[發明專利]用于在厚壁構件中邊緣層的局部強度提高的熱處理方法以及裝置

有效

• 申請號: 201480057831.0
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN105658823B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: E·赫茨;T·克魯格;J·施瓦策爾;J·霍夫麥斯特;H·奧滕里特;V·舒爾策
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D9/14;C21D11/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發明涉及一種熱處理方法以及一種裝置，其用于由能夠馬氏體方式強化的鋼材料構成的厚壁構件(1)的高壓負載的貫通內部幾何結構(2)的邊緣層(P1)的局部強度提高，其特征在于以下方法步驟：?將整個構件(1)加熱到820℃至1050℃的溫度，?在所述構件的內部幾何結構(2)的區域中局部激冷到150℃至450℃的溫度，從所述內部幾何結構(2)的區域到外部的表層區域(P2)以每秒1℃至100℃的溫度梯度緩慢冷卻所述構件(1)，直到實現溫度均衡，?將所述構件(1)最終冷卻到室溫。

技術領域

本發明涉及熱處理方法，其用于厚壁構件的受高壓負載的貫通內部幾何結構的邊緣層的局部強度提高，所述構件由能夠馬氏體方式強化的鋼材料構成。此外，本發明還涉及用于實施這樣的方法的裝置。

本發明的應用領域主要延及機動車技術。局部承受高的壓力加載的、由鋼制成的構件尤其使用在具有噴射系統的內燃機中以及用于液壓部件。這尤其涉及這樣的構件的內部幾何結構，例如通孔、交叉孔、通道區段、腔室區域和類似結構。

背景技術

根據通常已知的現有技術，為了提高這種構件的內部幾何結構的邊緣層相對于重復負載的抵抗能力，使用應用于局部提高強度的方法。因為，當所述構件在受壓力加載的內部幾何結構區域中具有足夠的強度時，就足夠了。為此使用的所謂邊緣層強化方法能夠劃分為熱、熱物理、熱化學和機械的方法。

用于受內部壓力加載的構件的邊緣層強化的通常已知的機械方法是自增強(Autofrettage)，其中，在運行加載之前施加一次遠超過之后的運行壓力的拉伸壓力。由于在高應力部位上的塑化(Plastifizierung)和在加載時包圍這些部位的彈性材料，在卸壓時導致在應力最高并且由此裂紋臨界的部位中產生壓力固有應力，該壓力固有應力反作用于由接下來的運行加載引起的應力并且由此對構件的使用壽命和尤其對構件的振動強度產生有利影響。

與之不同，本發明致力于用于構件的內部幾何結構的區域中的局部強度提高的熱處理方法，以在此引入延長使用壽命的壓力固有應力。為此前提是，具有內部幾何結構的構件具有數毫米的壁厚度，以在構件的鋼材料中產生明顯的溫度差，從而能夠以熱處理的方式達到邊緣層強化。

應用這里關心的熱處理方法的另外一個前提在于，所述構件包括可轉變、尤其可馬氏體方式強化的鋼材料。

本發明的任務是，提出用于厚壁構件的受高壓力加載的內部幾何結構的邊緣層的局部強度提高的方法以及裝置，借助方法/裝置可以通過在制作技術方面簡單的方式為這里關心的構件設置振動強度優化的固有應力和組織梯度。

發明內容

該任務在方法技術方面通過權利要求1解決。關于執行所述方法的裝置參照權利要求5。分別引用的從屬權利要求給出本發明的有利擴展構型。

本發明包含技術教導，為了制造邊緣層被強化的構件，實施下列方法步驟：

-將整個構件(1)加熱到820℃至1050℃的溫度，

-在所述構件的內部幾何結構(2)的區域中局部激冷到材料特定的轉換溫度150℃至450℃以下的溫度，并且隨后保持在該溫度，

-從所述內部幾何結構(2)的區域到外部的表層區域(P2)以每秒1℃至100℃的溫度梯度緩慢冷卻所述構件(1)，直到實現溫度均衡，

-使所述構件(1)最終冷卻到室溫。