DE102018209267A1 - Kolben für Verbrennungsmotoren und Verwendung eines Kolbens für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Kolben für Verbrennungsmotoren und Verwendung eines Kolbens für Verbrennungsmotoren Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dieselmotor-Kolben, der einteilig gegossen ist und aus nahezu vollperlitischem Gusseisen mit Kugelgraphit als Kolbenmaterial besteht. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines solchen Dieselmotor-Kolbens für „Light Vehicle“-Dieselmotoren, „Heavy Duty“-Dieselmotoren und „Large Bore“-Dieselmotoren.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für Verbrennungsmotoren sowie die Verwendung eines Kolbens für Verbrennungsmotoren.
  • Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
  • Konventionell werden Kolben z.B. für PKW-Dieselmotoren über das Fügen mittels HIW-Schweißens eines geschmiedeten Stahlunterteils und einem aus einem Stangenvormaterial bearbeiteten Stahloberteil gefertigt. Nach Vorbearbeitung der beiden Teile, bei der der für den Kolben notwendige Kühlkanal spanend geformt wird, werden diese über einen Reibschweiß- oder HIW-Prozess gefügt, anschließend wärmebehandelt und fertig bearbeitet. Konventionell wird also bei der Herstellung entsprechender Stahlkolben von einem geschmiedeten Vormaterial ausgegangen und mehrere Komponenten über zumeist ein thermisches Fügeverfahren miteinander verbunden. Diese Fertigungsmethode ist jedoch vergleichsweise aufwändig und teuer. Im Lichte dieser zurzeit üblichen Technologie ist es wünschenswert, einen Kolben für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, der einfacher und weniger kostenintensiv herzustellen ist und dennoch zumindest die Eigenschaften konventioneller Stahlkolben aufweist.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist folglich eine kostengünstige und betriebssichere Alternative zu geschmiedeten und über thermische Fügeprozesse (Schweißprozesse) aus mehreren Teilen gefügte Kolben aus Stahl, insbesondere Kolben für Verbrennungsmotoren und speziell PKW-Dieselmotor-Kolben, bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch den Kolben gemäß Anspruch 1 gelöst, der einteilig gegossen ist und aus nahezu vollperlitischem Gusseisen mit Kugelgraphit als Kolbenmaterial besteht. „Einteilig gegossen“ mein hier, dass der Kolben aus einem Stück und nicht aus mehreren gefügten Teilen besteht und, dass dieser einstückige Kolben als Ganzes komplett durch Gießen hergestellt worden ist.
  • Dementsprechend werden Kolbenrohlinge, insbesondere für aber nicht beschränkt auf PKW-Dieselmotoren, durch einen Gießprozess in einem Stück aus Sphäroguss hergestellt. Mit dieser Urformtechnologie kann die Zahl von Arbeitsschritten bei der Herstellung eines entsprechenden Kolbens im Vergleich zu einer Fertigung aus mehreren Teilen aus einem Stahlvormaterial reduziert werden. Auch können bei dieser einstückigen Fertigung des Kolbens durch einen Gießprozess Probleme vermieden werden, die sonst bei einer Fertigung aus mehreren Teilen und dem Fügen davon typischerweise auftreten würden. Ferner kann unter anderem der Kühlkanal im Kolben vergleichsweise kostengünstig über den Einsatz eines verlorenen Kerns erfolgen. Aufwendige, separate Bearbeitungsprozesse entfallen dadurch.
  • Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz eines hochfesten und gleichzeitig kostengünstigen Gusswerkstoffes. In der vorliegenden Erfindung kommt ein vollperlitisches Gusseisen mit Kugelgraphit hoher Festigkeit als Kolbenmaterial zum Einsatz, das die in der DIN EN 1563:2012-03 genannten Eigenschaften für den Werkstoff EN-GJS-700-2 erreicht oder sogar übertrifft. Das erfindungsgemäße Kolbenmaterial bzw. der Kolbenwerkstoff ist hinsichtlich erhöhter thermischer Stabilität optimiert. Damit werden die Zugfestigkeit und die Dauerfestigkeit (HCF) bei Einsatztemperaturen von 500°C und darüber deutlich erhöht. Der erfindungsgemäße Kolben hat daher mindestens die positiven Eigenschaften, wie Kolben, die aus den Materialien GJS-700-2 oder GJS-800-2 gefertigt sind. Die Mikrostruktur des Kolbenmaterials im gegossenen Zustand ist vollperlitisch und im Gegensatz zu den genormten Werkstoffen (GJS) ist der erfindungsgemäße Werkstoff über die Elemente Cu, Sn, Ni und Sb, welche die Kohlenstoffdiffusion im Eisen unterdrücken, und den Perlit bei Betriebstemperaturen stabilisieren, insgesamt stabilisiert.
  • Das Attribut „nahezu vollperlitisch“ ist dahin zu verstehen, dass mikrostrukturell und im Gefüge des Kolbenmaterials überwiegend vollperlitisches Gusseisen mit Kugelgraphit anzutreffen ist. Andere Phasen sind demnach nur in geringem Ausmaß und Anteil anzutreffen. Das Gefüge des Kolbenmaterials des erfindungsgemäßen Dieselmotor-Kolbens weist gleichmäßig verteiltes Graphit mit überwiegend kugliger Morphologie und als Matrix Perlit, teilweise mit kleinen Ferritbereichen um die Graphitphasen herum, auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der freie Ferritgehalt ≤ 2,6%, bevorzugt ≤ 1,0% und weiter bevorzugt ≤ 0,5%. Wie bereits oben qualitativ ausgedrückt, weist das Kolbenmaterial des erfindungsgemäßen Kolbens nur sehr geringe Anteile von Phasen auf, die vom vollperlitischen Gusseisen mit Kugelgraphit abweichen. Eine davon kann Ferrit sein, wobei dessen Gehalt im Gefüge insgesamt unter etwa 3,0% liegt. Im Mittel beträgt der Ferritgehalt bevorzugt ≤ 1,0 %, wobei lokale Ansammlungen von Ferrit auftreten können, wo dessen Gehalt bis zu 2,6% betragen kann. Diese Ansammlungen treten insbesondere nahe des Gusskerns oder des Speisers auf.
  • Mit Vorteil weist das Kolbenmaterial des erfindungsgemäßen Kolbens in Gewichtsprozent (Gew.-%) die folgenden Bestandteile/Elemente: C: 3,23 bevorzugt 3,4 bis 3,81 bevorzugt 3,8; Si: 2,2 bis 3,23 bevorzugt 3,0; Mn: 0,04 bevorzugt 0,2 bis 0,4; Mg: 0,0025 bis 0,054 bevorzugt 0,04; P: < 0,1; S: 0 bis 0,020 bevorzugt 0,007; Cr: < 0,1; Ni: < 0,1; Mo: < 0,05; Nb: < 0,1; Cu: 0,4 bis 1,0; Pb:< 0,002; B: < 0,001; W: < 0,01; Ti: < 0,015; Sn: 0,05 bis 0,135 bevorzugt 0,1; V: < 0,1; Sb: ≤ 0,002 und als Rest Eisen und nicht zu vermeidende Verunreinigung auf bzw. besteht optional daraus.
  • Weiter mit Vorteil weist das Kolbenmaterial des erfindungsgemäßen Kolbens in Gewichtsprozent (Gew.-%) die folgenden Bestandteile/Elemente: C: 3,23 bis 3,81; Si: 2,2 bis 3,23; Mn: 0,04 bis 0,4; Mg: 0,0025 bis 0,054; P: 0,005 bis 0,1; S: 0,003 bis 0,020; Cr: 0,01 bis 0,1; Ni: 0,006 bis 0,1; Mo: 0,002 bis 0,05; Nb: < 0,1; Cu: 0,4 bis 1,0; Pb: < 0,007; B: < 0,01; W: 0,001 bis 0,1; Ti: < 0,015; Sn: 0,05 bis 0,135; V: 0,002 bis 0,3; Sb: 0,001 bis 0,07 und als Rest Eisen und nicht zu vermeidende Verunreinigung auf bzw. besteht optional daraus.
  • Weiter mit Vorteil weist das Kolbenmaterial des erfindungsgemäßen Kolbens in Gewichtsprozent (Gew.-%) die folgenden Bestandteile/Elemente C: 3,23 bis 3,81; Si: 2,2 bis 3,23; Mn: 0,04 bis 0,4; Mg: 0,0025 bis 0,054; P: < 0,1; S: 0 bis 0,020; Cr: < 1,0; Ni: < 1,0; Mo: < 0,5; Nb: < 0,3; Cu:0,3 bis 2,0; Pb: < 0,009; W: < 1,0; Ti: < 0,015; Sn: 0,05 bis 0,3; V: < 1,0; Sb: ≤ 0,05 und als Rest Eisen und nicht zu vermeidende Verunreinigung auf bzw. besteht optional daraus.
  • Optional besteht das Kolbenmaterial aus einer der vorgenannten Legierungen, d.h., weist keine anderen Komponenten bzw. chemischen Elemente in wirksamen und funktionalen Gehalten auf. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung des Kolbenmaterials des Kolbens zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass darin gezielt Elemente beigemischt sind, welche die Diffusion des Kohlenstoffs in Stahl reduzieren bzw. verhindern. Als solche funktionalen Zugaben sind insbesondere die erfindungsgemäßen Gehalte von Kupfer (Cu), Zinn (Sn) und Nickel (Ni) zu sehen. Im Vergleich zu den zuvor genannten genormten Werkstoffen, wird damit eine besonders gute Hochtemperaturstabilisierung durch Unterdrückung der Kohlenstoffdiffusion erreicht, die mit entsprechenden vorteilhaften Eigenschaften für den Verbrennungsmotor-Kolben insgesamt einhergeht.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Kolbens, insbesondere eines Kolbens wie er zuvor beschrieben worden ist, für Verbrennungsmotoren und insbesondere für „Light-Vehicle Diesel“ (LVD), „Heavy Duty“ (HD) z.B. LKW und mit Durchmessern bis ca. 145 mm und „Large bore“ Dieselmotoren z.B. Großkolbenmotoren in Schiffen oder für stationäre Anwendungen. Der Kolben gemäß der vorliegenden Erfindung ist mithin nicht nur auf Kolben für vergleichsweise kleine PKW-Dieselmotoren beschränkt, sondern kann auch für größere Motoren und auch für Otto- und Gasmotoren hergestellt und verwendet werden.
  • Detaillierte Ausführungsformen
  • Ein konkretes Beispiel eines Kolbenmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein im Wesentlichen vollperlitisches Gusseisen mit Kugelgraphit, das in Gew.-% aus den folgenden Elementen C: 3,7; Si: 2,6; Mn: 0,3; Mg: 0,03; P: 0,02; S: 0,01; Cr: 0,05; Ni: 0,03; Mo: 0,01; Nb: 0, 01; Cu: 0,6; Pb: 0,001; B: 0, 0001; W: 0,001; Ti: 0, 01; Sn: 0,06; V: 0,1 und als Rest Fe und nicht zu vermeidenden Verunreinigungen besteht.
  • Als weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung wurde ein PKW-Dieselmotor-Kolben mittels Schwerkraft-Sandguss Prozess gegossen und folgende chemische Zusammensetzung in Gew.-% davon bestimmt: C: 3,38 %; Si: 3,05 %; Mn: 0,160 %; P: 0,065 %; S: 0,007 %; Cr: 0,025 %; V: 0,006 %; Mo: 0,005 %; Ni: 0,015 %; Cu: 0,737 %; Mg: 0,054 %; Ti: 0,0084 %; W: 0,0050 %; Sn: 0,0980 %; Nb: 0,0048 %; Al: 0,0219 %; Ca: 0,0013 %; Pb: 0,0006 %; N: 0,0077 %; Co: 0,0065 %; As: 0,0057 %; Bi: 0,0018 %; Ce: 0,0164 %; Sb: 0,0007 %; Te: 0,0010 %; La: 0,0032 %; Zn: 0,0004 %.
  • Von diesem Kolben wurden Querschnitte angefertigt und an unterschiedlichen Stellen im Kolben Proben entnommen, die auf ihre mechanischen Eigenschaften hin untersucht und für die ebenfalls Gefügeanalysen durchgeführt wurden. Auf Grundlage von elf entnommenen Proben wurde eine mittlere Härte HB187,5/2,5 von 300 bestimmt. Insgesamt wies der Kolben eine gute Homogenität hinsichtlich dieses Härtewertes auf, d.h. es lagen keine nennenswerten Schwankungen in der Härte über den Querschnitt des Kolbens hinweg vor. Die an den entsprechenden Stellen des Kolbenschwerschnitts entnommenen Proben wurden metallografisch hinsichtlich der verschiedenen Phasen präpariert und mikroskopisch untersucht und es wurde eine im Wesentliche einheitliche Verteilung von Kugelgraphit in einer Perlitmatrix sowie nur sehr geringe Gehalte von Ferrit in der Mikrostruktur festgestellt.
  • Die nachfolgende Tabellen 1 und 2 listen eine Reihe von Zusammensetzungen (Proben 1 bis 11) von Gusslegierungen auf, die das Kolbenmaterial des erfindungsgemäßen Kolbens repräsentieren und an entsprechend hergestellten Kolben bestimmt wurden. Tabelle 1
    Probe 1 2 3 4 5
    Bestandteil in Gew.-%
    C 3,691 3,673 3,663 3,669 3,65
    Si 3,09839 3,02632 2,99495 2,96243 3,220427
    Mn 0,0408 0,0401 0,03963 0,03998 0,062328
    P 0,03832 0,03883 0,03841 0,03876 0,076619
    S 0,0129 0,0101 0,0104 0,0115 0,0075
    Cr 0,01349 0,01305 0,0126 0,01246 0,026776
    V 0,00747 0,00722 0,00732 0,00733 0,007335
    Mo 0,00301 0,00278 0,00277 0,00275 0,003535
    Ni 0,01242 0,01215 0,012 0,01202 0,015239
    Cu 0,72771 0,73109 0,42569 0,425231 0,417631
    Mg 0,03901 0,0359 0,03442 0,03121 0,038429
    Ti 0,00746 0,00724 0,00724 0,00714 0,007456
    W 0,00126 0,00093 0,00102 0,00095 0,0002
    Sn 0,0566 0,0516 0,07648 0,07774 0,099729
    Nb 0,00089 0,00081 0,0009 0,00087 0,000946
    Al 0,01489 0,01464 0,01393 0,01296 0,017827
    Ca 0,00093 0,00083 0,00092 0,00075 0,000313
    Pb 0,00045 0,00049 0,00054 0,00054 0,000906
    N 0,00315 0,00349 0,00334 0,00347 0,005176
    Co 0,00656 0,0066 0,00664 0,00667 0,007799
    As 0,0034 0,00348 0,00373 0,00393 0,005986
    Bi 0,00072 0,00079 0,00089 0,00086 0,000739
    Ce 0,01353 0,01343 0,01357 0,01235 0,012057
    Sb 0, 0004 0, 0004 0, 0004 0, 0004 0,000479
    Te 0,0008 0,0008 0,0008 0,0008 0,0008
    La 0,00282 0,00281 0,00274 0,00253 0,001638
    Zn 0,00015 0,00014 0,00013 0,00014 0,000175
    Fe Rest + Verunreinigungen Rest + Verunreinigungen Rest + Verunreinigungen Rest + Verunreinigungen Rest + Verunreinigungen
    Tabelle 2
    Probe 6 7 8 9 10 11
    Bestandteil in Gew.-%
    C 3,26 3,23 3, 68 3,36 3,38 3,36
    Si 2,737827 2,736052 3,230111 2,85172 3,047143 2,960463
    Mn 0,317789 0,314292 0,057017 0,171237 0,159732 0,159244
    P 0,074836 0,074415 0,075642 0,069684 0,064893 0,064661
    S 0,014 0,014 0,009 0,01 0,0068 0,0096
    Cr 0,059092 0,060118 0,020318 0,023744 0,025457 0,025186
    V 0,007076 0,007158 0,00828 0,007839 0,006491 0,006295
    Mo 0,006718 0,006809 0,002762 0,006728 0,005099 0,004876
    Ni 0,025739 0,025695 0,013558 0,018661 0,015426 0,015051
    Cu 0,75797 0,75999 0,432448 0,787839 0,736804 0,746286
    Mg 0,042563 0,045771 0,043171 0,033834 0,053795 0,047091
    Ti 0,007716 0,007585 0,007532 0,007826 0,008394 0,008458
    W 0,002548 0,002477 0,001271 0,005461 0,005027 0,004383
    Sn 0,133554 0,134397 0,087247 0,120429 0,097966 0,099455
    Nb 0,012062 0,01717 0,000675 0,00608 0,0047966 0,004713
    Al 0,014324 0,014725 0,016096 0,019275 0,021852 0,020247
    Ca 0,00402 0,000371 0,000799 0,000625 0,001292 0,00112
    Pb 0,000231 0,000255 0,00057 0,000663 0,000595 0,000603
    N 0,003582 0,002003 0,00413 0,007155 0,007662 0,007529
    Co 0,007931 0,008036 0,007317 0,007493 0,006549 0,006485
    As 0,004618 0,004283 0,005674 0,006559 0,005716 0,005799
    Bi 0,00099 0,000904 0,001046 0,001431 0,001707 0,001746
    Ce 0,010462 0,01077 0,012976 0,012453 0,016401 0,015374
    Sb 0,001776 0,001577 0,000923 0,001032 0,000683 0,001233
    Te 0,000996 0,0008 0,001329 0,001067 0,001032 0,00123
    La 0,001724 0,001722 0,002855 0,002314 0,003197 0,003048
    Zn 0,000147 0,000121 0,000404 0,000296 0,000386 0,000372
    Fe Rest + Verunreinigungen Rest + Verunreinigungen Rest + Verunreinigungen Rest + Verunreinigungen Rest + Verunreinigungen Rest + Verunreinigungen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN EN 1563:2012-03 [0005]

Claims (6)

  1. Kolben für Verbrennungsmotoren, der einteilig gegossen ist, und aus nahezu vollperlitischem Gusseisen mit Kugelgraphit als Kolbenmaterial besteht.
  2. Kolben nach Anspruch 1, wobei das Kolbenmaterial einen Ferritgehalt ≤ 2,6 %, bevorzugt < 1,0 % weiter bevorzugt < 0,5 % aufweist.
  3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kolbenmaterial in Gew.-% die folgenden Elemente C: 3,23 bis 3,81; Si: 2,2 bis 3,23; Mn: 0,04 bis 0,4; Mg: 0,0025 bis 0,054; P: < 0,1; S: 0 bis 0,020; Cr: < 0,1; Ni: < 0,1; Mo: < 0,05; Nb: < 0,1; Cu: 0,4 bis 1,0; Pb: < 0,002; B: < 0,001; W: < 0,01; Ti: < 0,015; Sn: 0,05 bis 0,135; V: < 0,1; Sb: ≤ 0,002
    und als Rest Fe und nicht zu vermeidende Verunreinigungen aufweist und optional daraus besteht.
  4. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kolbenmaterial in Gew.-% die folgenden Elemente C: 3,23 bis 3,81; Si: 2,2 bis 3,23; Mn: 0,04 bis 0,4; Mg: 0,0025 bis 0,054; P: 0,005 bis 0,1; S: 0,003 bis 0,020; Cr: 0,01 bis 0,1; Ni: 0,006 bis 0,1; Mo: 0,002 bis 0,05; Nb: < 0,1; Cu: 0,4 bis 1,0; Pb: < 0,007; B: < 0,01; W: 0,001 bis 0,1; Ti: < 0,015; Sn: 0,05 bis 0,135; V: 0,002 bis 0,3; Sb: 0,001 bis 0,07
    und als Rest Fe und nicht zu vermeidende Verunreinigungen aufweist und optional daraus besteht.
  5. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kolbenmaterial in Gew.-% die folgenden Elemente C: 3,23 bis 3,81; Si: 2,2 bis 3,23; Mn: 0,04 bis 0,4; Mg: 0,0025 bis 0,054; P: < 0,1; S: 0 bis 0,020; Cr: < 1,0; Ni: < 1,0; Mo: < 0,5; Nb: < 0,3; Cu: 0,3 bis 2,0; Pb: < 0,009; W: < 1,0; Ti: < 0,015; Sn: 0,05 bis 0,3; V: < 1,0; Sb: ≤ 0,05
    und als Rest Fe und nicht zu vermeidende Verunreinigungen aufweist und optional daraus besteht.
  6. Verwendung eines Kolbens für Verbrennungsmotoren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche für „Light Vehicle“-Dieselmotoren, „Heavy Duty“-Dieselmotoren und „Large Bore“-Dieselmotoren, sowie Ottomotoren und Gasmotoren.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7278157B2 (ja) * 2019-06-26 2023-05-19 株式会社神戸製鋼所 片状黒鉛鋳鉄材およびその切削加工方法、ならびに片状黒鉛鋳鉄部材およびその製造方法
CN111218610B (zh) * 2019-11-29 2021-07-20 西安理工大学 一种铝、镁合金压铸模具专用材料及其制备方法
CN112359272B (zh) * 2020-11-03 2021-08-10 广东新兴铸管有限公司 一种高纯净度铁水配方及其制备方法
CN113897534B (zh) * 2021-10-06 2022-08-23 襄阳金耐特机械股份有限公司 一种韧性和高温性能优异的球墨铸铁及其应用
CN113897535B (zh) * 2021-10-06 2022-08-26 襄阳金耐特机械股份有限公司 一种兼具韧性和高温性能的球墨铸铁及其制备方法
CN114411048B (zh) * 2022-01-24 2022-09-23 襄阳金耐特机械股份有限公司 一种铸态铁素体球墨铸铁件

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2253868A1 (de) * 1972-11-03 1974-10-17 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Einteiliger, mit einer pleuelstange verbundener kolben
DE2919638A1 (de) * 1979-05-16 1980-11-20 Schmidt Gmbh Karl Kolben fuer brennkraftmaschinen
DE8501763U1 (de) * 1985-01-24 1987-12-17 Berchem & Schaberg Gmbh, 4650 Gelsenkirchen Einteiliger Kolben für einen Verbrennungsmotor
EP0821073A1 (de) * 1996-07-25 1998-01-28 Federal-Mogul Burscheid GmbH Gusseisenlegierung für die Herstellung von Kolbenringen von Verbrennungskraftmaschinen
DE19629970C1 (de) * 1996-07-25 1998-03-12 Ae Goetze Gmbh Gußeisenlegierung für die Herstellung von Kolbenringen von Verbrennungskraftmaschinen
EP0878647A2 (de) * 1997-05-17 1998-11-18 Federal-Mogul Burscheid GmbH Kolbenring aus Gusseisen
DE102016225637A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Mahle International Gmbh Verfahren zum Herstellen eines einteiligen Kolbens für einen Verbrennungsmotor durch Schmieden

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000045011A (ja) * 1998-07-27 2000-02-15 Izumi Kogyo Kk 球状黒鉛鋳鉄および球状黒鉛鋳鉄の鋳造方法
JP4527304B2 (ja) * 2001-03-13 2010-08-18 アイシン精機株式会社 高強度高靱性球状黒鉛鋳鉄
US20050103404A1 (en) * 2003-01-28 2005-05-19 Yieh United Steel Corp. Low nickel containing chromim-nickel-mananese-copper austenitic stainless steel
JP4115826B2 (ja) * 2002-12-25 2008-07-09 富士重工業株式会社 アルミニウム合金鋳包み性に優れた鉄系焼結体およびその製造方法
DE202010006651U1 (de) * 2010-05-10 2010-08-05 Shw Casting Technologies Gmbh Gusskörper
US20110274946A1 (en) * 2009-01-14 2011-11-10 Shw Casting Technologies Gmbh Cast body
BRPI1103921A2 (pt) * 2011-08-17 2013-08-06 Mahle Metal Leve Sa camisa de cilindro e liga de ferro fundido
JP6381388B2 (ja) * 2014-09-29 2018-08-29 ヤンマー株式会社 ピストン用球状黒鉛鋳鉄、一体型ピストン及び舶用エンジン

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2253868A1 (de) * 1972-11-03 1974-10-17 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Einteiliger, mit einer pleuelstange verbundener kolben
DE2919638A1 (de) * 1979-05-16 1980-11-20 Schmidt Gmbh Karl Kolben fuer brennkraftmaschinen
DE8501763U1 (de) * 1985-01-24 1987-12-17 Berchem & Schaberg Gmbh, 4650 Gelsenkirchen Einteiliger Kolben für einen Verbrennungsmotor
EP0821073A1 (de) * 1996-07-25 1998-01-28 Federal-Mogul Burscheid GmbH Gusseisenlegierung für die Herstellung von Kolbenringen von Verbrennungskraftmaschinen
DE19629970C1 (de) * 1996-07-25 1998-03-12 Ae Goetze Gmbh Gußeisenlegierung für die Herstellung von Kolbenringen von Verbrennungskraftmaschinen
EP0878647A2 (de) * 1997-05-17 1998-11-18 Federal-Mogul Burscheid GmbH Kolbenring aus Gusseisen
DE102016225637A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Mahle International Gmbh Verfahren zum Herstellen eines einteiligen Kolbens für einen Verbrennungsmotor durch Schmieden

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN EN 1563:2012-03

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Publication number Publication date
WO2019238321A1 (de) 2019-12-19
CN112135916B (zh) 2022-07-15
US11391237B2 (en) 2022-07-19
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