[发明专利]烧结构件

说明书

本发明涉及一种烧结构件(1)、特别是环形的烧结构件(1)，所述烧结构件具有齿部(2)，其中，齿部(2)具有带有齿根(6)和齿面(4)的齿(3)。齿部(2)的全部齿(3)和齿根(6)具有等离子渗氮的或等离子氮碳共渗的层(7)，其中，齿根(6)具有按照DIN 3990至少200MPa的齿根疲劳强度σ_F,lim。

技术领域

本发明涉及一种烧结构件、特别是环形的烧结构件，所述烧结构件具有齿部，其中，所述齿部具有带有齿根和齿面的齿。此外，本发明涉及一种用于制造烧结构件、特别是环形的烧结构件的方法，所述烧结构件具有齿部，所述齿部具有带有齿根和齿面的齿，所述方法以近终形或终形品质地包括以下步骤：压粉、烧结和硬化。

背景技术

现今，对高强度的烧结齿轮进行表面硬化或碳氨共渗，以达到希望的强度。在此，碳或者碳和氮渗透到表面中，形成硬的马氏体并且出现张力。这些此外还导致变形并且在大多数应用场合需要事后的硬精细加工、特别是齿部的硬精细加工。这种硬精细加工特别是对于空心齿轮会导致附加的成本。

发明内容

本发明的任务在于，经济地制造前面所述的烧结构件。

本发明的该任务在前面所述的烧结构件中这样来解决，即，齿部的全部齿和齿根具有等离子渗氮的或等离子氮碳共渗的层，其中，齿根具有按照DIN(德国工业标准)3990至少200MPa的齿根疲劳强度σ_F,lim。此外，本发明的任务利用前面所述的方法得以解决，在所述方法中，硬化通过等离子渗氮或等离子氮碳共渗实现，其中，齿根以按照DIN 3990至少200MPa的齿根疲劳强度σ_F,lim制造。

在此有利的是，烧结构件利用所述方法能够以近终形或者特别是以终形品质来制造。通过等离子渗氮或者等离子氮碳共渗来硬化烧结构件能够避免工艺引起的如在表面硬化时出现的变形(Verzug)。与已知的气体渗氮不同，在等离子处理时氮和必要时碳不是通过烧结构件的空隙，而是通过其金属成分进行运输(Abtransport)，由此可以避免在硬化烧结构件期间发生变形。利用按照DIN 3990至少200MPa的齿根疲劳强度σ_F,lim实现了，除了构成在烧结构件表面上的硬的边缘区域之外，也改善烧结齿轮的动态承载能力，并且因此所述动态承载能力至少处于表面硬化的烧结构件的齿根疲劳强度范围内。出人意料的是，在按照本发明的烧结构件中可以达到高的齿根强度，即使齿根的区域事先未被致密化。此外，烧结构件能够含有较少的碳。由此可以实现，必要时在等离子处理之前进行的用于调整构件几何结构的校准步骤可以在烧结之后更为简单地实施。

按照烧结构件的一种实施变型方案设定，齿面具有渗氮的或氮碳共渗的层，所述层具有按照DIN 3990至少500MPa的齿面承载能力σ_H，lim。以此可以提供这样的烧结构件，其齿部不仅具有改善的动态特性，而且在另一齿元件的齿部相啮合地接合期间具有改善的齿面承载能力。

此外可以设定，齿根和/或齿面的渗氮的或氮碳共渗的层具有固有压应力的最大值，所述最大值选自200MPa至1500Mpa的范围。以此达到烧结构件的疲劳强度的进一步改善，其方式为，能够更好地抵抗齿部的弯曲应力和扭应力和由此造成的拉应力负荷。由此可以降低在齿的区域中、特别是在齿根的区域中出现裂纹的危险。但由于1500MPa之上的固有压应力加剧了这样的危险，即，在等离子渗氮期间出现构件变形，由此本方法的优点、即、烧结构件在硬化之后不是强制地要进行硬精细加工至少部分地消失。而以200MPa之下的固有压应力则又提高了在负荷时特别是在齿根区域内齿断裂的危险。

按照另一种实施变型方案设定，齿部优选具有在0.3mm至3mm范围内的模数。即，在完成本发明的过程中已发现，等离子渗氮或者等离子氮碳共渗的上面描述的有益效果出人意料地在对应于该范围内的模数的齿尺寸时特别明显地出现。