由熱處理鑄鐵制成的部件的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)由熱處理的鑄鐵制成的部件的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]由鑄鐵制成的金屬部件比利用純機(jī)械處理所生產(chǎn)的部件具有優(yōu)勢，由鑄鐵制成的金屬部件在鑄造期間已經(jīng)基本成形。在這種情況下，將鑄造材料加熱到其轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗖⑶译S后澆鑄入模具中。隨著冷卻，液相凝固以產(chǎn)生預(yù)定義形狀的主體。尤其地，這樣可以產(chǎn)生更加復(fù)雜的部件形狀。鑄造可以是生產(chǎn)一些部件的唯一方法，或者使生產(chǎn)更加節(jié)約成本。后者一般需要實(shí)施相對大產(chǎn)量的制造，這是由于所需模具的工作量以及相關(guān)成本可能是相對
[0003]典型地，為了利用鑄造生產(chǎn)部件，要利用合適的鐵合金，該合金具有高比例的碳。碳會(huì)以石墨或滲碳體呈現(xiàn)。根據(jù)碳呈現(xiàn)的類型，構(gòu)成了灰口鑄鐵(石墨)或白口鑄鐵(滲碳體)間的區(qū)別。關(guān)于這樣的鑄鐵的機(jī)械性能，石墨起到一定的作用。例如，鑄鐵被分為具有片狀石墨以及具有球狀石墨的鑄鐵。
[0004]憑借上述介紹的優(yōu)勢，鑄鐵越來越多地使用在汽車構(gòu)造以及在這種情況下尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域。遵循降低尺寸的普遍趨勢，其一般指的是在保持強(qiáng)度性能的同時(shí)降低重量，鑄鐵材料回到關(guān)注焦點(diǎn)中。事實(shí)上，對于這種材料也可能的是，開發(fā)可能實(shí)現(xiàn)更高的強(qiáng)度值的新生產(chǎn)方法。因此，為了既實(shí)現(xiàn)其強(qiáng)度的增加又提高其斷裂延伸性能，對于鑄鐵的熱處理的各種可能性是已知的。在這樣的情況下，開發(fā)了一種特別的熱處理鑄鐵，也就是已知的等溫淬火灰口鑄鐵或簡稱為AGI。AGI可以是具有優(yōu)良的延伸性的極高的強(qiáng)度，同時(shí)具有高的疲勞強(qiáng)度以及耐磨性。例如專利文獻(xiàn)EP1032770 B1涉及在制動(dòng)盤背景下的AGI。但是，僅僅是制動(dòng)盤主體本身由AGI制成，其中制動(dòng)盤輪轂由另一種材料制成。例如，輪轂可以由常規(guī)的鑄鐵、鑄造鋼或拉伸強(qiáng)度高于170N/mm2的鍛鋼形成。兩種材料通過輪轂與制動(dòng)盤主體的復(fù)合鑄造而組裝，在連接區(qū)域形成整體的結(jié)合點(diǎn)。在降低和硬化之后，這種部件經(jīng)受貝氏體硬化并且之后進(jìn)行拋光。
[0005]但是，上述有優(yōu)勢的性能(例如較高的強(qiáng)度)也存在大規(guī)模的實(shí)踐生產(chǎn)上的不足。在這種情況下是處理，尤其是在特殊熱處理鑄鐵制成的部件的機(jī)械加工，其證明在增加的強(qiáng)度及硬度的情況下非常困難。在這樣的情況下，主要的不足是長的處理時(shí)間以及處理工具的磨損。
[0006]考慮到熱處理鑄鐵一一即調(diào)質(zhì)鑄鐵一一固有的剛性性能，仍然存在提升尤其是熱處理鑄鐵的加工的空間。
[0007]在這樣的背景下，本發(fā)明包括開發(fā)用于生產(chǎn)由熱處理鑄鐵制成的部件的工藝，具有將與之相關(guān)的所有的精加工工作最小化的目的，并且因此提升由鑄鐵制成的部件(其在中間步驟中進(jìn)行調(diào)質(zhì))的生產(chǎn)成本的競爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)利用本發(fā)明的生產(chǎn)工藝而實(shí)現(xiàn)。并且公開了該工藝進(jìn)一步有利的改進(jìn)。
[0009]可以指出的是，在下述說明中單獨(dú)規(guī)定的特征可以利用任何所需的技術(shù)上有意義的方式彼此組合并且因此公開本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0010]在下面顯示了適于生產(chǎn)由熱處理的鑄鐵制成的部件的工藝。在本發(fā)明的意思中，“鑄鐵的熱處理”應(yīng)該理解為實(shí)現(xiàn)了相關(guān)部件理想的100%奧氏體硬化的全部奧氏體微觀結(jié)構(gòu)的這種特殊的熱處理。根據(jù)本發(fā)明該特殊的熱處理涉及在鹽浴中淬火。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，可以制備由鑄鐵制成的主體，例如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。這可以預(yù)先通過合適的鑄造工藝而生產(chǎn)。除了去毛刺工作，本發(fā)明尤其涉及鑄造主體(例如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體)需要進(jìn)一步加工的事實(shí)。為此，首先加工還沒有熱處理的主體。根據(jù)本發(fā)明，首先僅以這種方式加工主體，之后才進(jìn)行特殊熱處理以便調(diào)質(zhì)主體。換言之，只有在沒有調(diào)質(zhì)的主體進(jìn)行加工之后才將鑄鐵轉(zhuǎn)化成調(diào)質(zhì)的鑄鐵。
[0012]由此所帶來的優(yōu)勢在于這樣可以使主體以快速和低磨損的方式在主體還不具有提高的強(qiáng)度性能時(shí)進(jìn)行加工。主體只有在加工之后才在上述特殊熱處理程序中實(shí)質(zhì)上進(jìn)行調(diào)質(zhì)。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，此處公開的加工可以認(rèn)為是預(yù)加工的方式，當(dāng)然這在不一定要排除可能的后加工，尤其是后續(xù)加工。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，可以規(guī)定的是，在加工的前后過程中，在主體的至少一些區(qū)域進(jìn)行磨肖IJ。在本發(fā)明中，磨削理解為表面區(qū)域的去毛刺精細(xì)處理。這一般通過與相應(yīng)磨削工具的接觸而機(jī)械地實(shí)施。當(dāng)然，磨削也可以以移除的方式實(shí)施，例如利用激光來實(shí)施。
[0015]而且，在加工主體的前后過程中，至少一個(gè)孔可以安置于前者內(nèi)或其上。在本發(fā)明中，孔可以理解為通孔或局部的孔，例如盲孔。
[0016]應(yīng)當(dāng)注意的是，所述磨削和/或鉆孔也可以在特殊熱處理之后的任何后續(xù)處理的前后過程中實(shí)施，也就是在主體調(diào)質(zhì)之后。在這個(gè)意義上，此處所述的加工也可以理解為后期處理的意思。這特別的適用于一般磨削和偶爾鉆孔用于提高部件區(qū)域的測量精度和/或形狀精度的情況下。
[0017]有利地，在主體加工之后，其可以加熱到例如850°C到950°C的溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，在上述定義的特殊熱處理的前后過程中可以加熱主體。在這種情況下，加熱可以發(fā)生在合適的加熱爐里。在一個(gè)實(shí)施例中，那么加熱可以發(fā)生在保護(hù)氣氛之下。停留時(shí)間可以考慮例如未經(jīng)熱處理的主體的壁厚和/或化學(xué)成分而適當(dāng)?shù)卮_定，從而實(shí)現(xiàn)上述性能(奧氏體微觀結(jié)構(gòu)、奧氏體硬化)。
[0018]在將經(jīng)過加工的主體加熱之后，在特殊熱處理的前后過程中，加熱之后可以為主體鹽浴冷卻。用于轉(zhuǎn)變的鹽浴溫度可以位于220°C到450°C的溫度范圍。轉(zhuǎn)變時(shí)間可以是幾個(gè)小時(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)變時(shí)間是固定的，從而優(yōu)選地產(chǎn)生90%以上例如100%的向奧氏體鑄鐵的轉(zhuǎn)變。
[0019]所完成的部分可以是發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。以這種方式，根據(jù)本發(fā)明，特殊熱處理鑄鐵的有利的性能可以與這種簡單并且有成本效益的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的生產(chǎn)相結(jié)合。
[0020]雖然本發(fā)明在特殊熱處理期間沒有設(shè)定主體實(shí)質(zhì)或至少均勻的形狀變化，但是如果在主體加工期間已經(jīng)相應(yīng)地考慮到其后期特殊熱處理(例如調(diào)質(zhì))所引起的可能的形狀變化，則認(rèn)為是有優(yōu)勢的。為此，可能的是，例如在特殊熱處理之前進(jìn)行加工的前后過程中，任何開口可以制成相應(yīng)地較小或較大，以便這些開口在特殊熱處理之后已經(jīng)具有高的尺寸穩(wěn)定性。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，已經(jīng)通過特殊熱處理調(diào)質(zhì)的主體之后可以至少在一些區(qū)域進(jìn)行后期處理。因此，可能的是，例如主體的表面區(qū)域可以被給定其最終尺寸。
[0022]這里也一樣，通過調(diào)質(zhì)而提高的當(dāng)前特殊熱處理的鑄鐵的性能或多或少地會(huì)妨礙后期處理，但是程度有限。換言之，在這一點(diǎn)上，已經(jīng)實(shí)施了主要的加工工作，以便現(xiàn)在實(shí)質(zhì)地降低為形成所需最終尺寸的后期處理。
[0023]結(jié)合后期處理還可以想到的是，也是僅在這一點(diǎn)上，已經(jīng)通過特殊熱處理調(diào)質(zhì)的主體上的至少一個(gè)開口之后至少部分地通過后期處理到達(dá)其最終尺寸。在本發(fā)明的