由熱處理鑄鐵制成的部件的生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于生產由熱處理的鑄鐵制成的部件的工藝。
【背景技術】
[0002]由鑄鐵制成的金屬部件比利用純機械處理所生產的部件具有優勢，由鑄鐵制成的金屬部件在鑄造期間已經基本成形。在這種情況下，將鑄造材料加熱到其轉變為液相并且隨后澆鑄入模具中。隨著冷卻，液相凝固以產生預定義形狀的主體。尤其地，這樣可以產生更加復雜的部件形狀。鑄造可以是生產一些部件的唯一方法，或者使生產更加節約成本。后者一般需要實施相對大產量的制造，這是由于所需模具的工作量以及相關成本可能是相對
[0003]典型地，為了利用鑄造生產部件，要利用合適的鐵合金，該合金具有高比例的碳。碳會以石墨或滲碳體呈現。根據碳呈現的類型，構成了灰口鑄鐵(石墨)或白口鑄鐵(滲碳體)間的區別。關于這樣的鑄鐵的機械性能，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]憑借上述介紹的優勢，鑄鐵越來越多地使用在汽車構造以及在這種情況下尤其在發動機生產領域。遵循降低尺寸的普遍趨勢，其一般指的是在保持強度性能的同時降低重量，鑄鐵材料回到關注焦點中。事實上，對于這種材料也可能的是，開發可能實現更高的強度值的新生產方法。因此，為了既實現其強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可以是具有優良的延伸性的極高的強度，同時具有高的疲勞強度以及耐磨性。例如專利文獻EP1032770 B1涉及在制動盤背景下的AGI。但是，僅僅是制動盤主體本身由AGI制成，其中制動盤輪轂由另一種材料制成。例如，輪轂可以由常規的鑄鐵、鑄造鋼或拉伸強度高于170N/mm2的鍛鋼形成。兩種材料通過輪轂與制動盤主體的復合鑄造而組裝，在連接區域形成整體的結合點。在降低和硬化之后，這種部件經受貝氏體硬化并且之后進行拋光。
[0005]但是，上述有優勢的性能(例如較高的強度)也存在大規模的實踐生產上的不足。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械加工，其證明在增加的強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間以及處理工具的磨損。
[0006]考慮到熱處理鑄鐵一一即調質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，本發明包括開發用于生產由熱處理鑄鐵制成的部件的工藝，具有將與之相關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(其在中間步驟中進行調質)的生產成本的競爭力。
【發明內容】
[0008]根據本發明，該目標利用本發明的生產工藝而實現。并且公開了該工藝進一步有利的改進。
[0009]可以指出的是，在下述說明中單獨規定的特征可以利用任何所需的技術上有意義的方式彼此組合并且因此公開本發明的進一步改進。
[0010]在下面顯示了適于生產由熱處理的鑄鐵制成的部件的工藝。在本發明的意思中，“鑄鐵的熱處理”應該理解為實現了相關部件理想的100%奧氏體硬化的全部奧氏體微觀結構的這種特殊的熱處理。根據本發明該特殊的熱處理涉及在鹽浴中淬火。
[0011]根據本發明，可以制備由鑄鐵制成的主體，例如發動機缸體。這可以預先通過合適的鑄造工藝而生產。除了去毛刺工作，本發明尤其涉及鑄造主體(例如發動機缸體)需要進一步加工的事實。為此，首先加工還沒有熱處理的主體。根據本發明，首先僅以這種方式加工主體，之后才進行特殊熱處理以便調質主體。換言之，只有在沒有調質的主體進行加工之后才將鑄鐵轉化成調質的鑄鐵。
[0012]由此所帶來的優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度性能時進行加工。主體只有在加工之后才在上述特殊熱處理程序中實質上進行調質。
[0013]在一個實施例中，此處公開的加工可以認為是預加工的方式，當然這在不一定要排除可能的后加工，尤其是后續加工。
[0014]根據本發明，可以規定的是，在加工的前后過程中，在主體的至少一些區域進行磨肖IJ。在本發明中，磨削理解為表面區域的去毛刺精細處理。這一般通過與相應磨削工具的接觸而機械地實施。當然，磨削也可以以移除的方式實施，例如利用激光來實施。
[0015]而且，在加工主體的前后過程中，至少一個孔可以安置于前者內或其上。在本發明中，孔可以理解為通孔或局部的孔，例如盲孔。
[0016]應當注意的是，所述磨削和/或鉆孔也可以在特殊熱處理之后的任何后續處理的前后過程中實施，也就是在主體調質之后。在這個意義上，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。在一個實施例中，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，加熱可以發生在合適的加熱爐里。在一個實施例中，那么加熱可以發生在保護氣氛之下。停留時間可以考慮例如未經熱處理的主體的壁厚和/或化學成分而適當地確定，從而實現上述性能(奧氏體微觀結構、奧氏體硬化)。
[0018]在將經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。用于轉變的鹽浴溫度可以位于220°C到450°C的溫度范圍。轉變時間可以是幾個小時。在一個實施例中，轉變時間是固定的，從而優選地產生90%以上例如100%的向奧氏體鑄鐵的轉變。
[0019]所完成的部分可以是發動機缸體。以這種方式，根據本發明，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動機缸體的生產相結合。
[0020]雖然本發明在特殊熱處理期間沒有設定主體實質或至少均勻的形狀變化，但是如果在主體加工期間已經相應地考慮到其后期特殊熱處理(例如調質)所引起的可能的形狀變化，則認為是有優勢的。為此，可能的是，例如在特殊熱處理之前進行加工的前后過程中，任何開口可以制成相應地較小或較大，以便這些開口在特殊熱處理之后已經具有高的尺寸穩定性。
[0021]根據本發明的一個實施例，已經通過特殊熱處理調質的主體之后可以至少在一些區域進行后期處理。因此，可能的是，例如主體的表面區域可以被給定其最終尺寸。
[0022]這里也一樣，通過調質而提高的當前特殊熱處理的鑄鐵的性能或多或少地會妨礙后期處理，但是程度有限。換言之，在這一點上，已經實施了主要的加工工作，以便現在實質地降低為形成所需最終尺寸的后期處理。
[0023]結合后期處理還可以想到的是，也是僅在這一點上，已經通過特殊熱處理調質的主體上的至少一個開口之后至少部分地通過后期處理到達其最終尺寸。在本發明的