方法用于形成机械部件。在另一实施例中，该方法用于形成工具，诸如，压制工具。在另一实施例中，该方法用于形成轴承部件，其中该轴承部件是内圈、外圈，或轴承滚子中的任一个。
[0013]在该方法的一实施例中，在接合温度，材料(I，2，3)呈现朝向彼此的碳势。这就是需要第三材料的原因，并且这是第一和第二材料以受控的方式将碳扩散到第三材料中的原因。
【附图说明】
[0014]现在，参照所附附图，将更加详细地描述示例性实施例，以及本发明有助于防止的不希望的特征的示例，其中
[0015]图1a示出了通过根据本发明的方法制成的轴承圈的横截面。
[0016]图1b示出了通过根据本发明的方法制成的轴承的滚子的横截面图。
[0017]图2是示出根据本发明的扩散到第三种材料中的两种材料的碳含量的曲线图。
[0018]图3是示出不希望的碳含量变化的曲线图。
[0019]图4是示出在图3中的不希望的碳含量变化期间相碎片的曲线图。
[0020]在图形和曲线图中，附图呈现了本发明的示例，以及本发明有助于防止的不希望的特征。这些均是示例性实施例，因此均未按比例绘制。甚至某些细节和特征可以放大以便更好地解释本发明。本发明并不限于本文所描述的实施例和附图。
【具体实施方式】
[0021]图1a示出了通过根据本发明的方法接合的轴承部件6的横截面，轴承部件6是圈。该轴承圈包括第一材料I和第二材料2，其中扩散焊接工艺发生在第一材料I与第二材料2材料之间，第三材料3位于此处。该图示出了轴承圈，其中材料沿部件的整个宽度对齐，但其也可以是仅施加在部件的选定部分上的一种材料，例如轨道或凸缘(在图中未示出)。
[0022]图1b示出了通过根据本发明的方法接合的轴承部件6的横截面，该轴承部件6是滚子。该滚子包括第一材料I和第二材料2，其中扩散焊接工艺发生在第一材料I与第二材料2材料之间，第三材料3位于此处。该图示出了滚子，其中材料沿部件的整个宽度对齐，但其也可以是仅施加在部件的选定部分上的一种材料，例如主要的滚动表面或滚子的边缘处等。
[0023]图2示出了根据本发明的希望的碳含量变化的曲线图。随着接合过程进行lt，2t和3t，当从第一材料I和第二材料2扩散到第三材料3中的碳越来越多时，由于接合过程的碳含量变化可以在曲线图中观察，最多的扩散从富含碳的第二材料2中发生。在该示例中，第一材料I和第二材料2的碳含量几乎分别是lwt^^P 3wt%。此处可以清楚地看到，碳含量在任何点不会急剧地增加，这表明碳没有形成渗碳体也没有形成更复杂的碳化物，其与周围的结构相比可能是更大的，例如马氏体结构，因此通常比周围的材料更弱。这在诸如高质量轴承部件的高性能机械部件中是不能接受的。在该图中仅示出了在要接合的材料I与2之间的一种材料3。也可以有本领域普通技术人员公知的若干层合适的材料，以根据本文所述的本发明方法的原理来实现的结果。在该曲线图中没有指定X轴的距离单元，因为其功能更像用放大的比例来描述原理的示例，但在此处其会发生的典型距离距要接合的部件表面，例如距轴承座圈是5-20mm，并且第三材料的典型厚度通常是毫米量级的0.5至5毫米。也可以使用其它厚度。
[0024]图3是示出碳含量中不希望的峰值5的曲线图。碳已经明显地从一种材料移动到另一种材料中。在是轴承座圈的情况下，在距要接合的材料的表面20mm的深度碳几乎达到5wt%的位置，其碳含量明显超过碳含量为3.5wt%的其中一种材料。该曲线是非线性的。碳含量将沿接合材料的横截面来测量，该横截面垂直于两种材料接合的表面来截取。照此说，要接合的表面不必是平的，因为圆形的表面也有垂直方向。由于扩散焊接工艺，该图中还示出了过渡区域4，在该区域中可以测量碳含量的变化。
[0025]图4是曲线图，其示出在来自于图3的碳含量中的不希望的峰值(图3中的5)变化期间的相碎片。从以工艺温度的模拟中可以清楚地看出，以非线性方式超出其中一种材料的碳含量的碳含量增加已经导致这样一个区域，其中同时随着较大碎片的弱脆微观结构相，诸如渗碳体(cem)网状物或者其它复合金属碳化物已经形成，奥氏体(fee)微观结构急剧增加。在距轴承部件的表面20mm深度处，两微观结构占总体微观结构的大约10%至大约90%。这可以显著降低两种接合材料中的任一种或两种的强度。这样在接合期间，渗碳体结构不一定必须发生，但在随后的热处理过程中，较高水平的碳含量可反应并形成一种弱脆渗碳相。在距轴承部件的表面21mm的深度处，可以看到的是处于工艺温度的材料的正常面碎片在很大程度上再次包括渗碳体和奥氏体铸铁。
【主权项】
1.一种通过扩散焊接接合第一材料(I)和第二材料(2)的方法， 其中，在所述接合过程中，第三材料(3)放置在所述第一材料(I)与所述第二材料(2)之间。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三材料⑶是低碳钢。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第三材料(3)是具有碳含量低于0.3%的低碳钢。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第三材料(3)是铁素体钢。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第三材料(3)是金属片。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第三材料(3)的厚度是0.5-10mmo7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一材料(I)和所述第二材料(2)在接合温度呈现碳势。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一材料(I)是高清洁度钢。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一材料(I)是下述中的任一个:M50,M50NIL，XD15NW, 在ISO 683-17:1999 (E)第9-10页所示的轴承钢， 不锈工具钢， 适于马氏体硬化的不锈钢， 适于马氏体硬化的N合金不锈钢， 适于表面富集和马氏体硬化的不锈钢。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二材料(2)是铸铁。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二材料(2)是碳含量至少为2wt%的铸铁。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二材料(2)是铸钢。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第二材料⑵是碳含量为0.5wt%或更少的铸钢。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法通过热等静压来实现。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在加热之前，所述第一材料(I)和所述第二材料(2)中的至少一个是粉末形式。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法用于形成机械部件。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法用于形成轴承部件(6)，其中所述轴承部件(6)是以下任何一个: 轴承内圈，或者 轴承外圈，或者 滚子轴承的滚子。
【专利摘要】本发明涉及一种通过扩散焊接接合第一(1)和第二(2)材料的方法，其中，在接合过程中，将第三材料(3)放置在第一(1)与第二(2)材料之间。
【IPC分类】F16C33/64, B23K20/16, F16C33/62
【公开号】CN105209214
【申请号】CN201480022132
【发明人】I.斯特兰德尔
【申请人】斯凯孚公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年4月7日
【公告号】DE112014001903T5, WO2014168547A1