DE102009000238B3

DE102009000238B3 - Method and device for heat treatment of components

Info

Publication number: DE102009000238B3
Application number: DE200910000238
Authority: DE
Inventors: Harry Kroetz; Inga Rudolph; Juergen Hackenberg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2010-08-26
Anticipated expiration: 2029-01-16
Also published as: EP2387621A1; WO2010081827A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Bauteilen (5; 8), bei der eine Spannungsquelle (15) mit einem Werkzeug (18; 30) als einem Pol und dem Bauteil (5; 8) oder einer Hilfselektrode (25) als anderem Pol elektrisch verbunden werden und das Werkzeug (18; 30) und das Bauteil (5; 8) bzw. die Hilfselektrode (25) über ein Elektrolyt (12) elektrisch miteinander leitend verbunden werden, wobei mittels der Spannungsquelle (15) in einem ersten Verfahrensschritt durch Anlegen einer Spannung (U) an der Spannungsquelle (15) ein Plasma (19) im Bereich mindestens eines einseitig oder mehrseitig ausgebildeten Hohlraums (1; 2) des Bauteils (5; 8), insbesondere einer Bohrung, gezündet wird, wobei zumindest ein Teil der Oberfläche des Hohlraums (1; 2) erhitzt wird, und wobei in einem zweiten Verfahrensschritt die Spannung (U) reduziert wird, woraufhin das Plasma (19) erlischt, so dass Elektrolyt (12) an die Oberfläche des Hohlraums (1; 2) gelangt. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt ein Härten von Bohrungen (1; 2) mit relativ geringem Energieaufwand.The invention relates to a method for heat treatment of components (5; 8), in which a voltage source (15) with a tool (18; 30) as a pole and the component (5; 8) or an auxiliary electrode (25) as another pole are electrically connected and the tool (18; 30) and the component (5; 8) or the auxiliary electrode (25) via an electrolyte (12) are electrically conductively connected to each other, wherein by means of the voltage source (15) in a first method step Applying a voltage (U) to the voltage source (15) a plasma (19) in the region of at least one one-sided or multi-sided cavity (1; 2) of the component (5; 8), in particular a bore, is ignited, wherein at least one part the surface of the cavity (1; 2) is heated, and wherein in a second process step the voltage (U) is reduced, whereupon the plasma (19) goes out, so that electrolyte (12) is applied to the surface of the cavity (1; 2) arrives. The inventive method allows hardening of holes (1, 2) with relatively little energy.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Bauteilen gemäß dem Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 5.The The invention relates to a method for the heat treatment of components according to claim 1 and an apparatus according to the claim 5th

Insbesondere beim Härten von Bohrungen in Bauteilen, die einen relativ kleinen Durchmesser aufweisen, ist es sehr schwierig, die Oberfläche der Bohrung gezielt lokal zu erwärmen. Daher wird in der Praxis oftmals das gesamte Bauteil wärmebehandelt, was einen relativ hohen Energieaufwand darstellt und verfahrenstechnisch den Prozess verlängert.Especially while hardening of holes in components that have a relatively small diameter Having it, it is very difficult to target the surface of the hole locally to warm up. Therefore, in practice, often the entire component is heat treated, which represents a relatively high energy consumption and procedural extended the process.

Es ist schon ein Verfahren bekannt, bei dem ein Plasma an der Oberfläche eines Bauteils zum Zwecke des Erwärmens der Bauteiloberfläche gezündet wird, wobei sich das Bauteil dabei in einem Elektrolyt befindet. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DD 0 154 715 A1 bekannt. Ferner ist es bekannt, zum Beispiel mittels so genanntem Induktionshärten oder aber mittels Laserstrahlhärten Randschichten eines Bauteils zu härten. Diese Verfahren sind jedoch beim Härten von Bohrungen, welche beispielsweise einen Durchmesser von weniger als 2 mm haben, nur in sehr begrenztem Maße einsetzbar. Dies hängt damit zusammen, dass es zum Beispiel sehr schwierig ist, bei kleinen Bohrungen eine Laser- oder Elektronenstrahlung gezielt umzulenken bzw. es sind so kleine Induktoren fertigungstechnisch bisher nicht herstellbar.It is already known a method in which a plasma is ignited on the surface of a component for the purpose of heating the component surface, wherein the component is in an electrolyte. Such a method is for example from the DD 0 154 715 A1 known. Furthermore, it is known, for example by means of so-called induction hardening or by means of laser beam hardening to harden edge layers of a component. However, these methods are only used to a very limited extent when hardening bores, which for example have a diameter of less than 2 mm. This is due to the fact that it is very difficult, for example, to redirect laser or electron radiation in a targeted manner in the case of small bores, or production of such small inductors has hitherto not been possible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, das eine Wärmebehandlung von Bohrungen in Bauteilen ermöglicht, die eine geringe Energiezufuhr und eine relativ geringe Prozesszeit benötigt.Of the The invention is therefore based on the object of providing a method a heat treatment allows drilling in components, the low energy input and a relatively low process time needed.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens und deren vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.These Task is in terms of the method with the features of the claim 1 solved by it. Advantageous developments of the method and a device to perform of the method and its advantageous developments are in the dependent claims specified. In the context of the invention, all combinations of at least two of which are disclosed in the specification, claims and / or figures Features. To avoid repetition should be disclosed according to the device Features disclosed as procedurally apply and be claimable. Likewise, according to the method disclosed Features disclosed as a device apply and be claimable.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass ein Plasma im Bereich einer Bohrung gezündet wird, wobei die Bohrung anschließend, nach Erlöschen des Plasmas, vom Elektrolyt abgeschreckt und somit gehärtet wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es daher lediglich erforderlich, den relativ kleinen Bereich der Bohrung selbst zu erhitzen. Aufgrund der relativ geringen erforderlichen Energie hierfür erfolgt dies relativ schnell, so dass nur eine kurze Prozesszeit benötigt wird.Of the Invention is based on the idea that a plasma in the range a hole is fired, with the hole subsequently, after extinction of the plasma, quenched by the electrolyte and thus cured. By the method according to the invention Therefore, it is only necessary, the relatively small area to heat the bore itself. Due to the relatively low required Energy for this This happens relatively quickly, leaving only a short process time needed becomes.

Vorteilhaft ist es, dass das Verfahren sowohl unter Verwendung einer Gleichspannung, als auch einer gepulsten Gleichspannung oder einer Wechselspannung durchführbar ist, wodurch es optimal an bereits bestehende Vorrichtungen angepasst werden kann und somit ggf. nur geringe zusätzliche Investitionskosten erfordert.Advantageous it is that the method using both a DC voltage, as well as a pulsed DC voltage or an AC voltage feasible is, thereby optimally adapted to existing devices can be and thus possibly only small additional investment costs requires.

Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, dass das Verfahren mit anderen thermochemischen, thermischen oder elektrochemischen Behandlungen der Bohrung des Bauteils kombiniert werden kann. Dadurch lassen sich die Materialeigenschaften bzw. die topographischen Eigenschaften mit relativ geringem Zusatzaufwand in relativ geringer Zeit in gewünschter Weise beeinflussen.Especially It is furthermore advantageous that the process is compatible with other thermochemical, thermal or electrochemical treatments of the bore of the Component can be combined. This allows the material properties or the topographical properties with relatively little additional effort in a relatively short time in desired Influence way.

Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens weist in vorteilhafter Weise eine stiftförmige Form auf. Damit lässt sich die Bohrung über deren gesamte Tiefe schnell und gleichmäßig erhitzen und es ist denkbar, durch eine entsprechende Wahl des Durchmessers des Werkzeugs die Energiezufuhr in die Oberfläche der Bohrung in einfacher Art und Weise zu beeinflussen.A Device for performing of the method advantageously has a pin-shaped form on. Leave it the hole over heat their entire depth quickly and evenly and it is conceivable by an appropriate choice of the diameter of the tool the Energy supply to the surface to influence the bore in a simple manner.

Zur besseren und gleichmäßigen Versorgung der Bohrung mit dem Elektrolyt, oder einem der Ausbildung des Plasmas dienendem Medium, wird in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, das Werkzeug mit wenigstens einer Versorgungsleitung, beispielsweise einer Bohrung, auszustatten, die an den dafür erforderlichen Stellen der Bohrung des Bauteils mündet.to better and even supply drilling with the electrolyte, or one of the formation of the plasma serving medium, is in an advantageous embodiment proposed the tool with at least one supply line, For example, a hole to equip, to the required Make the hole of the component opens.

Zur Reduzierung der erforderlichen Energiemenge ist es weiterhin vorteilhaft, ein Hilfswerkzeug mit einem Reservoir für den Elektrolyten vorzusehen. Dadurch wird über das Plasma lediglich Energie in eine relativ kleine Menge an Elektrolyt abgegeben.to Reduction of the required amount of energy, it is also advantageous to provide an auxiliary tool with a reservoir for the electrolyte. Thereby will over the plasma only energy into a relatively small amount of electrolyte issued.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments and by reference the drawings.

Diese zeigen in:These show in:

1 bis 4 jeweils eine vereinfachte Prinzipdarstellung von verschiedenen Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wärmebehandlung einer Bohrung eines Bauteils. 1 to 4 in each case a simplified schematic diagram of various devices for carrying out the method according to the invention for the heat treatment of a bore of a component.

In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In The figures are the same components and components with the same Function marked with the same reference numerals.

In 1 ist eine Vorrichtung 10 zur Wärmebehandlung, insbesondere zum Härten einer Bohrung 1 in einem Bauteil 5 dargestellt. Die Vorrichtung 10 umfasst einen Behälter 11, der mit einem Elektrolyt 12 (oder einer Elektrolytlösung) befüllt ist, wobei sich die Bohrung 1 vollständig in Kontakt mit dem Elektrolyt 12 befindet. Der Minuspol einer Spannungsquelle 15, im dargestellten Ausführungsbeispiel einer Gleichspannungsquelle, ist elektrisch über eine erste Leitung 16 mit einem stiftförmigen Werkzeug 17 verbunden, das somit eine Kathode ausbildet. Das Werkzeug 17 durchdringt die Bohrung 1 vollständig. Weiterhin ist der Pluspol der Spannungsquelle 15 über eine zweite Leitung 18 elektrisch mit dem Bauteil 5 verbunden, das somit eine Anode ausbildet.In 1 is a device 10 for heat treatment, in particular for hardening a bore 1 in a component 5 shown. The device 10 includes a container 11 that with an electrolyte 12 (or an electrolyte solution) is filled with the bore 1 completely in contact with the electrolyte 12 located. The negative pole of a voltage source 15 , In the illustrated embodiment, a DC voltage source is electrically via a first line 16 with a pen-shaped tool 17 connected, which thus forms a cathode. The tool 17 penetrates the hole 1 Completely. Furthermore, the positive pole is the voltage source 15 over a second line 18 electrically with the component 5 connected, which thus forms an anode.

Nach dem Anlegen einer Spannung U an der Spannungsquelle 15 fließt ein elektrischer Strom I durch den Elektrolyt 12. Aufgrund der Elektrolyse von Wasser kommt es an der Oberfläche des Werkzeugs 17 zur Bildung von Wasserstoff, an der Oberfläche der Bohrung 1 zur Bildung von Sauerstoff. Daraufhin nimmt der elektrische Widerstand aufgrund der Bildung des Gaspolsters zwischen der Bohrung 1 und dem Werkzeug 17 zu. Wenn die Spannung U an der Spannungsquelle 15 hoch genug ist (z. B. größer 80 V je nach Art des verwendeten Elektrolyts und der Bauteilegeometrien), kommt es zu einer Ionisierung des Gases und zu einem Durchschlag in Form eines Funkens, durch den ein Plasma 19 entsteht, welches das Werkzeug 17 im Elektrolyt 12 umschließt und bis zur Oberfläche der Bohrung 1 reicht. Dieses Plasma 19 erwärmt somit die Oberfläche der Bohrung 1 innerhalb des Bauteils 5. Sobald die Oberfläche der Bohrung 1 bis zu der erwünschten Tiefe in dem erforderlichen Maß erhitzt ist, kann die Spannung U an der Spannungsquelle 15 wieder reduziert bzw. abgeschaltet werden, so dass das Plasma 19 erlischt. Daraufhin gelangt der (relativ kalte) Elektrolyt 12 in Kontakt mit der Oberfläche der Bohrung 1, wodurch die Oberfläche der Bohrung 1 abgeschreckt und somit in gewünschter Weise gehärtet wird.After applying a voltage U to the voltage source 15 An electric current I flows through the electrolyte 12 , Due to the electrolysis of water, it comes to the surface of the tool 17 to form hydrogen, at the surface of the hole 1 for the formation of oxygen. Thereafter, the electrical resistance increases due to the formation of the gas cushion between the bore 1 and the tool 17 to. When the voltage U at the voltage source 15 is high enough (eg greater than 80 V depending on the type of electrolyte used and the component geometries), there is an ionization of the gas and a breakdown in the form of a spark, through which a plasma 19 arises, which is the tool 17 in the electrolyte 12 encloses and up to the surface of the hole 1 enough. This plasma 19 thus heats the surface of the hole 1 within the component 5 , Once the surface of the hole 1 is heated to the desired depth to the required extent, the voltage U at the voltage source 15 again be reduced or turned off so that the plasma 19 goes out. Then the (relatively cold) electrolyte arrives 12 in contact with the surface of the bore 1 , causing the surface of the hole 1 quenched and thus cured in the desired manner.

Ergänzend wird erwähnt, dass die Polarität der angelegten Spannung U auch umgekehrt werden kann. In diesem Fall bildet sich dann Sauerstoff an dem Werkzeug 17 und Wasserstoff an dem Bauteil 5 bzw. der Bohrung 1. Der grundsätzliche Härtungsprozess verläuft ansonsten jedoch identisch.In addition, it is mentioned that the polarity of the applied voltage U can also be reversed. In this case, oxygen then forms on the tool 17 and hydrogen on the component 5 or the bore 1 , Otherwise, the basic hardening process is identical.

Weiterhin kann anstelle einer Gleichspannung bzw. einer Gleichspannungsquelle auch eine Wechselspannung bzw. eine Wechselspannungsquelle verwendet werden. Bei Verwendung einer Gleichspannungsquelle ist es auch möglich, eine gepulste Gleichspannung zu verwenden. Wesentlich ist nur die zumindest zeitweise Bildung eines Plasmas 19 zur Erwärmung der Bohrung 1.Furthermore, instead of a DC voltage or a DC voltage source, an AC voltage or an AC voltage source can be used. When using a DC voltage source, it is also possible to use a pulsed DC voltage. Essential is only the at least temporary formation of a plasma 19 for heating the hole 1 ,

Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird nach Erreichen der gewünschten Temperatur in der Oberfläche der Bohrung 1 die Energiezufuhr durch Abschalten bzw. Reduzierung der Spannung U gestoppt. Bei den zuletzt genannten Möglichkeiten kann die Energieübertragung in das Bauteil 5 bei einer gepulsten Gleichspannung beispielsweise über das Puls/Pause-Verhältnis gesteuert werden. Weitere Möglichkeiten der Regulierung der Energiezufuhr bestehen durch eine einstellbare Strombegrenzung, einer Limitierung der Höhe der Spannungsamplitude der Art bzw. der Zusammensetzung des ELektrolyts 12 oder einer Beeinflussung des Abstandes zwischen dem Werkzeug 17 und der Oberfläche der Bohrung 1. In letzterem Fall kann dies in einfacher Weise durch eine entsprechende Wahl des Durchmessers des Werkzeugs 17 erfolgen. Die Energiezufuhr kann weiterhin durch eine selektive Wärmebehandlung zumindest von Bereichen des Bauteils 5, insbesondere durch eine lokal unterschiedliche Energiezufuhr zum Beispiel durch Blendelektroden oder eine Abstandsregulierung erfolgen.In the first embodiment according to 1 After reaching the desired temperature in the surface of the hole 1 the power supply stopped by switching off or reducing the voltage U. In the latter possibilities, the energy transfer into the component 5 be controlled at a pulsed DC voltage, for example via the pulse / pause ratio. Further possibilities of regulation of the energy supply consist of an adjustable current limitation, a limitation of the magnitude of the voltage amplitude of the type or the composition of the electrolyte 12 or influencing the distance between the tool 17 and the surface of the hole 1 , In the latter case, this can be done in a simple manner by an appropriate choice of the diameter of the tool 17 respectively. The energy supply can continue by a selective heat treatment at least of areas of the component 5 , Be carried out in particular by a locally different energy supply, for example by blinding electrodes or a distance regulation.

Bei dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist bei ansonsten identischem Aufbau im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel das Bauteil 5 von der Spannungsquelle 15 galvanisch getrennt. Während das Werkzeug 17 wiederum mit dem Minuspol der Spannungsquelle 15 verbunden ist, ist der Pluspol über eine Leitung 22 elektrisch mit einer röhrenförmigen Ringgitterelektrode 25 verbunden, die als Hilfselektrode wirkt. Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel bildet sich das Plasma 19 wiederum an der Oberfläche des Werkzeugs 17 und erhitzt durch seinen geringen Abstand zur Bohrung 1 die Oberfläche der Bohrung 1, es fließt hierbei jedoch kein Strom durch das Bauteil 5.At the in 2 shown second embodiment of the invention is in otherwise identical structure compared to the first embodiment, the component 5 from the voltage source 15 galvanically isolated. While the tool 17 again with the negative pole of the voltage source 15 is connected, the positive pole is over a line 22 electrically with a tubular ring grid electrode 25 connected, which acts as an auxiliary electrode. Also in the second embodiment, the plasma is formed 19 again on the surface of the tool 17 and heated by its small distance from the bore 1 the surface of the hole 1 However, no current flows through the component 5 ,

Ergänzend wird erwähnt, dass sich die Hilfselektrode nicht unbedingt in der Bohrung 1 befinden muss, sondern sie sich auch außerhalb der Bohrung 1 an irgend einer Stelle im Elektrolyt 12 befinden kann. Dadurch kommt es trotzdem zur Gasbildung in der Bohrung 1 und anschließend zur Aubildung eines Plasmas 19.In addition, it is mentioned that the auxiliary electrode is not necessarily in the hole 1 must be, but they are also outside the hole 1 at any point in the electrolyte 12 can be located. This still causes gas formation in the hole 1 and then to the formation of a plasma 19 ,

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß 3 entspricht die elektrische Schaltung zwischen der Spannungsquelle 15 und dem Werkzeug 17 sowie dem Bauteil 5 der Vorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1. Im Unterschied hierzu ist jedoch ein Hilfswerkzeug 27 vorgesehen, das in Kontakt mit der Unterseite 6 des Bauteils 5 steht. Das Hilfswerkzeug 27 weist im Ausführungsbeispiel eine halbkugelförmige Ausnehmung 28 auf, die in Verlängerung bzw. fluchtend mit der Bohrung 1 des Bauteils 5 angeordnet ist. Die Ausnehmung 28 dient als Reservoir für den Elektrolyt 12. Damit sich ein Plasma 19 bilden kann ist es hierbei lediglich erforderlich, dass sich genügend Elektrolyt 12 im Bereich der Ausnehmung 28 sowie der Bohrung 1 befindet. Bei diesem Aus führungsbeispiel wird somit durch die geringe Menge an erhitztem Elektrolyt 12 weniger Wärme an die Umgebung abgegeben, so dass relativ wenig Energie zur Wärmebehandlung des Bauteils 5 erforderlich ist.In the third embodiment according to 3 corresponds to the electrical circuit between the voltage source 15 and the tool 17 as well as the component 5 the device 10 according to the first embodiment according to 1 , In contrast, however, is an auxiliary tool 27 provided that in contact with the bottom 6 of the construction part 5 stands. The auxiliary tool 27 has in the embodiment a hemispherical recess 28 on, in extension or aligned with the bore 1 of the component 5 is arranged. The recess 28 serves as a reservoir for the electrolyte 12 , To get a plasma 19 In this case, it is only necessary that there is enough electrolyte 12 in the region of the recess 28 as well as the bore 1 located. In this exemplary embodiment is thus by the small amount of heated electrolyte 12 Less heat is released to the environment, leaving relatively little energy for heat treatment of the component 5 is required.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß 4 wird an einem Bauteil 8 eine Sacklochbohrung 2 gehärtet. Die elektrische Schaltung des Bauteils 8 und des Werkzeugs 30 entspricht hierbei prinzipiell dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1. Um die Elektrolytzufuhr in der Sacklochbohrung 2 zu gewährleisten weist hierbei das Werkzeug 30 in seiner Längsachse eine Durchgangsbohrung 31 auf, die an der Unterseite des Werkzeugs 30 mündet, und die mit einer nicht dargestellten, unter Druck stehenden Elektrolytquelle verbunden ist. Zusätzlich oder alternativ hierzu können von der Durchgangsbohrung 31 auch radial angeordnete Spritzbohrungen 33 vorgesehen sein, wobei exemplarisch nur zwei Spritzbohrungen 33 in 4 dargestellt sind. Über eine entsprechende Anordnung derartiger Spritzbohrungen 33 können somit auch relativ schwer zugängliche Stellen in der Sacklochbohrung 2 (oder gegebenenfalls anderen wärmezubehandelnden Stellen von Bauteilen) mit Elektrolyt 12 versorgt werden. Anstelle des Elektrolyts 12 kann auch ein geeignetes Gas oder Gasgemisch zugeführt werden, das die Ausbildung des Plasmas 19 steuert.In the fourth embodiment according to 4 becomes on a component 8th a blind hole 2 hardened. The electrical circuit of the component 8th and the tool 30 corresponds in principle to the first embodiment according to 1 , To the electrolyte supply in the blind hole 2 to ensure here has the tool 30 in its longitudinal axis a through hole 31 on that at the bottom of the tool 30 opens, and which is connected to a, not shown, pressurized electrolyte source. Additionally or alternatively, from the through hole 31 also radially arranged spray holes 33 be provided, with exemplary only two spray holes 33 in 4 are shown. About a corresponding arrangement of such spray holes 33 can thus also relatively hard to reach places in the blind hole 2 (or possibly other heat-treated parts of components) with electrolyte 12 be supplied. Instead of the electrolyte 12 can also be fed to a suitable gas or gas mixture, which is the formation of the plasma 19 controls.

Ergänzend wird erwähnt, dass neben dem anhand der vier Ausführungsbeispiele beschriebenen martensitischen Härten der Bohrung 1, 2 das beschriebene Verfahren auch bei anderen Bearbeitungsverfahren, die zumindest einen Wärmebehandlungsschritt aufweisen, verwendet werden kann. Hierzu zählen insbesondere und somit nicht abschließend thermo-chemische Wärmebehandlungsverfahren wie zum Beispiel Nitrieren, Nitrocarbonieren, Borieren, Chromieren oder Aufkohlen. Bei diesen Verfahren werden dem Elektrolyt 12 die entsprechenden Stoffe zugesetzt. So kann im Falle des Aufkohlens der Kohlenstoff dem Elektrolyt 12 in Form von Graphitpulver zugeführt werden. Auch ist die Verwendung einer Emulsion aus Elektrolyt und Öl denkbar. Das Öl zersetzt sich hierbei bei den durch das Plasma 19 hervorgerufenen hohen Temperaturen und liefert so den benötigten Kohlenstoff. Alternativ ist es auch denkbar, eine Graphitelektrode (als Werkzeug 17) zu verwenden, die sich im Plasma 19 abbaut und so den benötigten Kohlenstoff liefert.In addition, it is mentioned that in addition to the described with reference to the four embodiments martensitic hardening of the bore 1 . 2 the described method can also be used in other machining methods which have at least one heat treatment step. These include in particular and therefore not exhaustively thermo-chemical heat treatment processes such as nitriding, nitrocarbonating, boriding, chromating or carburizing. In these processes, the electrolyte 12 added the appropriate substances. Thus, in the case of carburizing, the carbon may be the electrolyte 12 be supplied in the form of graphite powder. Also, the use of an emulsion of electrolyte and oil is conceivable. The oil decomposes in the case of the plasma 19 caused high temperatures and thus provides the required carbon. Alternatively, it is also conceivable to use a graphite electrode (as a tool 17 ) that are in the plasma 19 degrades and thus supplies the required carbon.

Als weitere Variante von Wärmebehandlungen der Bohrung 1, 2 sei das so genannte Anlassen erwähnt, bei der die Bohrung 1, 2 über einen definierten Zeitraum auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird. Weiterhin kann das beschriebene Verfahren auch als ein Teil von mehreren Bearbeitungsschritten verwendet werden, bei dem die Oberflächentopologie während oder anschließend an das Härten durch Plasmaätzen oder eine sonstige elektrochemische Bearbeitung mit ggf. zeitlich angepassten Wärmebehandlungen des Bauteils 5, 8 bzw. der gehärteten Bohrung 1, 2 in derselben Aufspannung weiter beeinflusst werden kann.As another variant of heat treatments of the bore 1 . 2 be mentioned the so-called tempering, in which the bore 1 . 2 is heated to a certain temperature over a defined period of time. Furthermore, the method described can also be used as part of several processing steps, in which the surface topology during or subsequent to the curing by plasma etching or other electrochemical machining with possibly temporally adjusted heat treatments of the component 5 . 8th or the hardened bore 1 . 2 can be further influenced in the same setting.

Die Erfindung wurde exemplarisch anhand eine Bauteils 5, 8 beschrieben, das eine Bohrung 1 bzw. eine Sacklochbohrung 2 aufweist. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur auf derartige Bohrungen beschränkt. Vielmehr ist es auch auf alle ein- oder mehrseitig ausgebildete Hohlräume in Bauteilen 5, 8 anwendbar. Als Beispiele für derartige Hohlräume seinen exemplarisch rotationssymmetrische Bauteilführungen, profilierte Bauteilführungen (zum Beispiel konisch verlaufende Führungen), Kammern, Taschen o. ä. genannt. Auch kann das Verfahren an Bereichen zwischen Hochdruck und Niederdruck führenden Bereichen, zum Beispiel bei Einspritzdüsen angewendet werden.The invention was exemplified by a component 5 . 8th described that a bore 1 or a blind hole 2 having. Of course, the inventive method is not limited only to such holes. Rather, it is also on all single or multi-sided cavities formed in components 5 . 8th applicable. As examples of such cavities his exemplary rotationally symmetrical component guides, profiled component guides (for example, conically extending guides), chambers, pockets o. Ä. Called. Also, the method can be applied to areas between high pressure and low pressure leading areas, for example in injectors.

Claims

Method for heat treatment of components ( 5 ; 8th ), in which a voltage source ( 15 ) with a tool ( 17 ; 30 ) as a pole and the component ( 5 ; 8th ) or an auxiliary electrode ( 25 ) are electrically connected as another pole and the tool ( 17 ; 30 ) and the component ( 5 ; 8th ) or the auxiliary electrode ( 25 ) via an electrolyte ( 12 ) electrically conductively connected to one another, wherein by means of the voltage source ( 15 ) in a first method step by applying a voltage (U) to the voltage source ( 15 ) a plasma ( 19 ) in the region of at least one single-sided or multi-sided cavity ( 1 ; 2 ) of the component ( 5 ; 8th ), in particular a bore, is ignited, wherein at least a part of the surface of the cavity ( 1 ; 2 ) is heated, and wherein in a second process step, the voltage (U) is reduced, whereupon the plasma ( 19 ) goes out, so that electrolyte ( 12 ) to the surface of the cavity ( 1 ; 2 ).

Method according to claim 1, characterized in that that as voltage (U) a DC voltage, an AC voltage or a pulsed DC voltage is used.

Method according to claim 2, characterized in that the energy supply into the surface of the cavity ( 1 ; 2 ) by regulating the amount of voltage (U), the pulse / pause ratio of Voltage (U), a current limit, a limitation of the magnitude of the voltage amplitude, the type of electrolyte ( 12 ) or a regulation of the distance between the tool ( 17 ; 30 ) and the cavity ( 1 ; 2 ) is controlled.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cavity ( 1 ; 2 ) is subsequently subjected to a thermochemical, a thermal or an electrochemical treatment during or after the first two process steps by at least one further process step.

Process according to claim 4, characterized in that additives in the electrolyte ( 12 ) are provided, which during the first and the second process step, diffusion processes in the surface of the component ( 5 ; 8th ), in particular a Bornieren, chromium, nitriding or carburizing enable.

Device for carrying out a method according to one of Claims 1 to 5, having a voltage source ( 15 ), whose one pole with a tool ( 17 ; 30 ) and its other pole with a component ( 5 ; 8th ) or an auxiliary electrode ( 25 ), characterized in that the tool ( 17 ; 30 ) is formed pin-shaped.

Device according to claim 6, characterized in that the tool ( 30 ) at least one supply line connected to an electrolyte source ( 31 . 33 ), which in an arrangement of the tool ( 30 ) in the cavity ( 2 ) in the region of the cavity ( 2 ) of the component ( 5 ; 8th ) and this with electrolyte ( 12 ) provided.

Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that a memory for the electrolyte ( 12 ) is provided, which is connected to the component ( 5 ) is connectable, wherein the cavity ( 1 ) of the component ( 5 ) is arranged in connection with the memory.

Device according to claim 6, characterized in that the tool ( 17 ) consists at least partially of graphite.