[发明专利]用于在厚壁构件中边缘层的局部强度提高的热处理方法以及装置

说明书

本发明涉及一种热处理方法以及一种装置，其用于由能够马氏体方式强化的钢材料构成的厚壁构件(1)的高压负载的贯通内部几何结构(2)的边缘层(P1)的局部强度提高，其特征在于以下方法步骤：‑将整个构件(1)加热到820℃至1050℃的温度，‑在所述构件的内部几何结构(2)的区域中局部激冷到150℃至450℃的温度，从所述内部几何结构(2)的区域到外部的表层区域(P2)以每秒1℃至100℃的温度梯度缓慢冷却所述构件(1)，直到实现温度均衡，‑将所述构件(1)最终冷却到室温。

技术领域

本发明涉及热处理方法，其用于厚壁构件的受高压负载的贯通内部几何结构的边缘层的局部强度提高，所述构件由能够马氏体方式强化的钢材料构成。此外，本发明还涉及用于实施这样的方法的装置。

本发明的应用领域主要延及机动车技术。局部承受高的压力加载的、由钢制成的构件尤其使用在具有喷射系统的内燃机中以及用于液压部件。这尤其涉及这样的构件的内部几何结构，例如通孔、交叉孔、通道区段、腔室区域和类似结构。

背景技术

根据通常已知的现有技术，为了提高这种构件的内部几何结构的边缘层相对于重复负载的抵抗能力，使用应用于局部提高强度的方法。因为，当所述构件在受压力加载的内部几何结构区域中具有足够的强度时，就足够了。为此使用的所谓边缘层强化方法能够划分为热、热物理、热化学和机械的方法。

用于受内部压力加载的构件的边缘层强化的通常已知的机械方法是自增强(Autofrettage)，其中，在运行加载之前施加一次远超过之后的运行压力的拉伸压力。由于在高应力部位上的塑化(Plastifizierung)和在加载时包围这些部位的弹性材料，在卸压时导致在应力最高并且由此裂纹临界的部位中产生压力固有应力，该压力固有应力反作用于由接下来的运行加载引起的应力并且由此对构件的使用寿命和尤其对构件的振动强度产生有利影响。

与之不同，本发明致力于用于构件的内部几何结构的区域中的局部强度提高的热处理方法，以在此引入延长使用寿命的压力固有应力。为此前提是，具有内部几何结构的构件具有数毫米的壁厚度，以在构件的钢材料中产生明显的温度差，从而能够以热处理的方式达到边缘层强化。

应用这里关心的热处理方法的另外一个前提在于，所述构件包括可转变、尤其可马氏体方式强化的钢材料。

本发明的任务是，提出用于厚壁构件的受高压力加载的内部几何结构的边缘层的局部强度提高的方法以及装置，借助方法/装置可以通过在制作技术方面简单的方式为这里关心的构件设置振动强度优化的固有应力和组织梯度。

发明内容

该任务在方法技术方面通过权利要求1解决。关于执行所述方法的装置参照权利要求5。分别引用的从属权利要求给出本发明的有利扩展构型。

本发明包含技术教导，为了制造边缘层被强化的构件，实施下列方法步骤：

-将整个构件(1)加热到820℃至1050℃的温度，

-在所述构件的内部几何结构(2)的区域中局部激冷到材料特定的转换温度150℃至450℃以下的温度，并且随后保持在该温度，

-从所述内部几何结构(2)的区域到外部的表层区域(P2)以每秒1℃至100℃的温度梯度缓慢冷却所述构件(1)，直到实现温度均衡，

-使所述构件(1)最终冷却到室温。