DE1476045B - Verfahren zur Herstellung eines Tel lerventils fur Brennkraftmaschinen, msbe sondere eines Einlaßventils - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- Brennkraftmaschinen, insbesondere eines Einlaß-

lung eines Tellerventils für Brennkraftmaschinen, ventils, bestehend aus einem unlegierten oder niedrig-

insbesondere eines Einlaßventils, bestehend aus legierten, bis 5% beabsichtigte Legierungselemente

einem unlegierten oder niedriglegierten, bis 5% be- enthaltenden kohlenstoff armen Stahl, wobei Ventil-

absichtigte Legierungselemente enthaltenden kohlen- 5 teller und -schaft aus einem Stück hergestellt sind,

stoffarmen Stahl, wobei Ventilteller und -schaft aus zu schaffen, welches durch Anwendung der Kaltver-

einem Stück hergestellt sind. . formung die billige Herstellung eines Tellerventils

Tellerventile dieser Art aus kohlenstoffarmem mit hoher Verschleißfestigkeit ermöglicht.

Stahl, mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,45 bzw. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht,

0,37% sind durch Kaltschmieden oder Kalt-Fließ- io daß aus einem Rohling, bestehend aus einem Stahl

pressen nur schwer verformbar, insbesondere wenn mit 0,08 bis 0,25% Kohlenstoff durch Kaltverfor-

es sich um kompliziertere Ventilformen handelt, die mung ein Ventilrohling hergestellt wird, dann, der

eine relativ große Verformung des Rohlings erfor- Ventilrohling spanabhebend auf eine Gestalt und

dem. Aus diesem Grund erfolgt die Herstellung des Größe bearbeitet wird, die geringfügig größer als das

Ventils in der Regel durch Warmverformung, wobei 15 fertige Ventil ist, daraufhin der Ventilrohling bis zu

auch elektrische Erwärmung angewendet wurde. einer Tiefe von mindestens etwa 0,25 mm einsatz-

Es sind auch Einlaßventile, bestehend aus un- gehärtet wird, wobei eine erste Härtungsstufe eine

legiertem oder niedriglegiertem Stahl, bekannt mit Oberfiächenhärte des fertigen Ventils von mindestens

einem Kohlenstoffgehalt von 0,1 bis 0,35%. Der- 20 HRC ergibt, während eine zweite Härtungsstufe

artige Ventile sind durch Abschrecken härtbar. Sie 20 am freien Ende des Ventilschaftes eine Härte von

weisen jedoch nicht die heute geforderte Härte und mindestens 50 HRC ergibt, und schließlich .eine

die damit verbundene Verschleißfestigkeit auf. spanabhebende Endbearbeitung erfolgt.

Ferner ist ein hohles Tellerventil bekannt, welches Durch die Verwendung des genannten kohlenstoffaus hochlegiertem Stahl besteht und dessen Herstel- armen Stahls von 0,08 bis 0,25% Kohlenstoffgehalt lung in zwei Hauptarbeitsgängen erfolgt. In einem 25 ist eine Kaltverformung möglich. Es können auch ' ersten Arbeitsgang, bei dem die Hauptverformung kompliziertere Ventilformen durch diese Kaltverfordes Tellerventils vorgenommen wird, werden der mung hergestellt werden, ohne daß ein übermäßiger Rücken und der Boden des Tellerkopfes als scheiben- Gesenkverschleiß oder sonstige Nachteile eintreten, förmige Teile an den Ventilschaft angearbeitet. Dies Durch die anschließende Einsatzhärtung erhält das erfolgt durch Zerspanung, durch Einwalzen oder im 30 Tellerventil die gewünschte Verschleißfestigkeit. Da Gesenk. Es handelt sich hierbei um verhältnismäßig einerseits ein verhältnismäßig billiges Ausgangsmateteuere Bearbeitungsmethoden, wobei sich die er- rial verwendet wird und andererseits die Hauptverforderliche große Verformung im Gesenk nur durch formung des Ventils durch Kaltverformung erfolgt, Warmverformung erreichen läßt. Da jedoch bekannt- ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine lieh durch mehrmaliges Erhitzen gute Eigenschaften 35 billige Herstellung von Tellerventilen mit optimalen hochlegierter Stähle verlorengehen, erfolgt in einer Eigenschaften.

zweiten Bearbeitungsphase die Verformung des In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens Rückens und des Bodens des Tellerkopfes durch kann der Stahlrohling vor der Kaltverformung ge-Kaltverformung. Hierbei werden der Tellerboden und glüht werden, um einen Duktilitätsgrad zu erzielen, der Tellerrücken einander genähert und anschließend 40 der seine Kaltverformung ermöglicht,
miteinander verschweißt. Es ist hierfür jedoch nur Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Ventilrohling eine geringe Verformungsarbeit nötig, weshalb die nach der Kaltverformung geglüht wird, um Rest-Verformung im kalten Zustand erfolgen kann. Diese spannungen in diesem zu beseitigen. Zur Steigerung Kaltverformung setzt jedoch eine vorherige Warm- der Härte kann das freie Ende des Ventilschaftes verformung voraus. 45 ferner flammengehärtet werden.

Schließlich ist ein einsatzgehärtetes Ventil für einen Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren

Kompressor bekannt. Der für dieses Ventil verwen- in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben,

dete Stahl soll jedoch verhältnismäßig hoch legiert und zwar zeigt

sein. Dies ermöglicht einerseits keine Kaltverformung F i g. 1 ein schematisches Arbeitsschaubild, welches und andererseits ist das Ausgangsmaterial auch ver- 50 die erforderlichen Arbeitsstufen sowie wahlweise hältnismäßig teuer. Es fehlen bei diesem bekannten Arbeitstufen zeigt, die zur Durchführung des erfin-Tellerventil auch nähere Angaben über den Kohlen- dungsgemäßen Verfahrens Anwendung finden,
stoffgehalt sowie die Tiefe der Einsatzhärtung. Ein F i g. 2 eine Seitenansicht eines Stangenmaterial-Ventil, welches für die Sauerstoffverflüssigung ver- rohlings, der für die nachfolgenden Kaltverformungswendbar ist, läßt sich auch nicht ohne weiteres in 55 vorgänge zur Bildung eines fertigen Ventils verwendet Verbrennungsmotoren verwenden, da hier die Be- wird,
triebstemperaturen wesentlich höher liegen. F i g. 3 eine Seitenansicht des Rohlings nach einem

Schließlich wurden als Stahl für die Herstellung anfänglichen Kaltfließpreßvorgang und

von Tellerventilen auch schon Legierungen mit einem F i g. 4 eine Seitenansicht des erhaltenen kalt-

Kohlenstoffgehalt von 0,4% und darüber vorge- 60 geschmiedeten Ventilrohlings vor der Bearbeitung

schlagen. Derartige Stähle sind jedoch wegen ihrer und Einsatzhärtung.

Härte für eine Kaltverformung ungeeignet. Bei Kalt- Das zum Formen des Ventilkörpers verwendete

Verformung würde sich eine erhebliche Abnutzung Stahlrohmaterial kann aus irgendeiner kaltverform-

der benutzten Gesenke ergeben, was zu erhöhten baren Sorte eines kohlenstoffarmen oder niedrig-

Werkzeugkosten und langen Nebenzeiten beim Aus- 65 legierten Stahls bestehen, der im Einsatz gehärtet

wechseln der Werkzeuge führt. · werden kann, beispielsweise durch Carbonitrieren

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, oder Aufkohlen, und zwar eines Stahls mit einem

ein Verfahren zur Herstellung eines Tellerventils für Kohlenstoffgehalt im Bereich von 0,08% bis etwa

0,25%. Außer den Kohlenstoffbestandteilen im Stahl der ein einfacher oder mehrfacher Fließpreß- und/ kann dieser ferner zusätzlich zu den üblichen Ver- oder Kaltschmiedevorgang sein kann, um einen unreinigungsmengen bis zu etwa 5% beabsichtigte Ventilrohling von einer Gestalt zu erhalten, die eng Legierungselemente enthalten, wie sie in Standard- derjenigen des fertigbearbeiteten Ventils entspricht. SAE-Stahlsorten verwendet werden, einschließlich 5 Ein solcher abgescherter zylindrischer Rohling, wie Legierungselementen, wie Nickel, Mangan, Chrom, bei 10 in F i g. 2 gezeigt, kann beispielsweise einem Molybdän, Bor, Silicium, Vanadium usw. Kaltfließpreßvorgang unterzogen werden, bei wel-Die besondere Zusammensetzung des Stahls oder chem der Schaftteil des Ventils geformt wird, so daß niedriglegierten Stahls kann innerhalb der vorer- ein Fließpreßrohling von der bei 12 in F i g. 3 darwähnten Definition verändert werden, um einen Stahl io gestellten Art erhalten wird. Der Fließpreßrohling 12 zu erhalten, dessen Duktilitätsgrad ausreicht, um eine kann dann einem zweiten Kaltverformungsvorgang Kaltverformung der Stahlrohlinge in ein Ventil von unterzogen werden, beispielsweise einer Präge- und der gewünschten Form zu ermöglichen. Daher wird, Stauchbehandlung, wodurch ein Ventilrohling, wie wenn verhältnismäßig komplizierte Formen des Ven- bei 14 in F i g. 4 dargestellt, von einer Form erhalten tils erforderlich sind, die einen entsprechend höheren 15 wird, die im wesentlichen derjenigen des fertig-Verformungsgrad der Rohlinge notwendig machen, bearbeiteten Ventils entspricht. Das Fließpressen und die Zusammensetzung des Stahls so geregelt, daß die Kaltschmieden des Stahlrohlings 10 kann dadurch notwendige Duktilität erhalten wird. In ähnlicher erleichtert werden, daß der Stahlrohling einer vor-Weise können, wenn eine Ventilgestalt eine weniger läufigen Phosphatierungsbehandlung unterzogen wird, drastische Reduzierung des Rohlings erfordert, Korn- 20 durch die eine poröse Phosphatschicht auf seinen binationen der vorerwähnten Bestandteile verwendet Oberflächen gebildet wird, die dann mit einem. Ziehwerden, die einen etwas geringeren Duktilitätsgrad fett beschichtet oder imprägniert wird, damit der ergeben, jedoch trotzdem eine zufriedenstellende Rohling leichter durch Fließpressen und Kaltverformung des Rohlings auf die Endform ermög- schmieden auf die Endform gebracht werden kann, liehen. 25 Die Verwendung einer solchen phosphatbeschichte-Ein Stahl, der sich für .das erfindungsgemäße Ver- ten Oberfläche ist für das erfindungsgemäße Verf anfahren als sehr zufriedenstellend erwiesen hat, ist ein ren nicht kritisch, sondern stellt ein bevorzugtes ausgeglühter SAE-1018-Stahl, der einen ausreichen- Merkmal desselben dar, besonders, wenn der Rohden Duktilitätsgrad hat, um eine Kaltverformung des ling einer verhältnismäßig drastischen Verformung Rohlings zu Tellerventilformen der kompliziertesten, 30 unterzogen werden soll.

gegenwärtig in Kraftfahrzeugen verwendeten Ge- Die Kaltverformung des Rohlings, entweder durch stalten zu ermöglichen. Die Zusammensetzung eines einen einzigen oder mehrere Formgebungsvorgänge, SAE-1018-Stahls ist normalerweise 0,15 bis 0,20% kann durch eine beliebige einer Vielfalt von an sich Kohlenstoff, 0,60 bis 0,90% Mangan, maximal 0,4% bekannten Fließpreß- und/oder Kaltstauchbehand-Phosphor, maximal 0,5% Schwefel, Rest Eisen. Ein 35 lungen geschehen. Infolge des verhältnismäßig hohen ausgeglühter SAE-1018-Stahl kann folgende Eigen- Duktilitätsgrades des Rohlings kann der Formschaften haben: gebungsvorgang mit Geschwindigkeiten durchgeführt Festigkeitseigenschaften werden, die wesentlich höher als diejenigen sind, _Oi . . .. , . 01 1 / ο welche bisher bei Verwendung von legierten Stählen

Streckfes tigkeit 21 kg/mm- _{mit mittlerem und hohlem} Kohlenstoffgehalt möglich

Zugfestigkeit 38,7 kg/mm* _{waren> die zusätzlich in vielen Fä]Ie}° _{eine El}^_är.

Jjennung, /0 . 43 _{m des Roh}i_{mgs auf eine er}höhte Temperatur

Querscrmittsverringerung,% 70 erfordern, um seine körperliche Verformung zu er-

Bnnell-Harte 100 leichtern.

Bei der Verwendung eines Stahlrohlings mit dem 45 Erfindungsgemäß erfolgt die Verformung des

erforderlichen Duktilitätsgrad ist es häufig wünschens- Stahlrohlings im kalten Zustand oder bei einer

wert, das Stangenrohmaterial, aus dem abgelängte Temperatur unterhalb der Rekristallisationstempe-

Rohlinge geschnitten werden, einem vollständigen ratur in einer Preßeinrichtung von der gleichen Art,

oder teilweise Weichglühen oder einem einfachen wie sie herkömmlich zum Warmschmieden verwendet

Rekristallisationsglühen vor der Kaltverformung zu 50 wird.

unterziehen, je nach der Zusammensetzung des Der erhaltene Ventilrohling 14 von der in F i g. 4 Stahls, dem Grad der Kaltverfestigung, den er im dargestellten Art kann dann unmittelbar einem Walzwerk erfahren hat, und dem Grad der Verfor- Rieht- und Bearbeitungsvorgang unterzogen werden, mung, dem er entsprechend der Gestalt des herzu- um ein Ventil zu erhalten, das gegenüber seinen stellenden Ventils ausgesetzt werden soll. Eine maxi- 55 Fertigabmessungen eine geringe Übergröße hat, oder male Duktilität eines Stahlrohlings erfordert ein voll- es kann der Rohling 14 einer wahlweisen Zwischenständiges Weichglühen. In dem Arbeitsschaubild der glühbehandlung unterzogen werden, wie durch die Fig. 1 sind die verschiedenen Arbeitsstufen schema- gestrichelten Linien in Fig. 1 angegeben. Die Glühtisch angegeben, gemäß welchen das Stangenmaterial, behandlung ist zum Entspannen von etwaigen Restsowie es angeliefert wird, auf die geeignete Länge 60 spannungen im Ventilrohling als Folge der Kaltverabgeschert werden kann, damit Rohlinge erhalten formung wünschenswert. Obwohl sehr hohe Werte werden, welche unmittelbar kaltgeschmiedet werden der Restspannungen in einem geschmiedeten Ventilkönnen, oder es kann das Stangenmaterial entweder rohling zulässig sind, ist es wichtig, daß diese Spanvor oder nach dem Abscheren einer Zwischenglüh- nungen symmetrisch verteilt sind, um ein Verziehen behandlung unterzogen werden, wie durch gestrichelte 65 und eine Maßverzerrung oder -veränderung des Linien angegeben. In jedem Falle werden die Stahl- Ventilrohlings während den nachfolgenden Einsatzrohlinge, die den erforderlichen Duktilitätsgrad härtungen zu vermeiden. In den Fällen, in welchen haben, einem Kaltverformungsvorgang unterzogen, der Ventilrohling im wesentlichen symmetrische

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Restspannungen hat, ist eine Zwischenglühbehand- Bereich von etwa 0,38 bis 0,50 mm (0,015 bis 0,020")

lung zwischen dem Kaltschmieden und dem span- bei einer Härte von etwa RC 30 an der Sitzfläche

gebenden Bearbeiten nicht erforderlich. Da ein Ver- und am Schaft und einer Härte von etwa RC 60 am

ziehen des Ventilrohlings während der Einsatz- Schaftende durch eine nachfolgende Flammenhärtung

härtung einen erhöhten Grad der Endbearbeitung 5 hergestellt werden, haben ausgezeichnete Betriebs-

des einsatzgehärteten Ventils notwendig macht, ist eigenschaften ergeben.

es in vielen Fällen wünschenswert, den kaltgeschmie- Die Einsatzhärtung der Ventilflächen kann unter deten Ventilrohling einer Glühbehandlung zu unter- Anwendung eines der herkömmlichen Einsatzhärteziehen. Die Glühbehandlung erfolgt für den Zweck, verfahren erfolgen, wie Carbonitrieren, Aufkohlen, die Maßhaltigkeit und Verzugsfreiheit des bearbeite- io Cyanbadhärten, Nitrieren, Induktionshärten, Flamten Ventils sicherzustellen, wenn es beim Einsatz- menhärten u. dgl. In jedem Falle ist das erhaltene härten, beispielsweise beim Aufkohlen oder Carboni- Ventil unter Bedingungen einsatzgehärtet, die austrieren, der Wärme ausgesetzt wird. reichen, eine Einsatzhärtetiefe von mindestens etwa

Der Ventilrohling wird dann unabhängig davon, 0,25 mm (0,010") bei einer Härte von mindestens

ob er einer Zwischenglühbehandlung unterzogen 15 etwa RC 20 an den Hauptflächen des Ventils und

worden ist oder nicht, einem Richtvorgang unter- bei einer Härte von mindestens etwa RC 50 am

zogen, um den Ventilkopf im wesentlichen senkrecht Ventilschaftende zu erhalten.

zur Schaftachse anzuordnen, worauf eine span- Beim Aufkohlen wird der Kohlenstoff dem gebende Bearbeitung erfolgt, bei welcher der Schaft, Flächenteil des spanabhebend bearbeiteten Ventildie Spitze, der Kopf und die Fläche des Ventils auf 20 rohlings dadurch einverleibt, daß das Ventil oberhalb einige zehntel Millimeter der Fertigendabmessung der Temperatur gehalten wird, bei der sich Austenit des Ventils bearbeitet werden. Nach Beendigung des zu bilden beginnt, während es sich in Kontakt mit Rieht- und des spangebenden Bearbeitungsvorgangs einem geeigneten Kohlungsmittel befindet, das entwird das Ventil einsatzgehärtet, um eine harte Ober- weder fest, flüssig oder gasförmig sein kann. Gegebeflächenschicht auf seinen Oberflächen zu erhalten 25 nenfalls kann der spanabhebend bearbeitete Ventil-· und damit seine Verschleißfestigkeit zu erhöhen. Die rohling einer Cyanbadhärtung unterzogen werden, Tiefe der Einsatzhärtung kann entsprechend dem durch welche Kohlenstoff und Stickstoff den Umbeabsichtigten Verwendungszweck des Ventils und fangsteilen des Ventils einverleibt werden, indem es der Menge des Metalls, das während der Endbearbei- oberhalb der Temperatur, bei welcher sich Austenit tung weggenommen werden muß, um ein Ventil von 30 zu bilden beginnt, in Kontakt mit einem geschmolden gewünschten Endabmessungen zu erhalten, ge- zenen Cyanid von geeigneter Zusammensetzung gewählt werden. Gewöhnlich ergibt bei Einlaßventilen halten wird. Beim Carbonitrieren werden sowohl für Kraftwagenmotoren eine Einsatzhärtetiefe des Kohlenstoff als auch Stickstoff den Umfangsteilen fertigen Ventils von etwa 0,25 mm eine zufrieden- des spanabhebend bearbeiteten Ventilrohlings dastellende Arbeitsweise. Das Vorhandensein einer 35 durch einverleibt, daß dieser über die Temperatur, geregelten einsatzgehärteten Oberfläche von einer bei welcher sich Austenit bildet, in einer Atmosphäre Tiefe von mindestens 0,25 mm um den duktilen Kern erwärmt wird, welche geeignete Gase, wie Kohlenherum, der aus einem kohlenstoffarmen oder niedrig- wasserstoffgase, Kohlenmonoxyd und Ammoniak legierten Stahl von der vorangehend beschriebenen enthält. Sowohl beim Flammenhärten als auch beim Art besteht, ergibt Ventilleistungseigenschaften, die 40 Induktionshärten wird das Material dadurch gehärtet, denjenigen überlegen sind, welche bisher mit Ven- daß es über eine gewählte Temperatur erwärmt und tilen aus legierten Stählen mit mittlerem und hohem dann abgeschreckt wird, wodurch sich ein moleku-Kohlenstoffgehalt erzielt wurden. . lares Gefüge von wesentlich erhöhter Härte bildet.

Die Art der Einsatzhärtung und der Grad der- In jedem Falle werden die besonderen Bedingungen

selben verändert sich ebenfalls entsprechend dem 45 und die Dauer des Einsatzhärtevorgangs so geregelt,

beabsichtigten Verwendungszweck der Ventile. In daß eine gehärtete Ventiloberfläche von einer Härte

vielen Fällen braucht nur die in F i g. 4 mit 16 be- und einer Tiefe der vorangehend beschriebenen Art

zeichnete Ventilspitze voll auf ein martensitisches erhalten wird.

Gefüge gehärtet zu werden, während ungehärtete Der aus dem Einsatz herausgenommene erwärmte perlitische Gefüge für eine geeignete Schaft- und 5° Ventilrohling wird dann so abgekühlt, daß der Ver-Sitzabriebfestigkeit zur herkömmlichen Verwendung zug des einsatzgehärteten Rohlings auf einem in Kraftwagenmotoren geeignet sein können. Für die Mindestmaß gehalten wird. Das besondere angemeisten Verwendungsfälle bei Motoren ergibt ein wendete Kühlverfahren, beispielsweise Luftkühlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes oder Abschrecken in einer Flüssigkeit, wie Öl, auf Ventil mit einer Rockwell-Härte nach der C-Skala 55 das beispielsweise ein Luftkühlen folgt, schwankt je (RC) an der Ventilspitze von etwa 50 oder mehr nach der Intensität und der Ungleichmäßigkeit der und an den anderen Flächen des Ventils von etwa Spannungen im Ventilkörper, die seine Neigung zum 20 RC oder mehr einen zufriedenstellenden Betrieb Verzug beim Abkühlen bedingen,
und eine hohe Verschleißfestigkeit. Da ein voll Nach Beendigung der Einsatzhärtung kann der martensitisches Gefüge eine Härte im Bereich von 60 einsatzgehärtete Ventilrohling gegebenenfalls einer etwa 50 bis etwa 60 RC-Eiriheiten hat, kann eine Anlaßbehandlung unterzogen werden, um die Härte-Härte am freien Ventilschaftende von mindestens eigenschaften des Einsatzes innerhalb der vorstehend etwa 50 RC während einer sekundären lokalisierten angegebenen Grenzen zu verändern. Der einsatz-Einsatzhärtung des Schaftendes selbst, z. B. in der gehärtete Ventilrohling wird unabhängig davon, ob Weise, daß dieses einer Flammenhärtung unterzogen 65 er einer zwischenliegenden Anlaßbehandlung auswird, wie schematisch in Fig. 1 dargestellt. Einlaß- gesetzt worden ist oder nicht, einer lokalisierten ventile, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Härtebehandlung, beispielsweise einer Flammenaus einem 1018-Stahl mit einer Einsatzhärtetiefe im härtung am Schaftende, unterzogen. Unter solchen

Bedingungen kann eine lokalisierte Wärmebehandlung der Ventilspitze und gegebenenfals auch der Sitzfläche des Ventils, die in F i g. 4 mit 18 bezeichnet ist, so durchgeführt werden, daß die erforderlichen Härteeigenschaften erzielt werden, die mit dem beabsichtigten Verwendungszweck vereinbar sind. Das erhaltene Ventil wird sodann einer Endbearbeitung unterzogen, bei welcher der Schaft, das Schaftende, der Kopf 15 und die Sitzfläche des Ventils geschliffen oder in anderer Weise spanabhebend auf die Endmaße und den gewünschten Grad der Oberflächenbeschaffenheit bearbeitet werden.

Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das nachfolgende Beispiel gegeben. Hierbei ist zu erwähnen, daß die in dem Beispiel angegebenen besonderen Maßnahmen und Bedingungen nur beispielsweise und nicht beschränkend auszulegen sind.

Beispiel

Ein zylindrisches Stangenrohmaterial mit einem Nenndurchmesser von 22mm aus »S.A.E. 1018 merchant quality steel« wurde zu Rohlingen von der in F i g. 2 dargestellten Art abgelängt. Diese Rohlinge wurden sodann einer Weichglühbehandlung bei 760° C während eines Zeitraums von einer Stunde und bei 677° C während eines Zeitraums von 16 Stunden unterzogen, worauf die Rohlinge im Ofen auf 538° C abgekühlt und dann luftgekühlt wurden. Die geglühten Rohlinge wurden sodann entzundert und an ihren Oberflächen mit einer Phosphatschicht versehen, die mit einem Ziehfett imprägniert wurde, und einem zweistufigen Kaltschmiedevorgang unterzogen. Es wurde ein Ventilrohling im wesentlichen von der in F i g. 4 gezeigten Form erhalten, der dann in der Richtmaschine gerichtet wurde, um den Kopf im wesentlichen senkrecht zum Schaft auszurichten. Die Ventilrohlinge wurden sodann einer vorläufigen spanabhebenden Bearbeitung unterzogen, bei welcher die Schäfte auf etwa 0,15 bis etwa 0,18 mm oberhalb des Enddurchmessers geschliffen wurden, während die Köpfe und Sitze auf etwa 0,20 bis etwa 0,23 mm oberhalb der Endabmessungen abgedreht wurden. Die Länge der Ventilrohlinge wurde auf 0,050 mm über der Endabmessung abgeschliffen. Die spanabhebend bearbeiteten Ventilrohlinge wurden dann bei einer Temperatur von 860° C während einer Stunde und 45 Minuten mit einer Ammoniakatmosphäre von 5 bis 6% und einem Taupunkt von — 1,1° C carbonitriert. Die carbonitrierten Ventilrohlinge wurden dann weiter auf 427° C abgekühlt und in öl auf Raumtemperatur abgeschreckt. Die erhaltenen carbonitrierten Ventilrohlinge hatten eine Einsatzhärte von etwa 25 RC und wurden dann einer zweiten spanabhebenden Bearbeitung zugeführt, durch welche der Schaft mit einem Halbfertigschliff versehen wurde, und die Spitze wurde mit Acetylen auf eine Härte im Bereich von etwa 55 bis 60 RC flammengehärtet. Nach Beendigung der Flammenhärtung wurden das Schaftende, die Sitzfläche und der Schaft des Ventils auf die Endabmessungen fertiggeschliffen.

Ventile, die nach dem vorangehend beschriebenen Verfahren und dem gegebenen Beispiel hergestellt

ίο wurden, ergeben sehr zufriedenstellende Betriebsbedingungen bei Kraftwagenmotoren herkömmlicher Bauart und ergeben ferner eine wesentliche Verbesserung in der Einfachheit und in der Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung des Ventils gegenüber den bisher angewendeten Verfahren.

Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Tellerventils für Brennkraftmaschinen, insbesondere eines Einlaßventils, bestehend aus einem unlegierten oder niedriglegierten, bis 5% beabsichtigte Legierungselemente enthaltenden kohlenstoffarmen Stahl, wobei Ventilteller und -schaft aus einem Stück hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Rohling, bestehend aus einem Stahl von 0,08 bis 0,25% Kohlenstoff durch Kaltverformung ein Ventilrohling hergestellt wird, dann der Ventilrohling spanabhebend auf eine Gestalt und Größe bearbeitet wird, die geringfügig größer als das fertige Ventil ist, daraufhin der Ventilrohling bis zu einer Tiefe von mindestens etwa 0,25 mm einsatzgehärtet wird, wobei eine erste Härtungsstufe eine Oberflächenhärte des fertigen Ventils von mindestens 20 HRC ergibt, während eine zweite Härtungsstufe am freien Ende des Ventilschaftes eine Härte von mindestens 50 HRC ergibt, und schließlich eine spanabhebende Endbearbeitung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlrohling vor der Kaltverformung geglüht wird, um einen Duktilitätsgrad zu erzielen, der seine Kaltverformung ermöglicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilrohling nach der Kaltverformung geglüht wird, um Restspannungen in diesem zu beseitigen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Ventilschaftes flammengehärtet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen