DE1123353B - Verfahren zur Herstellung von gusseisernen Kolbenringen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von gußeisernen Kolbenringen Zusatz zur Patentanmeldung T 11124 VI a / 18 c (Auslegeschrift 1054 102) Mit Molybdän ein Gußeisen zu legieren, um es warmfest zu machen und auch um seine Neigung zur Bildung eines nadelförmigen Zwischenstufengefüges zu steigern, ist bekannt, jedoch bedurfte es hierbei noch einer umfangreichen Forschungsarbeit, um gleichzeitig die für Kolbenringe günstigste Zusammensetzung und geeignetste Wärmebehandlung zu finden. Die vorliegende Erfindung hat demnach zum Gegenstand nicht eine einfache Legierung von Molybdän zum Gußeisen schlechthin, sondern ihr Ziel ist die Beschreibung eines Verfahrens, mittels dessen Kolbenringe hergestellt werden können, deren Festigkeits-und Laufeigenschaften, verbunden mit höchster Warmbeständigkeit, bisher noch nicht erreicht worden sind.
• Das neue im folgenden beschriebene Verfahren schließt sich dabei eng an die in der Hauptpatentanmeldung bereits niedergelegten Erfahrungen an, die sich auf ein Verfahren zur Herstellung von gußeisernen Kolbenringen mit nadelförmigem Zwischenstufengefüge beziehen, wobei das Gußeisen einen eutektischen Sättigungswert oberhalb von 0,9 besitzt und die Ringe nach einem Homogenisieren bei mindestens 120° C über der Gleichgewichtstemperatur AI des Eisen-Kohlenstoff-Silizium-Diagramms gelegenen Temperatur im Warmbad abgeschreckt werden, wobei das Warmbadabschrecken als solches bekannt ist. In bezug auf jenes von der Hauptpatentanmeldung umfaßte Verfahren ist demnach die Zusatzanmeldung lediglich eine Ergänzung der Niederlegung von Erfahrungen, die in diesem Falle bei einem Zulegieren von Molybdän zu einem solchen Gußeisen, insbesondere bei einer gleichzeitigen Anwesenheit von Chrom und Phosphor gemacht worden sind.
• Entgegen anderer Mitteilung im Schrifttum über den Einfluß von Chrom im Gußeisen wurde hierbei nämlich zunächst die grundlegende Feststellung gemacht, daß der Chromgehalt bei dem mit Molybdän legierten und danach wärmebehandelten Gußeisen unbedingt äußerst niedrig bleiben muß, d. h., daß er keinesfalls 0,25% Cr überschreiten soll. Ebenso lagen hinsichtlich des Phosphorgehaltes bei der Herstellung von Kolbenringen bisher noch sehr geteilte Meinungen in Bezug darauf vor, ob der P-Gehalt höher oder tiefer liegen soll. An Hand von Versuchen wurde als Höchstgrenze des Phosphorgehaltes für den Fall des Legierens des Eisens mit Molybdän 0,25% ermittelt. Beim Molybdän wurden im vorliegenden Falle die günstigsten Verhältnisse zwischen 0,5 und 1,6% Mo festgestellt. Die besonders günstigen Verhältnisse des so in genauen Grenzen festgelegten Werkstoffes beziehen sich hierbei nicht nur auf hohe Biegefestigkeit, beste elastische Eigenschaften und hohe Schließkraft der daraus hergestellten Kolbenringe bei niedrigster Bearbeitungshärte, sondern auch die hiermit erzielbare höchste Wärmebeständigkeit solcher Ringe.
• Um die Kolbenringe der angegebenen Zusammensetzung sowie Behandlung auf die erforderliche Härte zu bringen, sind diese einer in der Hauptpatentanmeldung angegebenen Wärmebehandlung (Warmbadabschreckung) - welch letztere an sich bekannt ist - zu unterziehen, und zwar unter Übernahme der in jener Patentanmeldung festgelegten, obenerwähnten Bedingungen in grundsätzlicher Hinsicht. Der Inhalt der Hauptpatentanmeldung ist hier nicht als Stand der Technik zu werten. An Hand von Versuchen wurde jedoch noch zusätzlich festgestellt, daß bei einem Wärmebehandlungsverfahren ohne Anlassen die günstigsten Abschrecktemperaturen für den gemäß obigen Vorschriften legierten Kolbenring bei 550 bis 650° C liegen, während bei einem Abschrecken auf 300 bis 500° C mit nachfolgender Anlaßbehandlung erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, die Anlaßtemperatur auf 600 bis 700° C zu verlegen.
• Weiterhin wird vorgeschlagen, die Ringe zur Aufstickung in ein Nitriersalzbad bei 550 bis 580° C entsprechend dem erwähnten Warmbadabschrecken einzubringen, was infolge der Wärmebeständigkeit der Ringe ohne Verlust der vorherigen physikalischen Eigenschaften erfolgen kann. Eine derartige Nitrierung bei wärmebehandelten gußeisernen Kolbenringen, ohne daß durch das Nitrieren die physikalischen Eigenschaften geändert werden, ist bisher nicht als möglich vorbeschrieben.
• Ebenso wie eine Nitrierbehandlung ist bei derartig mit Molybdän legierten Kolbenringen leicht auch eine oxydierende Oberflächenbehandlung bei 550 bis 650° C beispielsweise in einem Retortenofen, dessen Gasatmosphäre so eingestellt ist, daß durch sie Oxyde auf der Oberfläche der Kolbenringe entstehen, die beste Einlauf- und Verschleißeigenschaften solcher Ringe gewährleisten; dabei erfolgt das Abschrecken in einem Warmbad von 300 bis 500° C.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von gußeisemen Kolbenringen mit nadelförmigem Zwischenstufengefüge aus Gußeisen mit einem eutektischen Sättigungswert oberhalb von 0,9, wobei die Ringe nach einem Homogenisieren bei einer mindestens 120° C über der Gleichgewichtstemperatur A 1 des Eisen-Kohlenstoff-Silizium-Diagramms gelegenen Temperatur im Warmbad abgeschreckt werden, nach Patentanmeldung T 11124 V1 a / 18c auf Gußeisen mit einem Molybdängehalt von 0,5 bis 1,6°/o und mit einem Phosphor- und Chromgehalt von höchstens je 0,25 %, mit der Maßgabe jedoch, daß die Warmbad-Abschrecktemperatur 550 bis 650° C beträgt.
2. 2. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abänderung des Abschreckvorganges die Kolbenringe von einer Temperatur oberhalb von 900° C in einem Warmbad von 300 bis 500° C abgeschreckt und danach auf 600 bis 700° C angelassen werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschrecken in einem Nitrierbad mit einer Temperatur zwischen 550 und 580° C vorgenommen wird.
4. 4. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dahin gehend, daß die Kolbenringe von einer Temperatur oberhalb von 900° C in einem Warmbad von 300 bis 500° C abgeschreckt und anschließend einer oxydierenden Oberflächenbehandlung bei 550 bis 650° C unterzogen werden.