(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧用途のための、硬化処理が可能な金属部品（１）の製造方法であって、前記金属部品（１）は少なくとも１つの交差領域（２）を有し、前記交差領域（２）は、硬化処理の後に少なくとも１回の電解加工と少なくとも１回の機械的除去とにより再加工される、前記製造方法において、前記電解加工による処理の境界領域では、硬化処理による表面酸化層が機械的除去により除去され、及び／又は、移行領域が研磨されることを特徴とする、製造方法。
【請求項２】
機械的除去が前記電解加工の前に前記交差領域（２）内で行われ、前記機械的除去は、前記硬化処理により形成された表面酸化層が少なくとも領域単位で少なくとも部分的に除去されるように行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
機械的除去が前記電解加工の後に前記交差領域（２）内で行われ、前記電解加工により形成された凹凸が少なくとも領域単位で低減されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記交差領域（２）は前記電解加工により面取りされ、少なくとも１つの移行領域（１４）が前記交差領域（２）の境界部（１２）に接して設けられ、前記機械的除去が少なくとも基本的に前記移行領域（１４）内で行われることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記機械的除去は少なくとも部分的にホーニング処理を用いて行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記硬化処理は、少なくとも部分的にオーステンパ熱処理により行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記金属部品は、前記硬化処理により心部焼入れされた材料で形成されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記金属部品は、高圧ポンプのためのシリンダヘッドとして、又は、燃料配給レールのための部品として、又は、インジェクタのための部品として成形されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
交差領域（２）として、孔が交差する交差領域（２）が形成されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記電解加工によって、少なくとも部分的にラッパ形状の交差領域（２）が成形されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法であって、空気圧縮型自己着火内燃機関の燃料噴射装置のための、前記金属部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧用途のため、特に空気圧縮型自己着火内燃機関の燃料噴射装置のための金属部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願公開第１０２００４０２８９９９号明細書には、内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプが開示されている。公知の高圧ポンプは、往復運動で駆動されポンプハウジング部のバレルボア内に摺動自在に案内されるポンププランジャを有する圧送部を有し、上記ポンププランジャは、バレルボア内でポンプ作業室を画定する。ポンプ作業室には、吸込み弁を介して、ポンププランジャの吸込み工程の際に燃料が充填されうる。さらに、ポンプ作業室は、ポンプハウジング内部を通る燃料出口流路を介して出口との接続を有し、この出口は例えば高圧アキュムレータと接続されている。燃料排出路のポンプ作業室内の開口には、ポンプ作業室から連通する吐出弁が配置される。
【発明の概要】
【０００３】
独国特許出願公開第１０２００４０２８９９９号明細書で公知の高圧ポンプは、燃料排出路のポンプ作業室内の開口の領域内での高圧ポンプの高圧縮強度が特にこの箇所で制限され、これにより、許容内圧のための領域、及び、最大送り圧力も制限されるという欠点を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の特徴を備える本発明にかかる金属部品には、高圧縮強度が改善されるという利点がある。特に、形状的に不都合な箇所の高圧縮強度が改善可能であり、従って、部品内部の局部的なピーク応力が制限されている。これにより、許容内圧のための領域を拡大することが可能であり、よって耐久性が改善され、及び／又は、最大に達しうる吐出圧力が上げられる。
【０００５】
従属請求項に記載される措置により、請求項１に示される金属部品の好適な発展形態が可能である。
【０００６】
電解加工（ＥＣＭ）によって、硬化した状態での高圧縮強度を高めることが可能である。電解加工は、複雑な空間的形状も成形することが可能な研磨・製造技術（ａｂｔｒａｇｅｎｄｅｓ  Ｆｅｒｔｉｇｕｎｇｓｖｅｒｆａｈｒｅｎ）である。電解加工は、マイクロメートル範囲での精度により実施可能である。電解加工においては、工具と、工作物、即ち金属部品と、の接触が必要ではない。機械的な力が伝達されないため、硬度、靱性等の材料特性は実施のためにそれほど重要ではない。例えば、工作物を陽極として、工具を陰極として極性を与えることが可能であり、その際、工具陰極の形状が、工作物の形状を決定する。工具と工作物の間には作業間隙が設定される。電荷ギャップにおける電荷転送は、電解液によって行われる。
【０００７】
交差領域の再加工によって、好適に、局部的に発生する機械的ピーク応力の制限が達成されうる。このことは、例えば、端面（Ｋａｎｔｅ）の面取りによって、及び／又は、滑らかに移行する輪郭の実現によって達成されうる。端面の面取り又はこのような輪郭の成形は、電解加工を用いて行われる。
【０００８】
焼入れの後に電解加工を実施することには複数の利点がある。熱処理の後、材料組織は通常では粒がより細かいため、電解加工の際に、熱処理の前よりも良い表面品質が実現されうる。軟質の状態での電解加工の際に得られる良い表面品質は、熱処理の際の粒子の再配向によって再び悪化するが、このことは最初から予防されている。さらに、電解加工により処理される領域の表面に対する熱処理の影響、例えば、塩浴によるオーステンパ処理の際の表面酸化が防止される。さらに、永続的な内部変動応力（Ｉｎｎｅｎｄｒｕｃｋｓｈｗｅｌｌｂｅａｎｓｐｒｕｃｈｕｎｇ）により亀裂が入る可能性がある最大負荷領域における表面酸化層が防止される。
【０００９】
硬化した状態での電解加工自体にも問題はあるが、好適に解決することが可能である。１の問題は、表面硬化鋼の場合、電解加工によって、表面硬化した表面酸化層が再び除去されるため、電解除去の領域内のゾーン（Ｚｏｎｅ）がもはや存続しないということである。他の問題は、オーステンパ熱処理により心部焼入れされた材料、例えば、１００Ｃｒ６の場合、電解加工による後続処理の境界領域において、熱処理による表面酸化層により表面品質の悪化が発生するということである。この影響は、表面酸化層の伝導性が低いということで説明される。電解加工による処理の境界領域では、電解加工のための電流密度が、局所的な脆弱箇所でしか表面酸化層を分解しないほど低い。この脆弱箇所では、電解加工の処理が、層がしっかりと付着した箇所よりも強く作用する。これにより、例えば、電解加工のための加工領域の終了箇所（Ａｕｓｌａｕｆ）で、表面品質が悪い断崖形状の構造が形成される。表面品質が悪いこの移行領域は、高圧パルス試験においてシリンダヘッドの予想される亀裂個所であることが分かっている。これに関するシリンダヘッドの亀裂については、亀裂の始まりが通常、熱処理による表面酸化への移行領域であって、凹凸のある上記移行領域に存在することが分かっている。これとは異なり、軟質の状態での電解加工による処理を用いたパルス試験では、亀裂の始まりは通常、電解加工の中心領域内に存在し、この中心領域は応力技術的（ｓｐａｎｎｕｎｇｓｔｅｃｈｎｉｓｃｈ）に最もクリティカルな領域でもある。
【００１０】
硬化した状態での電解加工を用いたパルス試験において、亀裂が入った部品は、影響を受けない表面酸化への移行ゾーンにその亀裂原因があり、電解加工の中心領域内では亀裂が発生しないという、実施された試験結果に基づいて、硬化した状態での電解加工による高圧縮強度の向上が、電解加工の中心領域において証明される。同様に、硬化した状態で実施される電解加工と、隣接する孔内の影響を受けない表面酸化層と、の間の移行領域の有効性が証明される。部品全体の高圧縮強度を高めるために、さらに追加的に、この移行領域の高圧縮強度も最適化される必要がある。ここでは特に、ディーゼル噴射技術のための部品の高圧縮強度が高められる。
【００１１】
高圧縮強度は、硬化した状態での電解加工（ＥＣＭハード）と、表面酸化層の除去と、好適にＥＣＭ領域に隣接する孔へのホーニング処理による、移行領域の研磨と、の組み合わせによって高められる。好適に、このことは、心部焼入れされた材料から成る高圧負荷が掛かる部品であって、表面に酸化層がある上記部品に関連し、その際、心部焼入れは、好適に塩浴によるオーステンパ処理によって行われる。
【００１２】
孔等がホーニングされる成形の際には、ホーニング処理は好適に、硬化した状態での電解加工の前に、移行ゾーンを発生させないために、表面酸化層を除去することが可能である。ホーニング処理は、硬化した状態での電解加工の処理に続いて、移行領域を再び滑らかにホーン加工するために実施するということも可能である。
【００１３】
従って、ホーニング処理と組み合わせた、硬化した状態での電解加工によって、電解加工の領域と表面酸化層との間の移行ゾーンが最適化されうる。結果として、著しい強度向上と、著しくより高い圧力に関する設計と、が実現されうる。特に、２２０ＭＰａ（２２００ｂａｒ）以上の許容内圧に関する負荷能力が実現されうる。
【００１４】
従って、好適に、機械的除去が電解加工の前に交差領域内で行われ、その際に、機械的除去は、焼入れにより形成された表面酸化層が少なくとも領域単位で少なくとも部分的に除去されるように行われる。好適に代替的に、場合によっては追加的に、機械的除去が、好適に電解加工の後に交差領域内で実施可能であり、その際、電解加工により形成された凹凸が少なくとも領域単位で低減される。機械的除去は、電解加工の前に、移行ゾーンを発生させないために表面酸化層を除去することが可能であり、又は、電解加工に続いて、移行領域を再び滑らかに研磨するために実施することが可能である。
【００１５】
好適に、交差領域は電解加工により面取りされ、少なくとも１つの移行領域が交差領域の境界部に接して設けられ、機械的除去が少なくとも基本的に移行領域内で行われる。従って、影響を受けない表面酸化への移行領域内の高圧縮強度が改善されうる。さらに、交差領域の面取りによって、ピーク応力の発生が制限される。従って、全体として、その境界部を含む面取りされた交差領域の高い負荷能力が獲得される。
【００１６】
好適に、電解加工によって、少なくとも部分的にラッパ形状の交差領域が成形される。これにより好適に、直径が大きい孔と直径が小さい孔との間に丸面（Ｖｅｒｒｕｎｄｕｎｇ）が形成され、その際、機械的ピーク応力の好適な低減が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の好適な実施例は、以下の記載において添付の図面を用いてより詳細に解説される。図において、対応する構成要素には同一の符号が付されている。
【図１】本発明の一実施例に対応する金属部品の軸方向断面図を概略的に示す。
【図２】図１でＩＩにより示される金属部品の部分の詳細図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例に対応する金属部品１の軸方向断面図を概略的に示している。金属部品１は、本実施例では、高圧ポンプのためのシリンダヘッドとして成形される。金属部品１は交差領域（Ｖｅｒｓｃｈｎｅｉｄｕｎｇｓｂｅｒｅｉｃｈ）２を有する。交差領域２の成形は、特に燃料配給レールとして又はインジェクタのための部品として成形される他の金属部品の場合も、対応するやり方で実現されうる。このような金属部品は、空気圧縮型自己着火内燃機関（ｌｕｆｔｖｅｒｄｉｃｈｔｅｎｄｅ，ｓｅｌｂｓｔｚｕｅｎｄｅｎｄｅ  Ｂｒｅｎｎｋｒａｆｔｍａｓｃｈｉｅｎｅ）の燃料噴射装置のために特に適している。というのは、これに関する部品内部には、高い内圧によって応力が発生するからである。しかしながら、本発明にかかる金属部品１は、他の用途の場合にも適している。
【００１９】
本実施例の金属部品１は、側面３を有する。この側面３の領域内に、金属部品１は突起部４を有する。シリンダヘッド１として形成された金属部品１は、高圧ポンプ上に取り付けることが可能であり、その際、側面３は高圧ポンプの外側に当接する。その場合には、突起部４は、高圧ポンプのポンプハウジングの孔内部を延びている。シリンダヘッド１は、突起部４を通って延びる孔５を有する。この場合、孔５の部分６は、ポンプ作業室６として機能する。孔５内には、組み立てられた状態においてポンププランジャが配置され、このポンププランジャは適切なやり方で駆動軸のカムにより駆動される。
【００２０】
さらに、シリンダヘッド１は、吸込み弁又は計量ユニット等を捻じ込むことが可能な雌ねじ７を有する。このような吸込み弁を介して、駆動中にポンプ作業室６内へと燃料を案内することが可能である。さらに、シリンダヘッド１は、部分９と、直径が大きい部分１０と、を備える段付きドリル孔８を有する。部分１０には、例えば吐出弁を挿入することが可能である。部分９は段付きドリル孔８に繋がっている。合流領域は、ここでは交差領域２により与えられる。
【００２１】
以下では、図２も参照しながら交差領域２の成形について記載することにする。
【００２２】
図２は、図１でＩＩにより示されるシリンダヘッド１の部分を概略的に示している。
【００２３】
シリンダヘッド１の製造時には、最初に、孔５、８を有する工作物が焼入れされる。この場合好適に、工作物全体の心部焼入れが行われる。心部焼入れは、好適に、塩浴によるオーステンパ処理により行われる。これにより、心部焼入れされた工作物の表面に酸化層が形成される。この酸化層は、特に孔５、８上に形成される。続いて、交差領域２が再加工される。この再加工では、少なくとも１回の電解加工と、少なくとも１回の機械的除去と、が行われる。従って、少なくとも２つの加工ステップが再加工の際に実施される。但し、交差領域２の再加工の際に２つ以上のステップを実施することも可能である。特に、電解加工の前及び電解加工の後にそれぞれ機械的除去を行うことが可能である。
【００２４】
機械的除去の加工ステップは、少なくとも１回のホーニング処理を含む。このようなホーニング処理は、電解加工の前に、移行ゾーンを発生させないために酸化層を除去することが可能であり、又は、電解加工に続いて、移行領域を再び滑らかにホーン加工するために実施されうる。
【００２５】
電解加工は、交差領域２における端面の面取りに役立つ。本実施例では、交差領域２が１１の方向に孔５に向かって次第に広がるように、電解加工が施される。これにより、再加工された交差領域２は、ラッパ状の形状を有する。
【００２６】
電解加工の後に、交差領域２は、その境界部１２が、孔８の少なくとも基本的に加工されない部分１３に接している。境界部１２に接して移行領域１４が形成される。電解加工の実施の際には、特に工具の形状によって、電解加工の後の交差領域２の所望の成形が予め決定されるため、境界部１２と、移行領域１４とは、初めから少なくとも近似的に決定される。
【００２７】
機械的除去、特にホーニング処理が電解加工の前に実施される場合には、段付きドリル孔８の酸化層が、孔５から部分１３まで除去される。これにより、後続の電解加工を実施する際には、移行領域（Ｕｅｂｅｒｇａｎｇｓｂｅｒｅｉｃｈ）１４内における、断崖形状の構造（Ｓｔｅｉｌｋｕｅｓｔｅｎａｒｔｉｇｅ  Ｓｔｒｕｋｔｕｒ）をした移行ゾーン（Ｕｅｂｅｒｇａｎｇｚｏｎｅ）の形成が防止される。即ち、酸化層の削除により、電解加工の不都合な影響が回避される。
【００２８】
機械的除去が電解加工の後に実施される場合には、この機械的除去は、電解加工の際に発生した移行領域１４の凹凸を減らすために、特に移行領域１４内で行われる。この場合、電解加工により発生する移行領域１４内の断崖形状の構造が除去されうる。
【００２９】
機械的除去が電解加工の前に交差領域２内で実施される場合には、焼入れにより形成された表面酸化層、特に孔８の表面の表面酸化層が、少なくとも移行領域１４内では除去されるように、機械的除去が行われる。
【００３０】
これに対して、機械的除去が電解加工の後に交差領域２内で実施される場合には、電解加工により発生した凹凸が少なくとも移行領域１４内で再び低減されるように、実施される。
【００３１】
従って、電解加工によって、基本的に交差領域２の面取りが行われる一方、機械的除去によって、基本的に移行領域１４の再加工が行われる。
【００３２】
ホーニング処理によって、移行領域１４において、ＥＣＭ処理の終了領域（Ａｕｓｌａｕｆｂｅｒｅｉｃｈ）内に、特徴的なクロスハッチが発生する可能性がある。特に、このようなクロスハッチは、少なくとも部分的に移行領域１４内及び部分１３内に形成される可能性がある。
【００３３】
金属部品１の構成に従って、更なる別の交差領域もこのやり方で再加工することが出来る。好適に、直交する２つの孔５、８の中間の交差領域２の面取りが可能である、但し、他のやり方で成形された輪郭の中間に形成された交差領域も、面取りし再加工することが可能である。
【００３４】
本発明は、記載される実施例に限定されない。
【図１】
0005632538.tif 000002
【図２】
0005632538.tif 000003