用于制造受内压加载的构件的方法与流程

1.本发明涉及一种由在电镀过程之前被酸洗的钢材料制造受内压加载的构件的方法。


背景技术：

2.由德国专利文献de 242 658 c已知一种用于制造可良好热变形的易切钢的方法，其中，将具有如下基本成分的钢熔化：最大百分之一的碳、0.6％至1.65％的锰以及硫、碲、硒和硅，其余至少百分之九十的铁，其中，碲和/或硒的含量被限制为0.02％至0.10％的碲和/或硒，其中，硫含量被控制为使得其按照重量不超过碲和/或硒的含量，然而，其中，硫原子的数量比硒和碲原子测出得更高，并且其中，硅含量被限制为最高0.05％。由德国专利文献de 2 152 013 a1已知一种用于制造非合金钢、中碳钢或高碳钢或包含碲的合金钢的方法，其中，在包含其它合金组分和伴生元素的钢熔体中引入碲和稀土金属。


技术实现要素：

3.本发明的任务是改善由在电镀过程之前被酸洗的钢材料制造的受内压加载的构件的强度。
4.该任务在由在电镀过程之前被酸洗的钢材料制造受内压加载的构件的方法中通过以下方式来解决：用化学元素使钢材料改性，以便减少在对钢材料进行酸洗时形成的酸洗痕的尺寸。在酸洗钢材料时形成的酸洗痕本身是不希望的，但通常不可避免。通过所要求保护的方法可以有效地减小在对钢材料进行酸洗时形成的酸洗痕的尺寸。
5.所述方法的一个优选实施例的特点在于，受内压加载的构件是切削加工的构件。通过切削加工能够以高精度在受内压加载的构件上或该构件中实现特殊的几何特征、例如孔。在电镀过程中，切削加工的构件例如设有锌镍涂层。在电镀过程之前的酸洗有利地用于清洁切削加工的构件并且为了电镀过程使切削加工构件的表面活化。通过降低钢材料的酸洗敏感度可以有效地提高切削加工构件的疲劳强度。所述构件例如是锻造件。所述钢材料例如是铁素体
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珠光体钢材料、调质钢或渗碳钢。
6.所述方法的另一优选实施例的特点在于，化学元素是碲。碲是来自周期表的第六主族的化学元素。在钢中使用碲、尤其使用碲改性本身是已知的，但仅仅或主要是为了改善钢的可切削加工性和/或使硫化锰在钢中的分布均匀化。相反地，在所要求保护的方法中使用碲，以便使铁素体
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珠光体钢材料对酸洗不敏感并且改善构件的疲劳强度。
7.所述方法的另一优选实施例的特点在于，化学元素是硒或铈。硒在硫化锰mns中具有比碲更大的溶解度。
8.所述方法的另一优选实施例的特点在于，铁素体
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珠光体钢材料中的非金属夹杂物的形态通过用化学元素改性而在成型过程中改变，以便降低酸洗敏感度。
9.所述方法的另一优选实施例的特点在于，在热轧过程中将碲改性的硫化锰分解为较小区段。由此可以明显减小本身不希望的酸洗痕，这对于尤其切削加工的构件的持续疲
劳强度具有积极作用。
10.所述方法的另一优选实施例的特点在于，向钢材料中添加20至100ppm的碲。字母ppm表示英语术语“parts per million”。
11.所述方法的另一优选实施例的特点在于，向钢材料添加0.01
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0.06％的硫。在本发明的范畴内，通过这些硫添加物、尤其与上述要求保护的碲添加物结合地在尤其是切削加工的构件的制造中实现突出的结果。
12.所述方法的另一优选实施例的特点在于，构件是具有孔交叉部(bohrungsverschneidung)的高压燃料存储器。燃料高压存储器也称为轨(rail)。所述轨例如包括纵向孔，从该纵向孔伸出多个横向孔。纵向孔和横向孔之间的孔交叉部在本身不希望的酸洗痕方面是特别敏感的。
13.本发明还涉及一种由钢材料制成的构件、尤其是锻造件，该构件根据前述方法用化学元素改性，以便降低钢材料的酸洗敏感度。
14.本发明还涉及一种用于制造前述构件的钢材料。
附图说明
15.本发明的其它优点、特征和细节由下面参照附图对不同实施例详细描述的说明得出。
16.附图示出了：
17.图1实施为锻造件的、具有孔交叉部的燃料高压存储器的纵截面；
18.图2具有两个韦勒曲线的笛卡尔坐标图；
19.图3至5锻造件在酸洗之前、酸洗期间和酸洗之后的加工表面的示意图；和
20.图6至8与图3至5类似的示图，其中，锻造件由铁素体
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珠光体钢材料构成，该钢材料已经用化学元素、尤其是碲改性，以便降低钢材料的酸洗敏感度。
具体实施方式
21.在图1中示出由铁素体
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珠光体钢材料制成的锻造件1的纵截面。锻造件1是机动车的燃料喷射系统的燃料高压存储器2。燃料高压存储器2也称为轨。
22.轨2包括具有纵向孔4的壳体3。横向孔5至7从纵向孔4伸出。在纵向孔4和横向孔5至7之间的过渡部位处产生孔交叉部8至10，这些孔交叉部在本发明的范畴内关于持续疲劳强度所执行的检测中经证明是关键的。
23.燃料高压存储器2在燃料喷射系统中的运行中在内部在纵向孔4和横向孔5至7的区域中充注有被高压加载的燃料。为了满足在燃料喷射系统的运行中的高要求，锻造件1在孔4至7的切削制造之后在电镀过程中被涂覆。在电镀时有利地将锌镍涂层施加到切削加工的锻造件1上。
24.在电镀之前，对锻造件1的待涂覆表面进行酸洗，以便清洁和活化待涂覆表面。酸洗用酸、例如用盐酸执行。在酸洗时，在壳体3内部的酸也到达孔交叉部8至10。
25.在图2中示出具有x轴21和y轴22的笛卡尔坐标图。在x轴上绘制出负载变换的次数，所述负荷变换在如图1中所示的锻造件上的持续疲劳试验或韦勒试验中执行。在y轴22上绘制出在合适的压力单元中的液压介质的内压力。
26.在图2中以24绘制出未经酸洗的锻造件的韦勒曲线。在图2中以25表示经酸洗的锻造件的韦勒曲线。通过箭头26表示通过酸洗降低了锻造件的持续疲劳强度。在图2中通过矩形23表示在锻造件的运行中的负载。
27.在图3至5和图6至8中示意性地示出在酸洗时、尤其在孔交叉部(图1中的8至10)的区域中形成酸洗痕。
28.图3和6示出在酸洗前的铁素体
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珠光体钢材料18；28的加工表面30；40。在图4和7中，通过箭头29；49表示对加工表面30；40的酸洗。在图5和8中，通过双箭头37、38；53、54示出在酸洗时形成的酸洗痕39；50的尺寸。
29.在图3至5中所示的钢材料18是铁素体
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珠光体钢材料18，其中，铁素体和珠光体通过不同的阴影线31、32表示。铁素体
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珠光体钢材料包括呈硫化锰34形式的非金属夹杂物33。
30.在图4中通过箭头29表示的酸洗过程中，经加工的表面30与酸、例如与盐酸接触。在图5中示出，由在酸洗29时溶解的硫化锰35和溶解的铁素体36产生较大的酸洗痕39。大的酸洗痕39引起经酸洗和涂覆的锻造件的局部应力集中和减小的持续疲劳强度(图2中的25)。
31.在图6至8中，铁素体用41标明，珠光体用42标明。在图6中所使用的铁素体
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珠光体钢材料28通过碲改性实现，在对碲改性的钢材料28进行热轧时将呈硫化锰43至45形式的非金属夹杂物46至48分成多个较小区段。
32.在图7中示出，在酸洗49时仅非金属夹杂物46导致通过图8中的溶解的硫化锰51和溶解的铁素体52形成较小的酸洗痕50。由此减少了局部应力集中并且可以有效地提高经酸洗的锻造件的持续疲劳强度。