DE102008037747A1 - bimetal - Google Patents

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Abstract

Ein Bimetallventil mit einem den Schaftteil (16) enthaltenden Teilventilrohling aus einer ersten Legierung und einem den Ventilteller (17) bildenden Verbundteil aus einer zweiten Legierung höhrerer Güte wird hergestellt durch Verbinden des Teilventilrohlings mit dem Verbundteil zu einem Verbundventilrohling mit anschließendem Schmieden des Verbundventilrohlings zu einem Bimetallventilrohling (15).A bimetallic valve having a first valve alloy valve stem containing the stem member (16) and a second grade higher alloy composite member is fabricated by connecting the valve member blank to the composite member to a composite valve blank, followed by forging the composite valve blank into a bimetallic valve blank (15).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bimetallventil für Verbrennungsmotoren, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie einen Verbundventilrohling zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bimetallventils.The The present invention relates to a bimetal valve for internal combustion engines, a method for its production and a composite valve blank for Production of a bimetallic valve according to the invention.

Bimetallventile der eingangs genannten Art werden hauptsächlich als Auslassventile für hoch belastete Verbrennungsmotoren, insbesondere als Schiffsantriebe, verwendet. Der Ventilteller besteht dabei häufig aus einer hochtemperaturfesten und korrosionsbeständigen Nickelbasislegierung. Derartige Bimetallventile eignen sich insbesondere zum Einsatz in Schwerölmotoren auf Schiffen. Nicht zuletzt aus Kostengründen wird für den Schaftteil des Ventils üblicherweise eine – verglichen mit der Nickelbasislegierung – wesentlich kostengünstigere Eisenbasislegierung als martensitischer oder austenitischer Ventilstahl verwendet. Ventilteller und Schaftteil werden dabei separat aus den jeweiligen Legierungen hergestellt und an einer gemeinsamen Verbindungsfläche im Schaftbereich miteinander verschweißt.bimetallic of the type mentioned are mainly as exhaust valves for highly loaded internal combustion engines, in particular as marine propulsion, used. The valve disk often consists of one high temperature resistant and corrosion resistant nickel base alloy. Such bimetallic valves are particularly suitable for use in Heavy fuel engines on ships. Not least for cost reasons becomes common for the stem portion of the valve one - compared to the nickel-based alloy - essential cheaper iron-based alloy than martensitic or austenitic valve steel used. Valve disc and shaft part are made separately from the respective alloys and on a common connection surface in the shaft region welded together.

Ein weiteres Bimetallventil, bei welchem Ventilschaft und Ventilteller aus verschiedenen Legierungen bestehen ist aus der DE 10209346 A1 bekannt. Dabei wird ein Schaftende des aus einer ersten Legierung hergestellten Schaftteils mit einer zweiten Legierung zur Ausbildung des Ventiltellers umgossen. Für eine solide metallurgische Verbindung zwischen den beiden Legierungen wird ein aufwendiges Gussverfahren mit hohem Fülldruck vorgeschlagen, wobei zur Verbesserung der Stabilität der Verbindung ggfs. ein Formschluss mittels zusätzlich vorzusehender Kerben oder Nuten vorgesehen ist.Another bimetallic valve in which the valve stem and valve disc consist of different alloys is from the DE 10209346 A1 known. In this case, a shaft end of the shaft part produced from a first alloy is encapsulated with a second alloy to form the valve disk. For a solid metallurgical connection between the two alloys, a complex casting method with high filling pressure is proposed, wherein, to improve the stability of the connection, if necessary, a positive connection by means of additionally provided notches or grooves is provided.

Ferner ist aus der DE 3205183 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Tellerventils bekannt, bei welchem auf den Formrohling eines Tellerventils ein Hochtemperaturwerkstoff auf Basis einer (Kobalt-)Nickelchrom Superlegierung durch Schweißen, insbesondere Reibschweißen, aufgebracht wird, und anschließend der Rohling zum Fertigprodukt verformt wird. Dabei bildet die Superlegierung bevorzugt den Ventilboden; zusätzlich wird vorgeschlagen, die Hochtemperaturwerkstoffschicht an den Rändern des Ventilbodens in Richtung zum Umfang des Ventiltellers hoch zu ziehen. Zur Vergütung des Ventils im Bereich des Ventilsitzes soll dort ggfs. eine Panzerung aus mechanisch hochwertigem Stahl aufgebracht werden. Insgesamt erweist sich das bekannte Herstellungsverfahren fertigungstechnisch als äußerst komplex.Furthermore, from the DE 3205183 A1 a method for producing a poppet valve, in which on the mold blank of a poppet valve, a high-temperature material based on a (cobalt) nichrome superalloy by welding, in particular friction welding, is applied, and then the blank is deformed to the finished product. The superalloy preferably forms the valve bottom; In addition, it is proposed to pull up the high-temperature material layer at the edges of the valve bottom in the direction of the circumference of the valve disk. To compensate for the valve in the region of the valve seat there should possibly be applied. An armor made of mechanically high quality steel. Overall, the known manufacturing process proves to be extremely complex in terms of manufacturing technology.

Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bimetallventil der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches sich bei möglichst einfacher Herstellung und niedrigen Herstellungskosten durch eine hohe Güte der metallurgischen Verbindung im Übergangsbereich beider Legierungen auszeichnet und dadurch erhöhten Belastungen widersteht.outgoing It is therefore the object of the above-described prior art the present invention, a bimetallic valve of the aforementioned To provide kind, which is as simple as possible Production and low production costs by a high quality the metallurgical connection in the transition region of both Alloys characterized and thereby increased loads resists.

Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Bimetallventil nach Anspruch 1 sowie das entsprechende Herstellungsverfahren nach den Ansprüchen 5 und 6 gelöst. Ferner wird im Rahmen der Erfindung ein Verbundventilrohling mit einer angeformten Stauchbirne zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bimetallventils zur Verfügung gestellt.These Task is achieved by a bimetallic valve according to the invention according to claim 1 and the corresponding manufacturing method according to the claims 5 and 6 solved. Further, in the According to the invention, a composite valve blank with an integrally formed Stamper bulb for the production of the invention Bimetallic valve provided.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren der Bimetallventilrohling aus einem Verbundventilrohling mit einem Schaftteil aus einer ersten Legierung und einem Ventilteller aus einer zweiten Legierung durch Verbundgießen oder Verschweißen hergestellt wird, der anschließend geschmiedet wird. Bevorzugt kann auch noch ein dem Schmieden nachfolgender Wärmebehandlungsschritt vorgesehen sein. Als erste Legierung wird bevorzugt eine Eisenbasislegierung, z. B. X45CrNiW189 oder 26 CrNiW2010 verwendet. Die zweite Legierung ist bevorzugt eine Nickelbasislegierung, die hinsichtlich ihrer Temperatur-, Korrosions- und Verschleißfestigkeit eine deutlich höhere Güte als austenitischer Stahl aufweist.The present invention is characterized in that according to the invention Manufacturing process of the bimetal valve blank from a composite valve blank with a shaft part made of a first alloy and a valve disk from a second alloy by composite casting or welding is produced, which is then forged. Prefers can also be a forging subsequent heat treatment step be provided. The first alloy is preferably an iron-based alloy, z. X45CrNiW189 or 26 CrNiW2010. The second alloy is preferably a nickel-based alloy, which in terms of their Temperature, corrosion and wear resistance one significantly higher quality than austenitic steel having.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist vorgesehen, dass zuerst ein aus der ersten Legierung gefertigter Teilventilrohling durch Gießen, Extrudieren oder Schmieden hergestellt wird. Mit diesem Teilventilrohling wird dann ein Verbundteil aus der zweiten Legierung verbunden. Dazu kann der Teilventilrohling in eine Gussform eingebracht werden, wonach die Form mit der schmelzflüssigen zweiten Legierung zur Bildung eines Verbundventilrohlings gefüllt wird. Alternativ kann der Teilventilrohling durch Aufschweißen, z. B. Reibschweißen, mit einem geschmiedeten oder gegossenen Verbundteil aus der zweiten Legierung verbunden werden. Danach schließt sich der Schmiedeschritt zur Ausformung des Bimetallventilrohlings an, aus dem das fertige Bimetallventil durch spanende Bearbeitung hergestellt wird.in the Frame of the manufacturing method according to the invention is provided that first made of the first alloy Partial valve blank by casting, extruding or forging will be produced. With this part valve blank then becomes a composite part connected from the second alloy. For this purpose, the part valve blank are introduced into a mold, after which the mold with the molten second alloy filled to form a composite valve blank becomes. Alternatively, the partial valve blank can be welded by welding, z. B. friction welding, with a forged or cast Composite part of the second alloy to be connected. After that closes The forging step for forming the bimetal valve blank from which the finished bimetallic valve by machining will be produced.

Wie nachfolgend näher erläutert kann es sich bei dem Teilventilrohling in vorteilhafter Weise um eine mit in einer Gussform hergestellte Stauchbirne handeln; dieser kann alternativ auch aus einem einseitig konduktiv angestauchten Schaft gebildet sein. Denkbar ist auch, dass ein Teilventilrohling als Schmiedeteil mit Stauchbirne oder durch spanende Bearbeitung hergestellt wird. Ein derartiger Teilventilrohling kann dann auf der den späteren Ventilteller bildenden Seite mit der zweiten Legierung umgossen werden, wonach in einem nachfolgenden Schmiedeschritt ein erfindungsgemäßer Bimetallventilrohling gefertigt wird.As explained in more detail below, the partial valve blank can advantageously be an upsetting bulb made in a casting mold; this can alternatively be formed from a unilaterally conductive upturned shaft. It is also conceivable that a part valve blank is produced as a forged part with upsetting bulb or by machining. Such a partial valve blank can then be encapsulated on the later valve plate forming side with the second alloy after which a bimetallic valve blank according to the invention is produced in a subsequent forging step.

Dadurch dass auf den mittels gängiger Gießverfahren auszuführenden Verbundguss des Verbundventilrohlings ein Formgebungsschritt mittels Schmieden erfolgt, ergibt sich eine besonders innige und homogene Verbindung der beiden den erfindungsgemäßen Bimetallventilrohling bildenden Legierungen.Thereby that on the executed by means of common casting process Composite casting of composite valve blank a forming step by forging takes place, results in a particularly intimate and homogeneous connection the two of the bimetal valve blank according to the invention forming alloys.

Von besonderem Vorteil ist bei dem erfindungsgemäßen Bimetallventil ferner, dass der Ventilteller – jedenfalls bezogen auf seine hochbelastete Außenfläche – aus einer zweiten Legierung hoher Güte, insbesondere aus der bereits genannten hochwärmefesten Nickelbasislegierung besteht, so dass insbesondere der Ventiltellerboden, der Umfangsbereich des Ventiltellers und der Ventilsitz bei hoher Temperaturfestigkeit entsprechend korrosions-, temperatur- und verschleißbeständig sind. Der Übergangsbereich zwischen Nickelbasislegierung und Eisenbasislegierung stellt eine Verbundstelle mit hoher Güte dar, die bisher nicht auf so einfache Weise erzielbar war; es bildet sich nämlich im Übergangsbereich – durch die nacheinander ausgeführten Verfahrensschritte des Gießens und des Schmiedens – ein besonders feinkörniges Gefüge, was selbst bei hohen Beanspruchungen eine erhöhte Lebensdauer gegenüber bisher bekannten Bimetallventilen bietet. Bisher waren bei der Herstellung von gattungsgemäßen Bimetallventilen Gieß- und Schmiedeverfahren stets nur als alternative Herstellungsverfahren bekannt; erst deren erfindungsgemäße Kombination bringt die genannten Vorteile mit sich. Der das Herstellungsverfahren ggfs. abschließende Wärmebehandlungsschritt sorgt zusätzlich für eine hochbelastbare Oberflächenstruktur und verbessert dabei gleichzeitig nochmals die metallurgische Verbindung der beiden verwendeten Legierungen.From particular advantage is in the inventive Bimetallic valve further, that the valve plate - anyway based on its highly loaded outer surface - from a second high-grade alloy, in particular from already mentioned high heat resistant nickel base alloy exists, so that in particular the valve disc bottom, the peripheral region the valve disk and the valve seat with high temperature resistance Corresponding to corrosion, temperature and wear resistant are. The transition region between nickel-based alloy and iron-based alloy provides a high quality bond which was previously not so easy to achieve; it forms namely in the transition area - through the successively executed process steps of the casting and forging - a particularly fine-grained Microstructure, which increases even at high loads Lifetime compared to previously known bimetallic valves offers. So far, in the production of generic Bimetallic valves Casting and forging processes always only known as alternative manufacturing methods; only their invention Combination brings the advantages mentioned. The the manufacturing process if necessary, final heat treatment step ensures additionally for a heavy-duty surface structure while at the same time again improving the metallurgical bond of the both alloys used.

Bei dem Verbundventilrohling handelt es sich in einer bevorzugten Ausführungsform um eine Verbundgussstauchbirne, zu deren Herstellung an das gestauchte Ende eines aus der ersten Legierung bestehenden Teilventilrohlings, ein Verbundteil aus einer zweiten Legierung in einer Gussform angegossen wird. Dabei bildet die Stauchbirne im wesentlichen den Schaftteil des späteren Bimetallventils, der Verbundteil im wesentlichen den Ventilteller inklusive Ventilboden und Ventilsitz des späteren Bimetallventils.at the composite valve blank is in a preferred embodiment to a composite casting pear, for their production of the compressed End of a partial valve blank made of the first alloy, a composite part of a second alloy is cast in a mold becomes. The upsetting bulb essentially forms the shaft part the later bimetallic valve, the composite part substantially the valve plate including valve bottom and valve seat of the later Bimetal valve.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die gesamte Verbindungsfläche des Teilventilrohlings bzw. der Stauchbirne, an welche die zweite Legierung in dem Verbundgussschritt angegossen wird, im wesentlichen innerhalb einer senkrecht zur Längsachse des Schaftteils des Teilventilrohlings orientierten Ebene verläuft. Dadurch, dass bei dem auf das Verbundgießen folgenden Schmiedeschritt die Schmiedekraft bzw. der Schmiededruck in gewohnter Weise koaxial zum Schaftteil des Ventils aufgebracht wird, ergibt sich infolge maximaler Kraftwirkung im gesamten Über gangsbereich zwischen erster und zweiter Legierung eine besonders optimale Verbindung zwischen beiden Legierungen.at an advantageous embodiment of the invention is provided that the entire connecting surface of the part valve blank or the upsetting bulb to which the second alloy in the composite casting step is cast, essentially within a perpendicular to the longitudinal axis the shaft portion of the part valve blank oriented plane extends. Due to the fact that in the forging casting following the composite casting the forging force or the forging pressure in the usual way coaxial with Shaft part of the valve is applied, resulting from maximum Force effect in the entire transitional area between the first and second alloy a particularly optimal connection between both alloys.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass vor dem Angießen der zweiten Legierung die Verbindungsfläche des Teilventilrohlings zur Erzielung einer insgesamt besseren metallurgischen Verbindung erhitzt wird. Im Fall von austenitischem Stahl als erster Legierung kann es zweckmäßig sein, wenn die Verbindungsfläche unmittelbar vor dem Verbundgussschritt und ggfs. während des Verbundgussschrittes auf eine erhöhte Temperatur gebracht wird, z. B. auf eine Temperatur im Bereich zwischen 900°C und 1100°C erhitzt wird. Dies geschieht zweckmäßig mittels eines den Teilventilrohling in unmittelbarer Umgebung der Verbindungsfläche umgebenden Ringinduktors.To a further preferred embodiment of the invention it is envisaged that before casting the second alloy the connecting surface of the part valve blank to achieve an overall better metallurgical compound is heated. In the case of austenitic steel as the first alloy, it may be appropriate when the bonding surface is just before the composite casting step and optionally, during the composite casting step, to an increased Temperature is brought, for. B. to a temperature in the range between 900 ° C and 1100 ° C is heated. this happens expediently by means of a part valve blank surrounding in the immediate vicinity of the connection surface Ring inductor.

Zweckmäßig wird der Teilventilrohling bzw. die Stauchbirne mindestens im Bereich der Verbindungsfläche mit einer Schutzschicht zur Vermeidung von Oxidation versehen. Hierfür eignet sich insbesondere eine metallische Schutzschicht, wie z. B. eine Nickel- oder Goldschicht, deren Schichtdicke bevorzugt im Bereich zwischen 5–20 μm liegt.expedient is the part valve blank or the upsetting bulb at least in the area the bonding surface with a protective layer to prevent Oxidation provided. For this purpose, in particular a metallic protective layer, such. B. a nickel or gold layer, their layer thickness preferably in the range between 5-20 microns lies.

Im Rahmen der Erfindung ist vorstellbar, dass das Bimetallventil noch lokal begrenzt mit weiteren Metallabschnitten versehen ist, z. B. mit einem Schaftende aus härtbarer martenitischer Eisenbasis oder mit einer Cobaltbasislegierung im Sitzbereich.in the Within the scope of the invention, it is conceivable that the bimetallic valve still is provided locally limited with other metal sections, z. B. with a shank end of hardenable martensitic iron base or with a cobalt-based alloy in the seating area.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei betreffen die 1 bis 8 die Herstellung einer ersten, 9 bis 11 eine zweite Ausführungsform eines Bimetallventilrohlings.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. This concerns the 1 to 8th the production of a first, 9 to 11 a second embodiment of a bimetal valve blank.

Der in 1 dargestellte zylindrische Schaft 1 aus austenitischem Stahl wie beispielsweise der marktüblichen Zusammensetzung 26CrNiW2010 oder X45CrNiW189 wird in einem ersten Verfahrensschritt durch einseitige Stauchung – unter gleichzeitiger konduktiver Erwärmung – zu dem in 2 dargestellten Teilventilrohling 3 in Form einer Stauchbirne umgeformt, die einen Schaftteil 2 und ein – infolge der Stauchung – demgegenüber im Durchmesser verbreitertes Ende 4 aufweist. Alternativ kann der Teilventilrohling 3 auch durch Gießen in einer entsprechenden Gussform hergestellt werden. Die stirnseitige und senkrecht auf der Längsachse L des Schaftteils 2 stehende Verbindungsfläche 5 am verbreiterten Ende 4 des Teilventilrohlings 3 wird in einem nächsten Verfahrensschritt mit einer ca. 10 μm dünnen metallischen Schutzschicht 6 aus Gold oder Nickel versehen, die in 3 mit überzeichneter Dicke dargestellt ist.The in 1 illustrated cylindrical shaft 1 austenitic steel such as the commercial composition 26CrNiW2010 or X45CrNiW189 is in a first step by unilateral compression - with simultaneous conductive heating - to the in 2 shown part valve blank 3 in the form of a compression bulb, which forms a shaft part 2 and - due to the compression - in contrast widened in diameter end 4 having. Alternatively, the part valve blank 3 also be produced by casting in an appropriate mold. The frontal and perpendicular to the longitudinal axis L of the shaft part 2 standing connection surface 5 on ver broadened the end 4 of the part valve blank 3 is in a next step with an approximately 10 micron thin metallic protective layer 6 made of gold or nickel, which in 3 shown with oversized thickness.

Dann wird der Teilventilrohling 3 gemäß Pfeil A in eine Gussform 7 eingebracht, was in 4 schematisch gezeigt ist, wobei die mit der Schutzschicht 6 (3) bedeckte stirnseitige Verbindungsfläche 5 des Teilventilrohlings 3 vor dem Verbundgießen mittels eines ebenfalls nur schematisch dargestellten Ringinduktors 8 auf eine Temperatur von ca. 1000°C erhitzt wird.Then the part valve blank 3 according to arrow A in a mold 7 introduced what is in 4 is shown schematically, with the protective layer 6 ( 3 ) covered end face connecting surface 5 of the part valve blank 3 before the composite casting by means of a ring inductor also shown only schematically 8th heated to a temperature of about 1000 ° C.

Daran schließt sich, wie in 5, 5a dargestellt, unmittelbar der Verbundguss des Teilventilrohlings an, wobei durch Füllen der Gussform 7 mit einer schmelzflüssigen Nickelbasislegierung ein Angussteil bzw. Verbundteil 12 an die Verbindungsfläche 5 des Teilventilrohlings 3 erzeugt wird. Der fertige Verbundventilrohling 11 (6) besteht damit aus dem Teilventilrohling 3 aus austenitischem Stahl, an welchen sich axial der Verbundteil 12 aus einer Nickelbasislegierung anschließt. Der Verbundteil 12 besteht beispielsweise aus unter den Bezeichnungen Nimomic 80a oder In625 im Handel erhältlichen Superlegierungen.This is followed, as in 5 . 5a shown, directly the composite casting of the part valve blank, wherein by filling the mold 7 with a molten nickel-based alloy a sprue or composite part 12 to the interface 5 of the part valve blank 3 is produced. The finished composite valve blank 11 ( 6 ) thus consists of the part valve blank 3 austenitic steel, to which axially the composite part 12 made of a nickel-based alloy. The composite part 12 for example, under the names Nimomic 80a or In625 commercially available superalloys.

Der Verbundventilrohling 11 wird dann in das eine Negativform 13 für den erfindungsgemäßen Bimetallventilrohling darstellende Schmiedegesenk 14 eingebracht (vgl. 7) und in einem nachfolgenden Schmiedeschritt mittels einer längs der Richtung gemäß Pfeil F, also koaxial zur Längsachse L des Schaftes wirkenden Kraft, zu dem in 8 dargestellten, erfindungsgemäßen Bimetallventilrohling 15 umgeformt, welcher nach dem Schmieden noch einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Der erfindungsgemäße Bimetallventilrohling besteht somit aus einem Schaft 16 aus austenitischem Stahl und einem Ventilteller 17 aus einer Nickelbasislegierung, wobei der ungefähre Übergangsbereich zwischen der Stahllegierung und der Nickelbasislegierung durch die gestrichelte Linie 18 dargestellt ist. Im (nicht dargestellten) Inneren des Bimetallventilrohlings 15 ergibt sich – anders als dies noch bei dem Verbundventilrohling der Fall war – ein in Folge der Umformung beim Schmieden nicht mehr vollständig ebener Verbindungsbereich zwischen austenitischem Stahl und Nickelbasislegierung. Letztere erstreckt sich vom Ventiltellerboden 19 bis einschließlich den Sitzbereich 20 des Ventiltellers 17.The composite valve blank 11 is then in the one negative mold 13 for the bimetal valve blank according to the invention performing forging die 14 introduced (cf. 7 ) and in a subsequent forging step by means of a force acting along the direction of arrow F, ie coaxially to the longitudinal axis L of the shaft, to which in 8th shown, bimetal valve blank according to the invention 15 formed, which is subjected to a further heat treatment after forging. The bimetal valve blank according to the invention thus consists of a shaft 16 austenitic steel and a valve plate 17 nickel base alloy alloy, wherein the approximate transition region between the steel alloy and the nickel base alloy is the dashed line 18 is shown. In (not shown) inside the bimetallic valve blank 15 results - unlike the compound valve blank was the case - no longer completely flat connection area between austenitic steel and nickel-based alloy as a result of forming during forging. The latter extends from the valve disc bottom 19 up to and including the seating area 20 of the valve disk 17 ,

Eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist – teilweise – in den 9 bis 11 veranschaulicht.A second embodiment of the manufacturing method according to the invention is - partially - in the 9 to 11 illustrated.

Gemäß 9 wird zunächst ein nur aus austenitischem Stahl bestehender Teilventilrohling 21 mittels Schmieden in einem Gesenk 22 oder durch Gießen in einer (nicht gezeigten) Gussform hergestellt. Anschließend wird dieser Teilventilrohling 21 im Bereich des Ventiltellers 23 bis zu einer Drehkante 24, wie in 10 dargestellt, abgedreht. In 11 ist diese Drehkante 24 genauer dargestellt; sie begrenzt einen an den Ventilsitz und den Ventiltellerboden angrenzenden Bereich des Teilventilrohlings 21 unter Bildung einer Angussfläche 25 für den folgenden Verbundguss. Die Angussfläche 25 kann ggf. mit einer – nicht dargestellten – metallischen Schutzschicht versehen sein. Es ergibt sich der in 11 dargestellte Teilventilrohling 21, der in einer Gussform 27 im Bereich des Ventiltellers mit einer Nickelbasislegierung 28 (schraffiert dargestellt) unter Ausbildung eines Verbundventilrohlings 26 umgossen wird. Anschließend wird dieser zur Bildung des erfindungsgemäßen Bimetallventilrohlings fertig geschmiedet und einer Wärmebehandlung unterzogen.According to 9 First, a part valve blank consisting only of austenitic steel 21 by forging in a die 22 or produced by casting in a mold (not shown). Subsequently, this part valve blank 21 in the area of the valve disk 23 up to a turning edge 24 , as in 10 shown, turned off. In 11 is this turning edge 24 shown in more detail; it limits an area of the partial valve blank adjacent to the valve seat and the valve plate bottom 21 forming a sprue surface 25 for the following compound casting. The sprue surface 25 may optionally be provided with a - not shown - metallic protective layer. It results in the 11 shown part valve blank 21 in a mold 27 in the area of the valve disk with a nickel-based alloy 28 (hatched) to form a composite valve blank 26 is poured over. Subsequently, this is ready forged to form the Bimetallventilrohlings invention and subjected to a heat treatment.

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Claims (11)

Bimetallventil mit einem den Schaftteil (16) enthaltenden Teilventilrohling (3, 21) aus einer ersten Legierung und einem den Ventilteller (17) bildenden Verbundteil (12) aus einer zweiten Legierung höherer Güte, hergestellt durch – Verbinden des Teilventilrohlings (3, 21) mit dem Verbundteil (12) zu einem Verbundventilrohling (11, 26) und – anschließendes Schmieden des Verbundventilrohlings (11, 26) zu einem Bimetallventilrohling (15).Bimetallic valve with a shaft part ( 16 ) containing partial valve blank ( 3 . 21 ) of a first alloy and a valve disc ( 17 ) forming composite part ( 12 ) made of a second alloy of higher quality, produced by - connecting the part valve blank ( 3 . 21 ) with the composite part ( 12 ) to a composite valve blank ( 11 . 26 ) and then forging the composite valve blank ( 11 . 26 ) to a bimetal valve blank ( 15 ). Bimetallventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Legierung eine Eisenbasislegierung und die zweite Legierung eine Nickelbasislegierung ist.Bimetallic valve according to claim 1, characterized that the first alloy is an iron-based alloy and the second Alloy is a nickel-based alloy. Bimetallventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilventilrohling (3) an einem Ende (4) in Art einer Stauchbirne verdickt ist.Bimetallic valve according to claim 1 or 2, characterized in that the part valve blank ( 3 ) at one end ( 4 ) is thickened in the manner of a compression bulb. Bimetallventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Teilventilrohling (3, 21) und Verbundteil (12) jeweils entweder als Schmiedeteil oder als Gussteil ausgebildet sind.Bimetal valve according to claim 1, characterized in that part valve blank ( 3 . 21 ) and composite part ( 12 ) are each formed either as a forged part or as a casting. Verfahren zur Herstellung eines Bimetallventils nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durch – Verbundgießen eines geschmiedeten oder gegossenen Teilventilrohlings (3, 21) mit einem Verbundteil in einer Gussform zu einem Verbundventilrohling (11, 26) – und anschließendes Schmieden des Verbundventilrohlings (11, 26), wobei beim Verbundgießen zuerst der Teilventilrohling (3, 21) aus einer ersten Legierung in die Gussform (7) eingebracht wird, wonach die Gussform (7) mit der schmelzflüssigen zweiten Legierung gefüllt wird.Method for producing a bimetallic valve according to one of claims 1 to 4 by - composite casting of a forged or cast partial valve blank ( 3 . 21 ) with a composite part in a casting mold to form a composite valve blank ( 11 . 26 ) - and then forging the composite valve blank ( 11 . 26 ), wherein in the composite casting first the partial valve blank ( 3 . 21 ) of a first alloy into the casting mold ( 7 ), after which the casting mold ( 7 ) is filled with the molten second alloy. Verfahren zur Herstellung eines Bimetallventils nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein geschmiedeter oder gegossener Teilventilrohling (3, 21) durch Reibschweißen mit einem gegossenen oder geschmiedeten Verbundteil (12) verbunden wird.Method for producing a bimetallic valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that a forged or cast partial valve blank ( 3 . 21 ) by friction welding with a cast or forged composite part ( 12 ) is connected. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsfläche (5, 25) zwischen Teilventilrohling (3, 21) und Verbundteil (12) im wesentlichen senkrecht zur Längsachse (L) des Schaftteils (2) des Teilventilrohlings (3, 21) verläuft.Method according to claim 5 or 6, characterized in that the connecting surface ( 5 . 25 ) between part valve blank ( 3 . 21 ) and composite part ( 12 ) substantially perpendicular to the longitudinal axis (L) of the shaft part ( 2 ) of the partial valve blank ( 3 . 21 ) runs. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verbinden des Teilventilrohlings (3, 21) mit dem Verbundteil (12) die Verbindungsfläche (5, 25) des Teilventilrohlings (3, 21) aufgeheizt wird.A method according to claim 5 or 6, characterized in that prior to connecting the part valve blank ( 3 . 21 ) with the composite part ( 12 ) the connection surface ( 5 . 25 ) of the partial valve blank ( 3 . 21 ) is heated. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilventilrohling (3, 21) zur Vermeidung der Oxidation mindestens im Bereich der Verbindungsfläche (5, 25) mit einer Schutzschicht (6) beschichtet wird.Method according to claim 5 or 6, characterized in that the partial valve blank ( 3 . 21 ) to avoid oxidation at least in the region of the bonding surface ( 5 . 25 ) with a protective layer ( 6 ) is coated. Verbundventilrohling zur umformenden Herstellung eines Bimetallventilrohlings nach Anspruch 1, bestehend aus einer aus einer ersten Legierung geformten Stauchbirne (3) zur Bildung des an den Ventilteller (17) anschließenden Schaftteils (16) und einem daran in einer Gussform (7) angegossenen Angussteil (12) zur Bildung des Ventiltellers (17).A composite valve blank for reshaping a bimetallic valve blank according to claim 1, comprising a compression bulb formed from a first alloy ( 3 ) for forming the valve plate ( 17 ) subsequent shaft part ( 16 ) and one in a mold ( 7 ) cast-on sprue part ( 12 ) for forming the valve disk ( 17 ). Verbundventilrohling nach Anspruch 10, wobei die Verbindungsfläche (5) der Stauchbirne (3) zum Angussteil (12) von einer Schutzschicht (6) gegen Oxidation gebildet ist.A composite valve blank according to claim 10, wherein the bonding surface ( 5 ) of the upsetting bulb ( 3 ) to the gate part ( 12 ) of a protective layer ( 6 ) is formed against oxidation.
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