[发明专利]用于高压用途的金属构件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高压用途的金属构件，尤其用于压缩空气的自燃式内燃机的燃料喷射系统中。

背景技术

从DE102004028999A1已知一种用于内燃机燃料喷射装置的高压泵。已知的高压泵具有泵元件，它具有被驱动直线往复运动、在泵壳体部分的气缸孔中可移动地被引导的泵活塞，所述泵活塞在气缸孔中限界定泵工作室。泵工作室通过进气阀在泵活塞的进气行程中可充入燃料。泵工作室还具有通过在泵壳体中延伸的溢流流道与排出口相连接的连接结构，排出口例如与高压存储器相连接。在泵工作室中的燃料溢流流道的口部上布置朝向泵工作室敞开的排气阀。

从DE102004028999A1已知的高压泵具有的缺陷是，高压泵的耐高压性尤其在泵工作室中的燃料溢流流道的通口区域中在该位置上受限，由此限制了所允许的内压的范围并因而限制了最大输送压力的范围。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的特征的金属构件具有的优点是，改进了耐高压强度。特别是能够改善在几何结构上不利的位置上的耐高压强度，使得限制了构件中的局部应力集中。由此可以增大允许的内压的范围，由此改善了耐用性和/或提高了最大可达到的输送压力。

通过在从属权利要求中阐明的措施可以有利地扩展权利要求1中的金属构件。

通过电化学去除（ECM）可以提高淬火状态下的耐高压强度。电化学去除是一种去除材料的加工方法，利用该方法也能够造型复杂的空间形状。电化学去除能够以微米范围内的精度实施。在电化学去除时，模具和工件、即金属构件之间不需要接触。因为没有机械力被传递，所以硬度、韧性等材料特性对于实施不重要。例如工件可以被极化为阳极，模具被极化为阴极，其中，模具阴极的形状规定工件的形状。在模具和工件之间产生工作间隙。电解液承担电荷间隙中的电荷迁移。

通过对过渡区域的再处理能够有利地限制所出现的局部机械应力集中。这例如可通过对棱边修圆和/或通过加工出均匀过渡的轮廓来得到。棱边圆角或这种轮廓的造型利用电化学去除实现。

在淬火后实施电化学去除具有多个优点。材料组织在热处理后一般颗粒更细，因而在电化学去除时达到比热处理之前更好的表面质量。在电化学去除时在软状态下可获得的良好表面质量由于在热处理时的晶粒重新定向又被降低，因此这要立即被阻止。此外可避免热处理对通过电化学去除加工过的区域的表面造成的影响，例如当在盐浴中贝氏体淬火时的边缘氧化。还可避免最高负荷区域上的边缘氧化层，这些最高负荷区域可能由于持续的内压阈值应力而剥落。

然而，在已淬火状态下实施电化学去除会带来问题，但有利的是它们能够被解决。一个问题是，在使用表面淬火的钢时通过电化学去除又将表面淬火的边缘层去除，因而在电化学去除的区域中不形成晶段带。另一问题是，在使用淬透的材料例如100Cr6时，通过贝氏体热处理，在后续电化学去除加工的边缘区域中存在由于热处理时形成的边缘氧化层而变差的表面质量。该效果可这样解释：边缘氧化层导电差。在电化学去除加工的边缘区域中，电化学去除的电流密度很小，使得只在局部薄弱部位上去除了边缘氧化层。电化学去除过程的作用在这些部位上比在仍然附着有的氧化层的部位上更强。由此会在电化学去除加工区域的出口上形成例如陡峭海岸式的结构，它具有差的表面质量。这表明，具有差的表面质量的过渡区域在高压脉冲试验中是缸头的可能的断裂部位。缸头的因此相关的断裂表明，断裂起始部位一般在到热处理边缘氧化层的粗糙过渡区域上。与此不同，在通过在软状态下进行电化学去除加工后的脉冲试验中，断裂起始部位一般位于电化学去除的核心区域中，该核心区域也是应力技术上的关键区域。

根据试验结果，即，在硬状态下电化学去除后的脉冲试验中，断裂的构件在到不被影响的边缘氧化层的过渡区上具有其断裂原因，而在电化学去除的核心区域中不出现断裂，证明，通过在影状态下电化学去除可提高电化学去除核心区域中的耐高压强度。同样证明了在硬状态下实施的电化学去除和衔接的孔中的未被影响的边缘氧化之间的过渡区域的意义。当然，为了提高整个构件的耐高压强度，还必须附加地优化该过渡区域的耐高压强度。在此特别是提高用于柴油喷射技术的构件的耐高压强度。

耐高压强度的提高通过将硬状态（ECM硬）下的电化学去除以除去氧化层与优选通过对邻接ECM区域的孔的珩磨进行的过渡区域光滑化相组合来实现。优选地，这涉及用在表面上具有氧化层的淬透材料构成的承受高压的构件，其中，优选在盐浴中进行贝氏体淬透。