WO2016005073A1 - Verfahren zum nitrieren eines bauteils eines kraftstoffeinspritzsystems - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for nitriding a high pressure loaded, made of an alloy steel component of a fuel injection system.
  • Injector of a fuel injection system is very resistant when the injector has a nitrided state. Above all, the corrosion resistance and the wear resistance increase. On the
  • nitriding an injection nozzle comprises, in a first step, a nitrocarburizing process in a salt bath and then, in a second step, a gas nitriding process at a temperature between 520 ° C and 580 ° C at low nitriding potential or lower
  • Nitration index in the range between 0.08 and 0.5, ie in the so-called a range of the teacher diagram.
  • the loads of the components of a fuel injection system under very high pressure fuel can - especially in the range of
  • the nitriding method of the present invention minimizes the cavitation damage caused by the high pressure load by further increasing the ductility (toughness) under the material surface of the components by the nitriding method.
  • the nitriding process has a positive effect on the swelling resistance. As a result, the life or fatigue strength of the components is increased.
  • the method for nitriding a high pressure-loaded, made of an alloy steel component of a fuel injection system comprises the following method steps:
  • Activating reduces the resistance of the component to the diffusion of nitrogen. This step thus increases the nitridability of the component.
  • the subsequent pre-oxidation leads to the component having a higher corrosion resistance during operation.
  • the actual nitriding is divided into two steps, in which preferably ammonia-containing gas is used:
  • a first nitriding step with a first nitriding characteristic K N, i in the ⁇ -nitride region serves to increase the stickiness of the component and thus increase the hardness of the component, both in the so-called bonding layer on the surface of the component and in the latter lying diffusion layer.
  • a second nitriding step with a second nitriding index K N, 2 in the ⁇ '-nitride region results in the bonding layer not becoming too thick.
  • bonding layer has a high hardness, but at the same time is very brittle and thus also very susceptible to cavitation.
  • the first Nitrierkenniere K N, i is between 1 and 10, preferably between 2 and 8.
  • the first Nitrierkenniere K N, i is therefore comparatively high. This results in the teacher diagram at temperatures between 520 ° C and 570 ° C substantially in the ⁇ -nitride region, which ensures a high nitrogen uptake of the activated and flowed around by the nitriding gas component.
  • the second Nitrierkenniere K N, 2 is between 0.2 and 0.4.
  • the second Nitrierkenniere K N, 2 is therefore relatively low. This obstructs a deep in-diffusion of a high nitrogen content into the component. It mainly increases the nitrogen content in the connecting layer; in the base material, the nitrogen content increases to not more than about 6%. The toughness of the component is thus largely retained.
  • a component which has been nitrided by the method according to the invention in a first depth ti of 10 ⁇ to the surface of the component, a mass fraction of nitrogen between 3% and 8% up.
  • the comparatively large drop in the mass fraction of the nitrogen already in 10 ⁇ m component depth leads to a comparatively high toughness of the component despite the high surface hardness.
  • the transition from the connecting layer to the diffusion layer is also approximately at this component depth.
  • a component which has been nitrided by the method according to the invention in a second depth t 2 of 15 ⁇ to the surface of the component to a mass fraction of nitrogen between 2% and 7%. This leads to a further increase in the toughness of the component compared to known nitriding.
  • a component which has been nitrided by the method according to the invention in a third depth t 3 of 20 ⁇ to the surface of the component to a mass fraction of nitrogen between 2% and 6%. This leads to a further increase in the toughness of the component compared to known nitriding.
  • the nitrogen content runs asymptotically to the end of the diffusion zone, and then drops relatively abruptly towards the end of the diffusion zone to the nitrogen content already contained in the base material.
  • the diffusion zone extends to about 500 ⁇ into the component interior.
  • Nitrogen content is lowered from the third depth is so far that form only a few nitride deposits.
  • the necessary toughness of the material is thus given from this component depth.
  • the component is a nozzle body of a
  • Fuel! Njektors for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein the fuel! having a nozzle needle, which is longitudinally movably guided in the nozzle body. Due to the high pressure and the high flow rate of the fuel in the fuel injector and there especially in the nozzle body just just the nozzle body is suitable for a nitriding process according to the invention. For example, to the
  • Internal combustion engine may be a very high
  • Fig.l shows a teacher diagram in which the nitriding index K N on the
  • Nitriertemperatur T is applied, wherein an area for a step of the method according to the invention with a second Nitrierkennminder K N, 2 is characterized.
  • FIG. 2 shows a diagram in which the mass fraction of the nitrogen of a nitrided with the inventive method component depending on the component depth.
  • FIG. 1 shows a teacher diagram: The various state phases of the system iron-nitrogen of a component as a function of the temperature T and the nitriding characteristic K N are shown.
  • the nitriding index K N is plotted logarithmically above the nitriding temperature T.
  • the nitration time is not indicated in the teacher diagram, but usually ranges from 1 hour to 100 hours.
  • the nitriding index K N is defined as
  • p (NH 3 ) is the partial pressure of the ammonia and p (H 2 ) is the partial pressure of the hydrogen.
  • the partial pressure is the pressure in an ideal one
  • the partial pressure corresponds to the pressure that would be exerted by the single gas component in the presence of the respective volume.
  • Partial pressure is usually used instead of the mass concentration when considering the diffusion behavior of the dissolved gas.
  • the state phases of the iron-nitrogen system are divided into an ⁇ -nitride region, a ⁇ -nitride region, a ⁇ '-nitride region and an a-nitride region.
  • ⁇ -nitrides have very high proportions of nitrogen and are generally found on the surface of the nitrided component, the so-called connection layer or the underlying diffusion layer.
  • the ⁇ '-nitride region also has a high nitrogen content, but with more order of the nitrogen atoms than in the ⁇ -nitride region.
  • the ⁇ '-nitride region is also found in the bonding and diffusion layer. Both the ⁇ -nitride region and the ⁇ '-nitride region are comparatively hard and brittle. At very high temperatures, but outside the
  • Nitriding process according to the invention also occur ⁇ -nitrides, which have very high nitrogen concentrations.
  • the ⁇ -nitride region has a
  • a-nitride regions are usually in the diffusion layer and in the
  • FIG. 1 shows a hatched area 12, which lies substantially in the ⁇ '-nitride area, with a temperature T in the range between approximately 520 ° C. and 570 ° C. and with a nitriding index K N in the range between approximately 0, 2 and 0.4.
  • this hatched region identifies the process step with the low second nitriding characteristic K N, 2 .
  • FIG. 2 shows a diagram in which the mass fraction of the nitrogen "mass% of N" of a nitrided with the inventive method component over the component depth "t [ ⁇ ]" is plotted.
  • the component depth t is perpendicular to the surface and the mass fraction of nitrogen is for one area
  • the nitrogen-containing compound layer of a treated with the inventive method component is only about 5 ⁇ to 10 ⁇ strong and then the diffusion layer begins.
  • the diffusion layer may extend into the component depth up to more than 500 ⁇ m, but this is not shown in FIG. 2 for reasons of illustration.
  • the fuel! Njektor 1 has a nozzle body 4, in which a pressure chamber 2 is formed.
  • the pressure chamber 2 is filled with fuel under high pressure and is for example from a common rail, not shown, or one not shown
  • a nozzle needle 3 is arranged longitudinally movable. The nozzle needle 3 opens and closes by their longitudinal movement in the nozzle body 4 formed
  • Injection openings 5 for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine not shown.
  • the nozzle body 4 is exposed to cavitation risks, especially in the area of the injection openings 5.
  • the method according to the invention for nitriding a high pressure-loaded, alloyed steel component of a fuel injection system, for example the nozzle body 4, consists of the following method steps:

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Abstract

Verfahren zum Nitrieren eines hochdruckbelasteten, aus einem legierten Stahl bestehenden Bauteils eines Kraftstoffeinspritzsystems mit folgenden Verfahrensschritten : - Aktivieren des Bauteils in anorganischer Säure, - Voroxidieren des Bauteils in sauerstoffhaltiger Atmosphäre zwischen 380°C und 420°C, - Nitrieren des Bauteils zwischen 520°C und 570°C bei einer hohen ersten Nitrierkennzahl KN,1 im ε-Nitrid-Bereich, - Nitrieren des Bauteils zwischen 520°C und 570°C bei einer niedrigen zweiten Nitrierkennzahl KN,2 im γ'-Nitrid-Bereich.

Description

Titel
Verfahren zum Nitrieren eines Bauteils eines Kraftstoffeinspritzsvstems
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nitrieren eines hochdruckbelasteten, aus einem legierten Stahl bestehenden Bauteils eines Kraftstoffeinspritzsystems.
Stand der Technik
Aus der Offenlegungsschrift DE 102 56 590 AI ist bekannt, dass eine
Einspritzdüse eines Kraftstoffeinspritzsystems sehr widerstandsfähig wird, wenn die Einspritzdüse einen nitrierten Zustand aufweist. Dabei erhöhen sich vor allem die Korrosionsbeständigkeit und der Verschleißwiderstand. Auf das
Nitrierverfahren an sich wird in dieser Schrift jedoch nicht eingegangen.
Weiterhin ist aus der Offenlegungsschrift WO 2001/042528 AI ein Verfahren zum Nitrieren einer Einspritzdüse bekannt. Das bekannte Nitrierverfahren weist in einem ersten Schritt ein Nitrocarburierverfahren in einem Salzbad auf und danach in einem zweiten Schritt ein Gasnitrierverfahren bei einer Temperatur zwischen 520°C und 580°C bei niedrigem Nitrierpotential bzw. niedriger
Nitrierkennzahl (im Bereich zwischen 0,08 und 0,5), also im sogenannten a- Bereich des Lehrer-Diagramms.
Die Belastungen der Bauteile eines Kraftstoffeinspritzsystems mit unter sehr hohem Druck stehendem Kraftstoff können - speziell im Bereich von
Drosselstellen - zu einer sehr hohen Kavitationsbelastung dieser Bauteile führen. Selbst bei den mit oben beschriebenem Nitrierverfahren behandelten Bauteilen kann dies zu größeren Kavitationsschäden führen.
Offenbarung der Erfindung
Demgegenüber minimiert das erfindungsgemäße Nitrierverfahren die durch die hohe Druckbelastung hervorgerufenen Kavitationsschäden, indem die Duktilität (Zähigkeit) unter der Materialoberfläche der Bauteile durch das Nitrierverfahren weiter gesteigert wird. Zusätzlich wirkt sich das Nitrierverfahren positiv auf die Schwellfestigkeit aus. Dadurch wird die Lebensdauer bzw. die Dauerfestigkeit der Bauteile gesteigert.
Dazu weist das Verfahren zum Nitrieren eines hochdruckbelasteten, aus einem legierten Stahl bestehenden Bauteils eines Kraftstoffeinspritzsystems folgende Verfahrensschritte auf:
- Aktivieren des Bauteils in anorganischer Säure,
- Voroxidieren des Bauteils in sauerstoffhaltiger Atmosphäre zwischen 380°C und 420°C,
- Nitrieren des Bauteils zwischen 520°C und 570°C bei einer hohen ersten
Nitrierkennzahl KN,i im ε-Nitrid-Bereich,
- Nitrieren des Bauteils zwischen 520°C und 570°C bei einer niedrigen zweiten Nitrierkennzahl KN,2 im γ'-Nitrid-Bereich.
Durch das Aktivieren wird der Widerstand des Bauteils gegen das Eindiffundieren des Stickstoffs verringert. Dieser Schritt erhöht also die Nitrierbarkeit des Bauteils. Das anschließende Voroxidieren führt dazu, dass das Bauteil im Betrieb eine höhere Korrosionsbeständigkeit aufweist.
Das eigentliche Nitrieren wird in zwei Schritte unterteilt, bei denen vorzugsweise ammoniakhaltiges Gas verwendet wird:
- Ein erster Nitrierschritt mit einer ersten Nitrierkennzahl KN,i im ε-Nitrid-Bereich dient der Stickst off auf nähme des Bauteils und damit der Erhöhung der Härte des Bauteils, sowohl in der sogenannten Verbindungsschicht an der Oberfläche des Bauteils als auch in der darunter liegenden Diffusionsschicht. - Ein zweiter Nitrierschritt mit einer zweiten Nitrierkennzahl KN,2 im γ'-Nitrid- Bereich führt dazu, dass die Verbindungsschicht nicht zu dick wird. Die
Verbindungsschicht besitzt zwar eine hohe Härte, ist aber gleichzeitig sehr spröde und damit auch sehr anfällig gegenüber Kavitationsbelastungen.
Durch das erfindungsgemäße Nitrierverfahren werden neben der Reduktion der Dicke der spröden Verbindungsschicht vor allem die Nitrideinlagerungen entlang der Korngrenzen in der Diffusionsschicht gegenüber den bekannten
Nitrierverfahren reduziert. Dadurch werden die Korngrenzen weniger
bruchempfindlich, was die Zähigkeit und damit die Robustheit gegenüber Kavitationsangriff, sowie die Schwellfestigkeit des Bauteils erhöht.
Vorteilhafterweise liegt die erste Nitrierkennzahl KN,i zwischen 1 und 10, vorzugsweise zwischen 2 und 8. Die erste Nitrierkennzahl KN,i ist also vergleichsweise hoch. Dadurch befindet man sich im Lehrer-Diagramm bei Temperaturen zwischen 520°C und 570°C im Wesentlichen im ε-Nitrid-Bereich, welcher eine hohe Stickstoffaufnahme des aktivierten und vom Nitriergas umströmten Bauteils sicherstellt.
Weiterhin vorteilhafterweise liegt die zweite Nitrierkennzahl KN,2 zwischen 0,2 und 0,4. Die zweite Nitrierkennzahl KN,2 ist also vergleichsweise niedrig. Dadurch wird ein tiefes Eindiffundieren eines hohen Stickstoffgehalts in das Bauteil behindert. Es erhöht sich vorwiegend der Stickstoffgehalt in der Verbindungsschicht; im Grundwerkstoff steigt der Stickstoffmassenanteil auf nicht mehr als etwa 6%. Die Zähigkeit des Bauteils bleibt somit weitestgehend erhalten.
In einer vorteilhaften Ausführung weist ein Bauteil, das nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren nitriert wurde, an seiner Oberfläche einen Massenanteil des Stickstoffs zwischen 11% und 25% auf. Dies sorgt für eine sehr harte, kavitations-, verschleiß- und korrosionsbeständige Oberfläche des Bauteils.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist ein Bauteil, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nitriert wurde, in einer ersten Tiefe ti von 10 μηι zu der Oberfläche des Bauteils einen Massenanteil des Stickstoffs zwischen 3% und 8% auf. Der vergleichsweise starke Abfall des Massenanteils des Stickstoffs bereits in 10 μηι Bauteiltiefe führt zu einer vergleichsweise hohen Zähigkeit des Bauteils trotz der hohen Oberflächenhärte. In etwa dieser Bauteiltiefe befindet sich auch der Übergang von der Verbindungs- zur Diffusionsschicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist ein Bauteil, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nitriert wurde, in einer zweiten Tiefe t2 von 15 μηι zu der Oberfläche des Bauteils einen Massenanteil des Stickstoffs zwischen 2% und 7% auf. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung der Zähigkeit des Bauteils im Vergleich zu bekannten Nitrierverfahren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist ein Bauteil, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nitriert wurde, in einer dritten Tiefe t3 von 20 μηι zu der Oberfläche des Bauteils einen Massenanteil des Stickstoffs zwischen 2% und 6% auf. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung der Zähigkeit des Bauteils im Vergleich zu bekannten Nitrierverfahren.
Ab dieser Bauteiltiefe verläuft der Stickstoffanteil asymptotisch bis zum Ende der Diffusionszone, um dann zum Ende der Diffusionszone relativ abrupt auf den im Grundwerkstoff bereits enthaltenen Stickstoffanteil abzufallen. Üblicherweise reicht die Diffusionszone dabei bis etwa 500 μηι ins Bauteilinnere. Der
Stickstoffanteil ist ab der dritten Tiefe is so weit abgesenkt, dass sich nur noch wenige Nitrideinlagerungen bilden. Die notwendige Zähigkeit des Werkstoffs ist somit ab dieser Bauteiltiefe gegeben.
In einer vorteilhaften Ausführung ist das Bauteil ein Düsenkörper eines
Kraftstoff! njektors zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei der Kraftstoff! njektor eine Düsennadel aufweist, die längsbeweglich in dem Düsenkörper geführt ist. Aufgrund des hohen Drucks und der hohen Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs in dem Kraftstoffinjektor und dort speziell im Düsenkörper eignet sich eben gerade der Düsenkörper für ein erfindungsgemäßes Nitrierverfahren. Beispielsweise an den
Einspritzöffnungen des Düsenkörpers, welche in den Brennraum der
Brennkraftmaschine münden, besteht unter Umständen eine sehr hohe
Kavitationsbelastung. Aufgrund der gesteigerten Schwellfestigkeit des Düsenkörpers durch das erfindungsgemäße Nitrierverfahren können dadurch hervorgerufene Kavitationsschäden minimiert oder sogar gänzlich vermieden werden.
Zeichnungen
Fig.l zeigt ein Lehrer-Diagramm, in dem die Nitrierkennzahl KN über der
Nitriertemperatur T aufgetragen ist, wobei ein Bereich für einen Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer zweiten Nitrierkennzahl KN,2 gekennzeichnet ist.
Fig.2 zeigt ein Diagramm, in dem der Massenanteil des Stickstoffs eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nitrierten Bauteils in Abhängigkeit der Bauteiltiefe.
Fig.3 zeigt schematisch einen Teil eines Kraftstoff! njektors, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.
Beschreibung
Fig.l zeigt ein Lehrer-Diagramm: Es werden die verschiedenen Zustandsphasen des Systems Eisen-Stickstoff eines Bauteils in Abhängigkeit der Temperatur T und der Nitrierkennzahl KN gezeigt. Die Nitrierkennzahl KN ist logarithmisch über der Nitriertemperatur T aufgetragen. Die Nitrierdauer ist im Lehrer-Diagramm nicht angegeben, üblicherweise liegt sie jedoch in einem Bereich zwischen 1 Stunde und 100 Stunden.
Die Nitrierkennzahl KN ist definiert als
_ p(NH3 )
Dabei sind p(NH3) der Partialdruck des Ammoniaks und p(H2) der Partialdruck des Wasserstoffs. Der Partialdruck ist jeweils der Druck in einem idealen
Gasgemisch, der einer einzelnen Gaskomponente zugeordnet ist. Das heißt, der Partialdruck entspricht dem Druck, den die einzelne Gaskomponente bei alleinigem Vorhandensein im betreffenden Volumen ausüben würde. Der Partialdruck wird üblicherweise dann anstelle der Massenkonzentration verwendet, wenn das Diffusionsverhalten des gelösten Gases betrachtet wird.
Die Zustandsphasen des Systems Eisen-Stickstoff werden unterteilt in einen ε- Nitrid-Bereich, einen γ-Nitrid-Bereich, einen γ'-Nitrid-Bereich und einen a-Nitrid- Bereich. ε-Nitride weisen sehr hohe Stickstoffmassenanteile auf und sind in der Regel an der Oberfläche des nitrierten Bauteils zu finden, der sogenannten Verbindungsschicht oder der darunter liegenden Diffusionsschicht. Der γ'-Nitrid- Bereich weist ebenfalls einen hohen Stickstoffanteil auf, allerdings mit mehr Ordnung der Stickstoffatome als im ε-Nitrid-Bereich. Der γ'-Nitrid-Bereich ist ebenfalls in der Verbindungs- und Diffusionsschicht zu finden. Sowohl der ε- Nitrid-Bereich als auch der γ'-Nitrid-Bereich sind vergleichsweise hart und spröde. Bei sehr hohen Temperaturen, jedoch außerhalb des
erfindungsgemäßen Nitrierverfahrens, treten auch γ-Nitride auf, die sehr hohe Stickstoffkonzentrationen aufweisen. Der α-Nitrid-Bereich weist eine
vergleichsweise niedrige Stickstoffkonzentration auf und ist vergleichsweise zäh. a-Nitrid-Bereiche sind üblicherweise in der Diffusionsschicht und im
Grundwerkstoff zu finden.
Fig.l zeigt einen schraffierten Bereich 12, der im Wesentlichen im γ'-Nitrid- Bereich liegt, mit einer Temperatur T im Bereich zwischen ca. 520°C und 570°C und mit einer Nitrierkennzahl KN im Bereich zwischen ca. 0,2 und 0,4. Dieser schraffierte Bereich kennzeichnet im erfindungsgemäßen Nitrierverfahren den Verfahrensschritt mit der niedrigen zweiten Nitrierkennzahl KN,2.
Fig.2 zeigt ein Diagramm, in dem der Massenanteil des Stickstoffs„Mass-% of N" eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nitrierten Bauteils über der Bauteiltiefe„t [μηι]" aufgetragen ist. Dabei verläuft die Bauteiltiefe t senkrecht zur Oberfläche und der Massenanteil des Stickstoffs ist für einen Bereich
angegeben, der mit mindestens 1 mm Abstand zur nächsten Kante oder zum nächsten Konturübergang liegt. Die Kurve„MAX" stellt den maximalen und die Kurve„MIN" den minimalen Massenanteil des Stickstoffs des behandelten Bauteils dar. In Fig.2 ist zu erkennen, dass die stickstoffhaltige Verbindungsschicht eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Bauteils nur etwa 5 μηι bis 10 μηι stark ist und danach die Diffusionsschicht beginnt. Die Diffusionsschicht kann bis über 500 μηι in die Bauteiltiefe reichen, was aber aus Darstellungsgründen in der Fig.2 nicht gezeigt ist.
Fig.3 zeigt schematisch einen Teil eines Kraftstoff! njektors 1, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Der Kraftstoff! njektor 1 weist einen Düsenkörper 4 auf, in dem ein Druckraum 2 ausgebildet ist. Der Druckraum 2 ist mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff gefüllt und wird beispielsweise von einem nicht dargestellten Common Rail oder einer nicht dargestellten
Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems gespeist. Im Druckraum 2 ist eine Düsennadel 3 längsbeweglich angeordnet. Die Düsennadel 3 öffnet und schließt durch ihre Längsbewegung im Düsenkörper 4 ausgebildete
Einspritzöffnungen 5 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Der Düsenkörper 4 ist speziell im Bereich der Einspritzöffnungen 5 Kavitationsrisiken ausgesetzt. Um die
Kavitationsresistenz des Düsenkörpers 4 zu erhöhen, wird das
erfindungsgemäße Nitrierverfahren eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Nitrieren eines hochdruckbelasteten, aus einem legierten Stahl bestehenden Bauteils eines Kraftstoffeinspritzsystems, beispielsweise des Düsenkörpers 4, besteht aus folgenden Verfahrensschritten:
1) Aktivieren des Bauteils in anorganischer Säure.
2) Voroxidieren des Bauteils in sauerstoffhaltiger Atmosphäre zwischen 380°C und 420°C.
3) Nitrieren des Bauteils zwischen 520°C und 570°C bei einer hohen ersten Nitrierkennzahl KN,i im ε-Nitrid-Bereich, vorzugsweise mit 1 < KN,i ^ 10.
4) Nitrieren des Bauteils zwischen 520°C und 570°C bei einer niedrigen zweiten Nitrierkennzahl KN,2 im γ'-Nitrid-Bereich, vorzugsweise mit 0,2 < KN,2 ^ 0,4.
Dadurch stellt sich für das Bauteil ein Massenanteil des Stickstoffs in
Abhängigkeit der Bauteiltiefe t ein, wie er in Fig.2 gezeigt ist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Nitrieren eines hochdruckbelasteten, aus einem legierten Stahl bestehenden Bauteils eines Kraftstoffeinspritzsystems,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- Aktivieren des Bauteils in anorganischer Säure
- Voroxidieren des Bauteils in sauerstoffhaltiger Atmosphäre zwischen 380°C und 420°C
- Nitrieren des Bauteils zwischen 520°C und 570°C bei einer hohen ersten
Nitrierkennzahl KN,i im ε-Nitrid-Bereich
- Nitrieren des Bauteils zwischen 520°C und 570°C bei einer niedrigen zweiten Nitrierkennzahl KN,2 im γ'-Nitrid-Bereich.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Nitrierkennzahl KN,i zwischen 1 und 10 liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Nitrierkennzahl KN,2 zwischen 0,2 und 0,4 liegt.
4. Bauteil, nitriert nach einem Verfahren der Ansprüche 1-3, dadurch
gekennzeichnet, dass an der Oberfläche des Bauteils der Massenanteil des Stickstoffs zwischen 11% und 25% liegt.
5. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Tiefe ti von 10 μηι zu der Oberfläche des Bauteils der Massenanteil des Stickstoffs zwischen 3% und 8% liegt.
6. Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Tiefe t2 von 15 μηι zu der Oberfläche des Bauteils der Massenanteil des Stickstoffs zwischen 2% und 7% liegt.
7. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Tiefe t3 von 20 μηι zu der Oberfläche des Bauteils der Massenanteil des Stickstoffs zwischen 2% und 6% liegt.
8. Kraftstoffinjektor (1) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einer Düsennadel (3), die längsbeweglich in einem Düsenkörper (4) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (4) ein Bauteil nach einem der Ansprüche 4 bis 7 ist.
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