本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種具有球頭銷的球頭節(jié)和一種鋼制的具有鉸接球(1)的球頭銷。球頭節(jié)或球頭銷特別適用于在固體摩擦占主導(dǎo)的情況下、如在高靜態(tài)初始載荷或高運(yùn)行載荷和輕微鉸接件運(yùn)動(dòng)的情況下使用，球頭銷至少在鉸接球與軸承套的軸承接觸區(qū)域上不具有滲氮層。球頭節(jié)和球頭銷的特征是，球頭銷表面至少在鉸接球的軸承接觸區(qū)域具有用作磨損保護(hù)的氧化層。本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了可低成本制成的球頭銷，其具有由高耐磨損性能、基礎(chǔ)防腐蝕保護(hù)及高疲勞極限構(gòu)成的有利的特征組合。由此克服了現(xiàn)有技術(shù)中提高球頭銷的疲勞強(qiáng)度、例如通過表面硬化處理和改善磨損保護(hù)、例如通過滲氮/氧化處理之間的排斥。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的鋼制的球頭銷以及一種根據(jù) 權(quán)利要求2的前序部分所述的球頭節(jié)。
技術(shù)介紹
在處于靜態(tài)初始載荷下的支承鉸接件中、例如在機(jī)動(dòng)車的底盤區(qū)域中，鉸接件的 摩擦系統(tǒng)在確定的狀態(tài)(例如與僅為最小的鉸接件運(yùn)動(dòng)相關(guān)的靜止時(shí)間或高速公路行駛) 下承受特別高的載荷，這樣可能導(dǎo)致鉸接件的提早磨損或失效。與此相關(guān)的是，位于球頭節(jié) 中的潤滑劑在這種狀態(tài)下(由于與極小的鉸接件運(yùn)動(dòng)總是伴隨很大的載荷)部分地從球頭 銷與軸承套之間的接觸區(qū)域中被擠出。由此，在球頭節(jié)中總是存在的在液體摩擦和固體摩 擦之間的混合摩擦更劇烈地朝向固體摩擦方向偏移，與此相應(yīng)地，產(chǎn)生鉸接件磨損的不利 后果。在球頭節(jié)中另一公知的問題在于腐蝕，特別是在球頭銷的密封囊-密封區(qū)域中(在 濕氣侵入到球頭節(jié)中時(shí))的腐蝕，以及在鉸接球和球形窩之間的軸承縫中的腐蝕。由此還 使軸承磨損增大，因而可能導(dǎo)致不利的縫隙形成和鉸接件失效。由現(xiàn)有技術(shù)已知防腐蝕的球頭銷，同理還已知有具有防磨損表面的球頭銷或提高 了疲勞極限的球頭銷。在此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，疲勞極限以及磨損保護(hù)主要通過材料性能的與 調(diào)制處理或表面硬化處理相關(guān)的改善來實(shí)現(xiàn)，表面硬化表面硬化處理特別指的是在球頭銷 表面上的處理。抵抗在密封囊-密封區(qū)域中的或在鉸接球與球形窩之間的接觸區(qū)域中的腐蝕的 公知方法是采用經(jīng)滲氮處理并隨后經(jīng)氧化處理的球頭銷。根據(jù)已有的認(rèn)識(shí)，球頭銷的滲氮 處理在此直接用于防腐保護(hù)，而最終的氧化處理封閉滲氮過程中產(chǎn)生的孔隙，因而再次使 耐腐蝕壽命提高。由此根據(jù)已有的認(rèn)識(shí)，在滲氮處理之后進(jìn)行的氧化處理僅改善了由鋼制 成的(若非如此則還要進(jìn)行光亮化)球頭銷的耐腐蝕性能。在由現(xiàn)有技術(shù)公開的處理方法中，滲氮處理和表面硬化處理是相互排斥的。因?yàn)?要么是表面硬化處理由于滲氮處理所需的較高過程溫度而被破壞或衰退；要么反之，由于 表面硬化過程又使在先的滲氮處理進(jìn)而防腐保護(hù)受到干擾。在此出現(xiàn)的問題是，針對(duì)較高 的疲勞極限或較高的支承載荷以及磨損保護(hù)所需的球頭銷的表面硬化處理典型地應(yīng)在銷 的這樣的表面區(qū)域上進(jìn)行，而且滲氮處理也應(yīng)該保護(hù)此表面區(qū)域，即，主要是在球頭銷的鉸 接球的區(qū)域中和必要時(shí)在密封囊-密封區(qū)域中。因此綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)的問題是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的教導(dǎo)，迄今為止，一方面 對(duì)于防腐保護(hù)十分需要的球頭銷的滲氮處理和另一方面對(duì)于較高使用壽命和磨損保護(hù)所 需的表面硬化處理在一個(gè)球頭銷中仍然相互排斥。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，提供一種球頭銷或一種球頭節(jié)，特別在具有靜態(tài)初始載荷的 運(yùn)行狀態(tài)下以及在微運(yùn)動(dòng)條件下、或者在具有較高的運(yùn)行載荷的條件下，該球頭銷或球頭節(jié)能夠具有較高的疲勞強(qiáng)度、良好的磨損保護(hù)以及由此實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的使用壽命。由此，在球頭 銷的局部區(qū)域、如密封區(qū)域中減少的防腐蝕保護(hù)因有利于磨損保護(hù)而被接受，或者該降低 的防腐蝕保護(hù)可以通過其它技術(shù)方案、諸如額外的用于防腐蝕保護(hù)的滑環(huán)而得到補(bǔ)償。而 且，特別能夠消除迄今為止現(xiàn)有技術(shù)中存在的一方面表面硬化處理與另一方面滲氮/氧化 處理之間的相互排斥，從而即使在表面硬化處理的銷上也完全能夠?qū)崿F(xiàn)改善的磨損保護(hù)。本專利技術(shù)的目的通過具有權(quán)利要求1的特征的球頭銷，以及通過具有權(quán)利要求2的 特征的球頭節(jié)來實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中描述了有利的實(shí)施方案。本專利技術(shù)的球頭銷由鋼制成，該球頭銷至少在鉸接球與軸承套的軸承接觸區(qū)域上不 具有滲氮層，并且該球頭銷在高靜態(tài)初始載荷和/或微運(yùn)動(dòng)以及高運(yùn)行載荷的情況下使 用，即，在具有較小的鉸接件運(yùn)動(dòng)或鉸接件運(yùn)動(dòng)停止時(shí)或在鉸接件縫中至少暫時(shí)固體摩擦 占主導(dǎo)的情況下使用。球頭銷或球頭節(jié)的特征在于，球頭銷的表面至少在鉸接球的軸承接觸區(qū)域上設(shè)置 有氧化層，其中，該氧化層形成用于球頭銷亦或是球頭節(jié)的磨損保護(hù)層。在此，本專利技術(shù)的背景在于申請(qǐng)人的這樣的認(rèn)知，由該認(rèn)知使鉸接球的僅設(shè)有氧化 層，因此(有別于現(xiàn)有技術(shù)所常見的且要求的)不具有滲氮層的軸承接觸區(qū)域不僅實(shí)現(xiàn)了 具有有利的防腐蝕保護(hù)性能，而且此外還實(shí)現(xiàn)了對(duì)于球頭節(jié)的顯著改善的耐磨損性能。該 原理特別適用于開始所述的固體摩擦占主導(dǎo)的條件下的球頭節(jié)，即例如在較長(zhǎng)的靜止時(shí)間 于承載狀態(tài)下，或者在運(yùn)行時(shí)間中，在該運(yùn)行時(shí)間中主要產(chǎn)生鉸接件的微運(yùn)動(dòng)。換句話說，這意味著，通過申請(qǐng)人的認(rèn)知，能夠省去特別地對(duì)鉸接球的滲氮處理 (用于改善軸承件的耐磨損性能)，這是因?yàn)椋ㄟ^對(duì)表面區(qū)域的氧化處理已經(jīng)能夠以所需 的有利方式使球頭節(jié)的耐磨損性能得到改善。由此，通過本專利技術(shù)可以使球頭銷以所希望的性能設(shè)計(jì)用于磨損保護(hù)、特別是在固 體摩擦占主導(dǎo)的情況下，而在此不需要進(jìn)行耗費(fèi)工本的且昂貴的滲氮處理。此外，根據(jù)本發(fā) 明，通過省去滲氮處理(同時(shí)采用氧化處理來實(shí)現(xiàn)對(duì)于光亮化的銷的磨損保護(hù))，也不會(huì)如 在現(xiàn)有技術(shù)中最基本的狀況那樣對(duì)受到磨損保護(hù)的球頭銷的可能具有的表面硬化層更長(zhǎng) 地造成損害。話句話說，通過本專利技術(shù)使疲勞強(qiáng)度以及磨損保護(hù)的優(yōu)化在一個(gè)球頭銷中不再 相互排斥。因此，本專利技術(shù)提供了耐磨損的具有基礎(chǔ)的防腐蝕保護(hù)的球頭銷，而且在該球頭銷 中不再有磨損保護(hù)和可能的表面硬化層之間的相互排斥。由本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案可知，鉸接球與軸承套的軸承接觸區(qū)域以及球頭銷 的整個(gè)表面都不具有滲氮層。在此優(yōu)選球頭銷的整個(gè)表面具有氧化層。以這種方式實(shí)現(xiàn)了這樣高質(zhì)量的球頭銷，該球頭銷具有用于滿足由高疲勞極限、 高耐磨損性能以及良好防腐蝕保護(hù)構(gòu)成的多方面要求的有利的特征組合，該特征組合除了 完全省去滲氮層或滲氮處理之外，還能夠顯著降低成本需求。因?yàn)?有別于滲氮處理的) 氧化處理與其它表面處理、特別是表面硬化處理不相互排斥，所以可以對(duì)整個(gè)球頭銷進(jìn)行 氧化，這樣通過簡(jiǎn)單的工藝實(shí)施既能夠節(jié)省其它的成本，又能夠使整個(gè)銷受到防腐蝕保護(hù)。在省去滲氮處理的基礎(chǔ)上，根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案，球頭銷的特征 還在于具有表面硬化層。在此，與現(xiàn)有技術(shù)相反，根據(jù)本專利技術(shù)，一方面對(duì)于(借助于表面硬化層實(shí)現(xiàn)的)較大的表面硬度或疲勞強(qiáng)度的需求、以及另一方面在缺少潤滑情況下(借助 于氧化層實(shí)現(xiàn)的)較高的耐磨損性能或適用性之間不再相互排斥。因此以這種方式，對(duì)于球頭銷的硬度/疲勞強(qiáng)度和防腐蝕保護(hù)以及耐磨損性能的 有分歧(現(xiàn)有技術(shù)中相互排斥)的要求可以通過氧化層(磨損保護(hù)和防腐蝕保護(hù))和表面 硬化層(疲勞強(qiáng)度)的結(jié)合來滿足。有別于現(xiàn)有技術(shù)，特別地在此也可以使經(jīng)表面硬化處理進(jìn)而特別運(yùn)行持久以及耐 疲勞的球頭銷具有額外的磨損保護(hù)，由此適合用于固體摩擦占主導(dǎo)的情況(在靜止時(shí)間或 微運(yùn)動(dòng)的情況下)；而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的教導(dǎo)，迄今為止，這一技術(shù)方案由于表面硬化和滲氮 處理的相互排斥、以及由于氧化處理適合作為磨損保護(hù)的至今未知的優(yōu)點(diǎn)而仍被排除在 外。同時(shí)，這樣設(shè)計(jì)的防止磨損、高強(qiáng)度的球頭銷通過省去(耗費(fèi)工本的工藝實(shí)施和 相對(duì)較長(zhǎng)的過程時(shí)間的)滲氮處理能夠降低了制造成本，而氧化過程則需要顯著較短的過 程時(shí)間，并由此可以具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。在此，表面硬化處理可以延伸經(jīng)由整個(gè)球頭銷。而根據(jù)本專利技術(shù)的又一優(yōu)選實(shí)施方 案，球頭銷的表面硬化層僅延伸經(jīng)由球頭銷表面的局部區(qū)域，優(yōu)選經(jīng)由頸部區(qū)域、密封區(qū)域 以及至少部分經(jīng)由球頭銷的桿部區(qū)域。由此以這種方式，能夠特別使球頭銷的對(duì)于表面硬度或疲勞強(qiáng)度具有突出要求的 區(qū)域具有本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋼制的球頭銷，其具有鉸接球(1)，所述球頭銷用于具有軸承套的球頭節(jié)，所述球頭銷在高靜態(tài)初始載荷或高運(yùn)行載荷的情況下使用，其中，所述球頭銷的表面至少在所述鉸接球與軸承套的軸承接觸區(qū)域(6)上不具有滲氮層，其特征在于，所述球頭銷的表面至少在所述鉸接球(1)的軸承接觸區(qū)域(6)上具有用作磨損保護(hù)的氧化層。
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：K·帕佩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：ZF腓特烈斯哈芬股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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