用于制造轴承构件的方法和轴承构件技术

本发明专利技术涉及一种用于制造轴承构件(1)的方法，其中轴承构件毛坯(2)具有基于铁的金属衬底(3)和转换层(4)，其中转换层(4)至少局部地施加在金属衬底(3)上并且具有初始层厚度d

Methods and bearing components for manufacturing bearing components

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造轴承构件的方法和轴承构件
本专利技术涉及用于制造轴承构件的方法，其中轴承构件毛坯具有基于铁的金属衬底和转换层，其中转换层至少局部地形成在金属衬底上并且具有初始层厚度。本专利技术此外涉及轴承构件。
技术介绍
轴承构件和滚动轴承可用于多种日常用品和工业用途，例如使用在风力发电机或车轮轴承中。此轴承构件具有使用寿命，其中使用寿命被理解为是指直至出现失效时的转数或运行时间。轴承构件的故障通常基于材料损坏和/或材料疲劳。此类材料损坏的常见现象是白蚀裂纹(英文：white-etching-cracks(白蚀裂纹)，缩写为WEC)。在现有技术中，通过施加钝化层来应对此早期疲劳现象，例如通过发蓝处理施加钝化层。但是，即使带有此钝化层的轴承构件也出现材料疲劳现象，特别是在开始的时候。文献DE102007055575A1描述了一种滚动轴承的滚道元件，其中滚道元件具有至少一个滚动轨道，其中在滚动轨道上设有由钢制成的滚子体。滚道元件在此被构造为使得其在滚动轨道的表面下方的0至大约40微米的总深度范围内具有至少400兆帕的残余压应力。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种用于制造轴承构件的方法以及一种具有延长的使用寿命的轴承构件。特别地，用于制造轴承构件的方法旨在提供具有不易疲劳的保护层的轴承构件。此任务通过带有权利要求1的特征的用于制造轴承构件的方法以及带有权利要求9的特征的轴承构件实现。本专利技术的优选的和/或有利的实施方案由从属权利要求、以下的说明书和/或附图中得出。因此，根据本专利技术的用于制造轴承构件的方法的任务通过如下方式实现，即，使得轴承构件毛坯具有基于铁的金属衬底和转换层，其中转换层至少局部地构造在金属衬底上，并且具有初始层厚度，其中作为转换层形成基于氧化铁的发蓝处理层，发蓝处理层通过借助于碱性处理池的至少局部地处理金属衬底来产生。为了获得轴承构件，将轴承构件毛坯的金属衬底硬化，并且将轴承构件毛坯至少在转换层的区域中借助于球形体滚压，其中转换层在此区域中被压缩，并且形成带有最终层厚度的轴承构件的保护层，其中最终层厚度小于初始层厚度的95％。特别地，轴承构件是滚动轴承或滑动轴承的构件，特别地是轴承环、滚道元件或滚子体。轴承构件特别地基于轴承构件毛坯。轴承构件毛坯具有基于铁的金属衬底和转换层。转换层通过金属衬底的材料在其表面上的化学转化而构造出，特别是通过金属衬底在其表面上的氧化而构造出。基于铁的金属衬底特别地由钢或不锈钢形成，优选由轴承钢形成。轴承构件毛坯优选是车削的轴承构件毛坯、磨削的轴承构件毛坯和/或珩磨的轴承构件毛坯。轴承构件毛坯具有转换层，其中转换层优选地完全覆盖轴承构件毛坯的表面。替代地，转换层部分地或区段地存在于轴承构件毛坯的表面上。转换层是发蓝处理层的形式的黑边缘氧化层。补充地，转换层可以包括通过转换层的再处理而引入的有机材料，例如塑料。转换层具有初始层厚度。初始层厚度优选地在轴承构件毛坯的整个区域中是相同的。初始层厚度优选地大于0.5微米，特别地大于1微米。转换层可特别地塑性成形，并且优选地在通过滚压的塑性成形之后是形状稳定的。轴承构件通过滚压轴承构件毛坯而由轴承构件毛坯获得，其中转换层至少局部地被滚压。在滚压时，转换层被施加力和/或压力。滚压时的压力特别地大于2000兆帕，优选地大于5000兆帕，并且特别地大于7000兆帕。在滚压之后转换层形成轴承构件的保护层。因此，保护层由通过滚压而收到压缩且变平滑的转换层形成。轴承构件的保护层具有最终层厚度。特别地，保护层的最终层厚度在轴承构件的所有区域中是大小相同的。最终层厚度特别地小于1.8微米，优选地小于1.5微米，并且特别地小于1微米。转换层的滚压被实施为使得转换层被压缩，使得最终层厚度的厚度小于初始层厚度的95％，特别地也小于初始层厚度的90％，特别是小于初始层厚度的80％。通过本专利技术提供了一种用于制造具有均匀地被压缩的且连续的保护层的轴承构件的方法。在轴承构件可确定的参数下，转换层的滚压例如是轻度磨合和/或人工磨合。然而，在现有技术中，在覆层的轴承构件的实际应用中当所描述的轴承构件被磨合时出现不具有的磨合，其中转换层并非在各处均匀地被压缩，并且因此保护层并非在各处均匀地形成。此外，可能出现的是轴承构件毛坯的转换层在安装时撞角(aneckt)和/或碰边，使得转换层被部分地破坏，并且在被破坏和/或被损坏的部分处更快地发生疲劳。但是，通过根据本专利技术的转换层的有目的的滚压，可以形成连续的、特别地均匀的保护层，并且因此可以提高轴承构件的长期稳定性。转换层是基于铁的发蓝处理层，其优选地包含氧化铁，并且特别是包含混合铁氧化物。在此，为了形成发蓝处理层将先前硬化的基于铁的金属衬底表面氧化。此外可以规定，以有机材料再处理转换层，例如设有塑料覆层，例如由清漆或蜡制成的塑料覆层。但是，转换层也可以通过润滑剂浸渍，特别地可以存在油、脂或斥水性的介质。特别有利的是转换层是购自HauseSchaeffler公司的名称为Durotect-(混合铁氧化物，主要是四氧化三铁)的发蓝处理层。金属衬底的硬化可以在此通过通常的硬化方法进行。特别是进行表面硬化，感应硬化，碳氮共渗，渗氮，渗碳，马氏体硬化或贝氏体硬化。已表明，在构造出发蓝处理层之前金属衬底的硬化使得通过滚压实现了发蓝处理层的特别均匀的压缩。特别地规定，用于在发蓝处理层的滚压的球形体是流体静力的光滑压轧或强化压轧工具的组成部分。特别地，可以以如下方式运行流体静力压轧工具，使得在滚压时有目的地调节压力。此外可以规定，流体静力压轧工具的球形体在轴承构件毛坯的整个表面上滚动，其中，在此，流体静力压轧工具和/或轴承构件毛坯进行运动。特别地，球形体通过硬质金属或陶瓷球形成。特别地，流体静力压轧工具被构造为带有硬质金属或陶瓷球作为球形体。特别地可以规定，压轧工具具有球，其中球是可更换的和/或压轧工具的球直径是可变的。例如，可以以不同直径的球来运行压轧工具，其中压轧工具中的球是可更换的，并且在更换时球直径可以改变。例如，球的直径大于2毫米或大于6毫米或大于13毫米。特别优选的是，通过滚压来压缩转换层，使得保护层的硬度至少相应于转换层的硬度的120％。此外规定，保护层的硬度至少等于转换层的硬度的150％，并且特别地保护层的硬度至少等于转换层的硬度的200％。通过提高保护层的硬度，特别地增加了轴承构件的压轧可承载性。此外，通过滚压不仅可以压缩转换层，而且可以降低转换层表面的粗糙度。特别地，在转换层被滚压时，表面被平滑，使得保护层具有比转换层更低的粗糙度。特别优选的是通过滚压将转换层压缩，使得轴承构件至少在表面下方的保护层的区域中具有大于150兆帕、优选地大于250兆帕、并且特别地大于500兆帕的残余压应力。优选地规定，通过滚压使得转换层和/或轴承构件毛坯具有大于800兆帕，并且特别是大于1000兆帕的残余压应力。轴承构件和/或保护层的内应力特别地可通过压轧工具的球尺寸来调节。此外，内应力可以在滚压时通过冷却液压力来调节。滚压时的冷却液压力特别地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造轴承构件(1)的方法，其中轴承构件毛坯(2)具有基于铁的金属衬底(3)和转换层(4)，其中所述转换层(4)至少局部地构造在所述金属衬底(3)上并且具有初始层厚度(d

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170919 DE 102017121629.41.一种用于制造轴承构件(1)的方法，其中轴承构件毛坯(2)具有基于铁的金属衬底(3)和转换层(4)，其中所述转换层(4)至少局部地构造在所述金属衬底(3)上并且具有初始层厚度(db)，其中形成基于氧化铁的发蓝处理层作为所述转换层(4)，所述发蓝处理层通过借助碱处理池对所述金属衬底(3)进行的至少局部的处理而产生，其中将所述轴承构件毛坯(2)的金属衬底(3)硬化以获得所述轴承构件(1)，并且借助球形体(6)至少在所述转换层(4)的区域中滚压所述轴承构件毛坯(2)，其中所述转换层(4)在该区域中被压缩并且构成带有最终层厚度(de)的所述轴承构件(1)的保护层(8)，其中所述最终层厚度(de)小于所述初始层厚度(db)的95％。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述球形体(6)是流体静力的光滑压轧或强化压轧工具(5)的组成部分。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用由硬质金属或陶瓷制成的球形体(6)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过滚压将所述转换层(4)如下地压缩，即，使得所述保护层...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝尔特拉姆·哈格，彼得·格施温德纳，托尼·布拉斯，丹尼尔·默克，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE