obtenue
JP2005325440A (ja) * 2004-04-16 2005-11-24 Nippon Steel Corp 表面処理金属及びその製造方法
US20060207690A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-21 Amsted High strength steel and method of making same
JP4322244B2 (ja) * 2005-11-11 2009-08-26 株式会社椿本チエイン 両面噛合い型サイレントチェーン
EP1832667A1 (de) * 2006-03-07 2007-09-12 ARCELOR France Herstellungsverfahren von Stahlblechen mit hoher Festigkeit, Duktilität sowie Zähigkeit und so hergestellte Bleche.
WO2009126954A2 (en) * 2008-04-11 2009-10-15 Questek Innovations Llc Martensitic stainless steel strengthened by copper-nucleated nitride precipitates
EP2123786A1 (de) * 2008-05-21 2009-11-25 ArcelorMittal France Verfahren zur Herstellung von kalt gewalzten Zweiphasen-Stahlblechen mit sehr hoher Festigkeit und so hergestellte Bleche
JP4811528B2 (ja) * 2009-07-28 2011-11-09 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度冷延鋼板およびその製造方法
JP5422045B2 (ja) * 2010-03-30 2014-02-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 浸炭鋼部材及びその製造方法
US8425691B2 (en) * 2010-07-21 2013-04-23 Kenneth H. Moyer Stainless steel carburization process
US8182617B2 (en) * 2010-10-04 2012-05-22 Moyer Kenneth A Nitrogen alloyed stainless steel and process
US20130266820A1 (en) * 2012-04-05 2013-10-10 c/o Chevron Corporation Metal alloy compositions and applications thereof
US20130266798A1 (en) * 2012-04-05 2013-10-10 Justin Lee Cheney Metal alloy compositions and applications thereof
US9340844B2 (en) * 2012-09-26 2016-05-17 Golfers Family Corporation Induction hardening apparatus and methods
JP6096481B2 (ja) * 2012-11-16 2017-03-15 大同工業株式会社 チェーン及びその表面熱処理方法
JP6235221B2 (ja) * 2013-03-28 2017-11-22 Ｊｆｅスチール株式会社 低温靭性および耐水素脆性を有する耐磨耗厚鋼板およびその製造方法
WO2015081209A1 (en) * 2013-11-26 2015-06-04 Scoperta, Inc. Corrosion resistant hardfacing alloy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1551764A (en) * 1922-04-08 1925-09-01 Whitney Mfg Co Power-transmission chain
US5772957A (en) * 1995-05-01 1998-06-30 Blount, Inc. High strength steel composition having enhanced low temperature toughness
US5997662A (en) * 1996-12-18 1999-12-07 Metal Technic Research Laboratory Surface-hardened chain link
GB2406891A (en) * 2003-10-07 2005-04-13 Renold Plc A transmission chain
DE102009008480A1 (de) * 2009-02-11 2010-08-12 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Steuerkette

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M S RASHID: "Dual Phase Steels", ANNUAL REVIEW OF MATERIALS SCIENCE, vol. 11, no. 1, 1 August 1981 (1981-08-01), pages 245 - 266, XP055169672, ISSN: 0084-6600, DOI: 10.1146/annurev.ms.11.080181.001333 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20160245367A1 (en) 2016-08-25
CN105793445A (zh) 2016-07-20
DE102013224851A1 (de) 2015-06-11
US11035436B2 (en) 2021-06-15
CN105793445B (zh) 2018-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2045339B1 (de) Für eine Wälzbeanspruchung ausgebildetes Werkstück aus durchhärtendem Stahl und Verfahren zur Wärmebehandlung
DE3340031A1 (de) Panzerblech und verfahren zu seiner herstellung
DE102012217020B4 (de) Herstellverfahren eines Kettenelements mit einer Bor und Vanadium enthaltenden Randschicht
DE102009008480A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Steuerkette
EP3536812A1 (de) Bimetallschraube mit martensitisch härtbarem stahl
DE202009011665U1 (de) Edelstahl-Bohrschraube
EP2895640A1 (de) Verfahren zum herstellen einer selbstschneidenden schraube
DE102004053935A1 (de) Verfahren zur Wärmebehandlung eines Bauteils aus einem durchhärtenden warmfesten Stahl und Bauteil aus einem durchhärtenden warmfesten Stahl
WO2015081938A1 (de) Kettenelement
WO2008055477A2 (de) Verfahren zum herstellen eines wälzlagerringes und wälzlagerring
WO2008031457A1 (de) Verfahren zur herstellung von kaltzähen stählen
DE102012216468B3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Metallbauteils für eine Metallvorrichtung
DE102012217025A1 (de) Kettenelement
WO2022053103A1 (de) Verfahren zur herstellung eines kettenelements sowie kettenelement und kette
DE102012208169A1 (de) Wälzlagerteil sowie Verfahren zur Wärmebehandlung eines Wälzlagerteils
WO2018086658A1 (de) Verfahren zur herstellung eines wälzlagerrings mit verbesserter robustheit gegen die bildung von white etching cracks (wec)
DE102010048134A1 (de) Vergütungsstahl
DE102019134498A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer hochbelasteten Feder und hochbelastete Feder
EP2925899B1 (de) Metallischer stahl-werkstoff
WO2006045461A1 (de) Mechanisch belastbares stell- oder lagerbauteil aus mechanisch gehärtetem stahl
DE2620449A1 (de) Stahlbolzen von hoher streckfestigkeit und verfahren zu seiner herstellung
DE102016215662A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerbauteils
DE2355894C3 (de) Verfahren zum Halbwarmschmieden von Kohlenstoffstahl oder niedriglegiertem Stahl
DE102022111455A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerbauteils, Wälzlagerbauteil und Wälzlager
DE102021132703A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerbauteils

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14806529

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15028287

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14806529

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1