球头销和球头节制造技术

本发明专利技术涉及一种具有球头销的球头节和一种钢制的具有铰接球(1)的球头销。球头节或球头销特别适用于在固体摩擦占主导的情况下、如在高静态初始载荷或高运行载荷和轻微铰接件运动的情况下使用，球头销至少在铰接球与轴承套的轴承接触区域上不具有渗氮层。球头节和球头销的特征是，球头销表面至少在铰接球的轴承接触区域具有用作磨损保护的氧化层。本发明专利技术实现了可低成本制成的球头销，其具有由高耐磨损性能、基础防腐蚀保护及高疲劳极限构成的有利的特征组合。由此克服了现有技术中提高球头销的疲劳强度、例如通过表面硬化处理和改善磨损保护、例如通过渗氮/氧化处理之间的排斥。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的钢制的球头销以及一种根据 权利要求2的前序部分所述的球头节。
技术介绍
在处于静态初始载荷下的支承铰接件中、例如在机动车的底盘区域中，铰接件的 摩擦系统在确定的状态(例如与仅为最小的铰接件运动相关的静止时间或高速公路行驶) 下承受特别高的载荷，这样可能导致铰接件的提早磨损或失效。与此相关的是，位于球头节 中的润滑剂在这种状态下(由于与极小的铰接件运动总是伴随很大的载荷)部分地从球头 销与轴承套之间的接触区域中被挤出。由此，在球头节中总是存在的在液体摩擦和固体摩 擦之间的混合摩擦更剧烈地朝向固体摩擦方向偏移，与此相应地，产生铰接件磨损的不利 后果。在球头节中另一公知的问题在于腐蚀，特别是在球头销的密封囊-密封区域中(在 湿气侵入到球头节中时)的腐蚀，以及在铰接球和球形窝之间的轴承缝中的腐蚀。由此还 使轴承磨损增大，因而可能导致不利的缝隙形成和铰接件失效。由现有技术已知防腐蚀的球头销，同理还已知有具有防磨损表面的球头销或提高 了疲劳极限的球头销。在此，根据现有技术，疲劳极限以及磨损保护主要通过材料性能的与 调制处理或表面硬化处理相关的改善来实现，表面硬化表面硬化处理特别指的是在球头销 表面上的处理。抵抗在密封囊-密封区域中的或在铰接球与球形窝之间的接触区域中的腐蚀的 公知方法是采用经渗氮处理并随后经氧化处理的球头销。根据已有的认识，球头销的渗氮 处理在此直接用于防腐保护，而最终的氧化处理封闭渗氮过程中产生的孔隙，因而再次使 耐腐蚀寿命提高。由此根据已有的认识，在渗氮处理之后进行的氧化处理仅改善了由钢制 成的(若非如此则还要进行光亮化)球头销的耐腐蚀性能。在由现有技术公开的处理方法中，渗氮处理和表面硬化处理是相互排斥的。因为 要么是表面硬化处理由于渗氮处理所需的较高过程温度而被破坏或衰退；要么反之，由于 表面硬化过程又使在先的渗氮处理进而防腐保护受到干扰。在此出现的问题是，针对较高 的疲劳极限或较高的支承载荷以及磨损保护所需的球头销的表面硬化处理典型地应在销 的这样的表面区域上进行，而且渗氮处理也应该保护此表面区域，即，主要是在球头销的铰 接球的区域中和必要时在密封囊-密封区域中。因此综上可知，现有技术的问题是根据现有技术已知的教导，迄今为止，一方面 对于防腐保护十分需要的球头销的渗氮处理和另一方面对于较高使用寿命和磨损保护所 需的表面硬化处理在一个球头销中仍然相互排斥。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种球头销或一种球头节，特别在具有静态初始载荷的 运行状态下以及在微运动条件下、或者在具有较高的运行载荷的条件下，该球头销或球头节能够具有较高的疲劳强度、良好的磨损保护以及由此实现较长的使用寿命。由此，在球头 销的局部区域、如密封区域中减少的防腐蚀保护因有利于磨损保护而被接受，或者该降低 的防腐蚀保护可以通过其它技术方案、诸如额外的用于防腐蚀保护的滑环而得到补偿。而 且，特别能够消除迄今为止现有技术中存在的一方面表面硬化处理与另一方面渗氮/氧化 处理之间的相互排斥，从而即使在表面硬化处理的销上也完全能够实现改善的磨损保护。本专利技术的目的通过具有权利要求1的特征的球头销，以及通过具有权利要求2的 特征的球头节来实现。在从属权利要求中描述了有利的实施方案。本专利技术的球头销由钢制成，该球头销至少在铰接球与轴承套的轴承接触区域上不 具有渗氮层，并且该球头销在高静态初始载荷和/或微运动以及高运行载荷的情况下使 用，即，在具有较小的铰接件运动或铰接件运动停止时或在铰接件缝中至少暂时固体摩擦 占主导的情况下使用。球头销或球头节的特征在于，球头销的表面至少在铰接球的轴承接触区域上设置 有氧化层，其中，该氧化层形成用于球头销亦或是球头节的磨损保护层。在此，本专利技术的背景在于申请人的这样的认知，由该认知使铰接球的仅设有氧化 层，因此(有别于现有技术所常见的且要求的)不具有渗氮层的轴承接触区域不仅实现了 具有有利的防腐蚀保护性能，而且此外还实现了对于球头节的显著改善的耐磨损性能。该 原理特别适用于开始所述的固体摩擦占主导的条件下的球头节，即例如在较长的静止时间 于承载状态下，或者在运行时间中，在该运行时间中主要产生铰接件的微运动。换句话说，这意味着，通过申请人的认知，能够省去特别地对铰接球的渗氮处理 (用于改善轴承件的耐磨损性能)，这是因为，通过对表面区域的氧化处理已经能够以所需 的有利方式使球头节的耐磨损性能得到改善。由此，通过本专利技术可以使球头销以所希望的性能设计用于磨损保护、特别是在固 体摩擦占主导的情况下，而在此不需要进行耗费工本的且昂贵的渗氮处理。此外，根据本发 明，通过省去渗氮处理(同时采用氧化处理来实现对于光亮化的销的磨损保护)，也不会如 在现有技术中最基本的状况那样对受到磨损保护的球头销的可能具有的表面硬化层更长 地造成损害。话句话说，通过本专利技术使疲劳强度以及磨损保护的优化在一个球头销中不再 相互排斥。因此，本专利技术提供了耐磨损的具有基础的防腐蚀保护的球头销，而且在该球头销 中不再有磨损保护和可能的表面硬化层之间的相互排斥。由本专利技术的一个优选实施方案可知，铰接球与轴承套的轴承接触区域以及球头销 的整个表面都不具有渗氮层。在此优选球头销的整个表面具有氧化层。以这种方式实现了这样高质量的球头销，该球头销具有用于满足由高疲劳极限、 高耐磨损性能以及良好防腐蚀保护构成的多方面要求的有利的特征组合，该特征组合除了 完全省去渗氮层或渗氮处理之外，还能够显著降低成本需求。因为(有别于渗氮处理的) 氧化处理与其它表面处理、特别是表面硬化处理不相互排斥，所以可以对整个球头销进行 氧化，这样通过简单的工艺实施既能够节省其它的成本，又能够使整个销受到防腐蚀保护。在省去渗氮处理的基础上，根据本专利技术的一个特别优选实施方案，球头销的特征 还在于具有表面硬化层。在此，与现有技术相反，根据本专利技术，一方面对于(借助于表面硬化层实现的)较大的表面硬度或疲劳强度的需求、以及另一方面在缺少润滑情况下(借助 于氧化层实现的)较高的耐磨损性能或适用性之间不再相互排斥。因此以这种方式，对于球头销的硬度/疲劳强度和防腐蚀保护以及耐磨损性能的 有分歧(现有技术中相互排斥)的要求可以通过氧化层(磨损保护和防腐蚀保护)和表面 硬化层(疲劳强度)的结合来满足。有别于现有技术，特别地在此也可以使经表面硬化处理进而特别运行持久以及耐 疲劳的球头销具有额外的磨损保护，由此适合用于固体摩擦占主导的情况(在静止时间或 微运动的情况下)；而根据现有技术的教导，迄今为止，这一技术方案由于表面硬化和渗氮 处理的相互排斥、以及由于氧化处理适合作为磨损保护的至今未知的优点而仍被排除在 外。同时，这样设计的防止磨损、高强度的球头销通过省去(耗费工本的工艺实施和 相对较长的过程时间的)渗氮处理能够降低了制造成本，而氧化过程则需要显著较短的过 程时间，并由此可以具有明显的成本优势。在此，表面硬化处理可以延伸经由整个球头销。而根据本专利技术的又一优选实施方 案，球头销的表面硬化层仅延伸经由球头销表面的局部区域，优选经由颈部区域、密封区域 以及至少部分经由球头销的杆部区域。由此以这种方式，能够特别使球头销的对于表面硬度或疲劳强度具有突出要求的 区域具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢制的球头销，其具有铰接球(1)，所述球头销用于具有轴承套的球头节，所述球头销在高静态初始载荷或高运行载荷的情况下使用，其中，所述球头销的表面至少在所述铰接球与轴承套的轴承接触区域(6)上不具有渗氮层，其特征在于，所述球头销的表面至少在所述铰接球(1)的轴承接触区域(6)上具有用作磨损保护的氧化层。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·帕佩，
申请(专利权)人：ZF腓特烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：