[發明專利]用于高壓用途的金屬構件

有效

• 申請號: 201180032287.0
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN102985205A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: A·真特;C·布格爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B23H9/00
• 分類號: B23H9/00;F02M61/16;B23H3/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

技術領域

本發明涉及一種用于高壓用途的金屬構件，尤其用于壓縮空氣的自燃式內燃機的燃料噴射系統中。

背景技術

從DE102004028999A1已知一種用于內燃機燃料噴射裝置的高壓泵。已知的高壓泵具有泵元件，它具有被驅動直線往復運動、在泵殼體部分的氣缸孔中可移動地被引導的泵活塞，所述泵活塞在氣缸孔中限界定泵工作室。泵工作室通過進氣閥在泵活塞的進氣行程中可充入燃料。泵工作室還具有通過在泵殼體中延伸的溢流流道與排出口相連接的連接結構，排出口例如與高壓存儲器相連接。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開的排氣閥。

從DE102004028999A1已知的高壓泵具有的缺陷是，高壓泵的耐高壓性尤其在泵工作室中的燃料溢流流道的通口區域中在該位置上受限，由此限制了所允許的內壓的范圍并因而限制了最大輸送壓力的范圍。

發明內容

根據本發明的具有權利要求1的特征的金屬構件具有的優點是，改進了耐高壓強度。特別是能夠改善在幾何結構上不利的位置上的耐高壓強度，使得限制了構件中的局部應力集中。由此可以增大允許的內壓的范圍，由此改善了耐用性和/或提高了最大可達到的輸送壓力。

通過在從屬權利要求中闡明的措施可以有利地擴展權利要求1中的金屬構件。

通過電化學去除（ECM）可以提高淬火狀態下的耐高壓強度。電化學去除是一種去除材料的加工方法，利用該方法也能夠造型復雜的空間形狀。電化學去除能夠以微米范圍內的精度實施。在電化學去除時，模具和工件、即金屬構件之間不需要接觸。因為沒有機械力被傳遞，所以硬度、韌性等材料特性對于實施不重要。例如工件可以被極化為陽極，模具被極化為陰極，其中，模具陰極的形狀規定工件的形狀。在模具和工件之間產生工作間隙。電解液承擔電荷間隙中的電荷遷移。

通過對過渡區域的再處理能夠有利地限制所出現的局部機械應力集中。這例如可通過對棱邊修圓和/或通過加工出均勻過渡的輪廓來得到。棱邊圓角或這種輪廓的造型利用電化學去除實現。

在淬火后實施電化學去除具有多個優點。材料組織在熱處理后一般顆粒更細，因而在電化學去除時達到比熱處理之前更好的表面質量。在電化學去除時在軟狀態下可獲得的良好表面質量由于在熱處理時的晶粒重新定向又被降低，因此這要立即被阻止。此外可避免熱處理對通過電化學去除加工過的區域的表面造成的影響，例如當在鹽浴中貝氏體淬火時的邊緣氧化。還可避免最高負荷區域上的邊緣氧化層，這些最高負荷區域可能由于持續的內壓閾值應力而剝落。

然而，在已淬火狀態下實施電化學去除會帶來問題，但有利的是它們能夠被解決。一個問題是，在使用表面淬火的鋼時通過電化學去除又將表面淬火的邊緣層去除，因而在電化學去除的區域中不形成晶段帶。另一問題是，在使用淬透的材料例如100Cr6時，通過貝氏體熱處理，在后續電化學去除加工的邊緣區域中存在由于熱處理時形成的邊緣氧化層而變差的表面質量。該效果可這樣解釋：邊緣氧化層導電差。在電化學去除加工的邊緣區域中，電化學去除的電流密度很小，使得只在局部薄弱部位上去除了邊緣氧化層。電化學去除過程的作用在這些部位上比在仍然附著有的氧化層的部位上更強。由此會在電化學去除加工區域的出口上形成例如陡峭海岸式的結構，它具有差的表面質量。這表明，具有差的表面質量的過渡區域在高壓脈沖試驗中是缸頭的可能的斷裂部位。缸頭的因此相關的斷裂表明，斷裂起始部位一般在到熱處理邊緣氧化層的粗糙過渡區域上。與此不同，在通過在軟狀態下進行電化學去除加工后的脈沖試驗中，斷裂起始部位一般位于電化學去除的核心區域中，該核心區域也是應力技術上的關鍵區域。

根據試驗結果，即，在硬狀態下電化學去除后的脈沖試驗中，斷裂的構件在到不被影響的邊緣氧化層的過渡區上具有其斷裂原因，而在電化學去除的核心區域中不出現斷裂，證明，通過在影狀態下電化學去除可提高電化學去除核心區域中的耐高壓強度。同樣證明了在硬狀態下實施的電化學去除和銜接的孔中的未被影響的邊緣氧化之間的過渡區域的意義。當然，為了提高整個構件的耐高壓強度，還必須附加地優化該過渡區域的耐高壓強度。在此特別是提高用于柴油噴射技術的構件的耐高壓強度。

耐高壓強度的提高通過將硬狀態（ECM硬）下的電化學去除以除去氧化層與優選通過對鄰接ECM區域的孔的珩磨進行的過渡區域光滑化相組合來實現。優選地，這涉及用在表面上具有氧化層的淬透材料構成的承受高壓的構件，其中，優選在鹽浴中進行貝氏體淬透。