專利名稱：利用激光硬化處理生產(chǎn)滑環(huán)密封件的滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)可用于滑環(huán)密封件的滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)的 方法。
背景技術(shù)：
滑環(huán)密封件由不同的硬鑄造材料、鎳鑄材料、鋼材或鋼板制成。這些材料根據(jù)應(yīng)用的具體情況和供貨商來被使用。迄今為止，硬澆鑄 材料或具有可比性的材料在密封面上的可控的圓周速度的極限值最高為10 m/s。US - A 4,094,514公布了一種生產(chǎn)可用于滑環(huán)密封件的滑環(huán)和/或 對環(huán)的具有較好耐磨性的合金。該合金由下列組成成分組成 C 3.10-3.35% Mn最大1.0% Si 約0.75至約1.40% Cr約16.5至約19.0% V 約0.75至約2.0% Mo約2.5至約4.0% Co約0.25至約1.25% W 約1.75至約3.0% P < 0.04% S < 0.04%Fe 其它組成成分和不可避免的雜質(zhì)JP -A 60200950公布了一種密封表面具有高耐磨性的滑環(huán)密封件。 給出下列化學(xué)組成成分c2.2至3.8%Si2.0至4.0%Mn0.4至2.0%Cu0.5至4.0%Ni《4.0%Cr， Ti， W， V0.3至1.3%Mo0.3至1.5% (只要需要)P《0.5%S《0.2%Fe其它組成成分和不可避免的雜質(zhì)為了產(chǎn)生既定的表面構(gòu)造，密封面被進行再熔和冷卻處理。RU-C1 2152550中也描述了滑環(huán)密封件及其生產(chǎn)方法。在此，滑 環(huán)和/或?qū)Νh(huán)的密封面應(yīng)該，從徑向上看，具有較大和較小硬度的區(qū)域。 在密封區(qū)域中的較高硬度的部分通過表面硬化或者相應(yīng)的合金化，必 要情況下與激光輻射結(jié)合，而形成。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)在于，建議一種方法及一種材料，使滑環(huán)密封件的 應(yīng)用范圍也可以在較高圓周速度(> 10m/s)范圍內(nèi)。此任務(wù)通過用于生產(chǎn)可用于滑環(huán)密封件的滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)的方法 而得到解決，即以鑄造技術(shù)由高熱傳導(dǎo)性的灰口鑄鐵材料制造滑環(huán) 和/或?qū)Νh(huán)，至少在隨后的密封區(qū)域中進行機械加工，并然后使各個密 封區(qū)域的表面經(jīng)受激光硬化處理。各個使用的具有高熱傳導(dǎo)性能的滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)的優(yōu)選化學(xué)組成 成分如下給出C3.4至3.9%Si 2.2至3.2% Mn 0.5至1.0% Cr 0.1至0.4% V 最大0.15% Cu 0.1至0.7% P 0.3至0.6% S最大0.13%Fe其它組成成分和不可避免的雜質(zhì)此任務(wù)還通過滑環(huán)密封件的滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)得到解決，包括由高 熱傳導(dǎo)性的灰口鑄鐵材料而構(gòu)成的、在橫斷面上大約呈角狀的基體， 所述基體具有基本上在徑向平面內(nèi)分布的密封區(qū)域，其中，至少所述 密封區(qū)域配備有經(jīng)激光硬化處理的表面。優(yōu)選地，滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)應(yīng)該可以作為密封件應(yīng)用于傳動機構(gòu)密封 件領(lǐng)域。根據(jù)本發(fā)明的另一個想法，滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)應(yīng)該能夠應(yīng)用于汽車小 齒輪軸領(lǐng)域，尤其是在圓周速度在20至35m/s范圍內(nèi)時。所使用的灰口鑄鐵材料具備很好的熱傳導(dǎo)性能。這一點很重要， 以便其盡可能快地將因高圓周速度而產(chǎn)生的高摩擦熱能傳遞給潤滑/冷卻介質(zhì)。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的密封區(qū)域表面的激光硬化處理除了可以 在傳動機構(gòu)密封件中達到圓周速度的優(yōu)化提高之外，還可以達到經(jīng)激 光硬化處理的表面的明顯的磨損提高(VerschleiJ3erh6hung)。嘗試，比如以小齒輪軸密封，允許至少25m/s的圓周速度，而且 不會發(fā)生磨蝕。利用鑄造技術(shù)而制造的金屬滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)可以簡單地生產(chǎn)，因為材料可以在商業(yè)上很常見的機床上，比如通過車削，進行機械加工。用于激光硬化處理的裝置允許通過簡單的調(diào)整可能性來實現(xiàn)滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)的不同直徑的硬化處理。根據(jù)本發(fā)明的密封區(qū)域的表面激光硬化處理也取消了目前為止使 用的涂層處理，所述涂層處理具有在滑環(huán)密封件運行狀態(tài)下伴隨出現(xiàn) 的高材料損耗。
具體實施方式
本發(fā)明的目的根據(jù)實施例在附圖
中示出并描述如下。唯一的附圖 顯示未進一步示出的滑環(huán)密封件的滑環(huán)或?qū)Νh(huán)1?；h(huán)或?qū)Νh(huán)1由高熱 傳導(dǎo)性的灰口鑄鐵材料構(gòu)成，并例如具有如下的組成成分(用質(zhì)量百 分比表示)C 3.65%Si 2.55%Mn 0.8%Cr 0.25%V 0.10%Cu 0.45%P 0.35%S 0.08%Fe 其它組成成分以及不可避免的雜質(zhì)元件支撐范圍內(nèi)的類似的組成成分自然是可以想象的?；h(huán)包括約呈角狀的橫斷面，并除了外周面2和內(nèi)周面3之外具 有密封區(qū)域4。在鑄造過程之后，密封區(qū)域4至少經(jīng)受機械加工。為了 達到使用領(lǐng)域，比如作為圓周速度在30m/s范圍內(nèi)的傳動機構(gòu)密封件， 密封區(qū)域4通過使用激光工具5來經(jīng)受表面硬化處理。
權(quán)利要求
1.用于生產(chǎn)可用于滑環(huán)密封件的滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)(1)的方法，即滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)(1)以鑄造技術(shù)由高熱傳導(dǎo)性的灰口鑄鐵材料制成；至少在隨后的密封區(qū)域(4)中進行機械加工，并然后使所述各個密封區(qū)域(4)經(jīng)受表面激光硬化處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)(1) 由含有片狀石墨的非合金的、未進行回火處理的鑄鐵以鑄造技術(shù)制成， 具有如下的化學(xué)組成成分(用質(zhì)量百分比表示)C 3.4至3.9%Si 2.2至3.2%Mn 0.5至1.0%Cr 0.1至0.4%V 最大0.15%Cu 0.1至0.7%P 0.3至0.6%S 最大0.13%Fe 其它組成成分和不可避免的雜質(zhì)
3. 滑環(huán)密封件的滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)，包括由高熱傳導(dǎo)性的灰口鑄鐵材 料構(gòu)成的、在橫斷面上約呈角狀的基體(1)，所述基體(1)具有基 本上在徑向平面內(nèi)分布的密封區(qū)域(4)，其中，至少所述密封區(qū)域(4) 配備有經(jīng)激光硬化處理的表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)，可以作為密封元件應(yīng)用 于傳動機構(gòu)密封件領(lǐng)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)，可以應(yīng)用于汽車小 齒輪軸領(lǐng)域，尤其是在圓周速度在20至35m/s范圍內(nèi)時。
全文摘要
用于生產(chǎn)可用于滑環(huán)密封件的滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)的方法，即以鑄造技術(shù)由高熱傳導(dǎo)性的灰口鑄鐵材料制造滑環(huán)和/或?qū)Νh(huán)，至少在隨后的密封區(qū)域中進行機械加工，并然后使各個密封區(qū)域的表面經(jīng)受激光硬化處理。優(yōu)選地使用含有片狀石墨的鑄鐵，具有組成成分(％)C3.4-3.9，Si2.2-3.2，Mn0.5-1，Cr0.1-0.4，V最大0.15，Cu0.1-0.7，P0.3-0.6，S最大0.13，其它組成成分Fe以及不可避免的雜質(zhì)。
文檔編號C21D1/09GK101297048SQ200680039899
公開日2008年10月29日 申請日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者弗朗茨·京特·坎通 申請人:聯(lián)邦摩高布爾沙伊德公司