DE1521206C

DE1521206C -

Info

Publication number: DE1521206C
Application number: DE19651521206
Authority: DE
Inventors: Erik F Soender borg Christiansen (Danemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1965-01-30
Filing date: 1965-01-30
Publication date: 1973-02-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleitkörper aus Eisen mit molybdänhaltiger Oberfläche zur Verwendung als Kolben für eine Kolbenmaschine und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung. Beispielsweise, kann es sich um den Kolben eines Verdichters für kleinere Kältemaschinen handeln.

Es ist bekannt, Laufflächen von Körpern mit Molybdändisulfid zu versehen, um die Reibung herabzusetzen. Zum Beispiel verwendet man Molybdändisulfid als Pulver, das in die Oberflächen hineingerieben wird, ö*der es wird elektrolytisch Molybdäntrioxyd aufgelegt, das nachher in einer Schwefelwasserstoff-Atmosphäre reduziert wird, so daß ein gut haftender Belag von Molybdändisulfid auf der Reibungsfläche erzielt wird. Die Wirkung einer solchen Schmierung ist zeitlich begrenzt. Sie eignet sich beispielsweise nicht für hermetisch gekapselte Kleinkältemaschinen, die ihren Schmiervorrat für die gesamte Lebensdauer, die über der Garantiezeit von 5 Jahren liegen muß, schon vor dem Zuschweißen der Kapsel erhält.

Ferner ist das Molybdänieren von Elektrolyteisen oder Stahl mit niedrigem C-Gehalt im Diffusionsverfahren bekannt. Auf diese Weise behandelte Teile besitzen eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit gegen Salzsäure.

Sodann ist es bekannt, Schweißdrähte für die elektrische Lichtbogenschweißung mit Überzügen aus Metall, z. B. Molybdän, zu versehen. Hierbei wird das Molybdän aufgespritzt oder als Paste mit einer Vinylverbindung angemacht, aufgetragen. Nach dem Auftragen des Überzugs erfolgt eine Glühung und anschließend noch ein Kaltzug zur Vergleichmäßigung des Überzuges.

Es ist ferner bekannt, eine Molybdänschicht durch unmittelbares Aufspritzen des Metalls auf einen Kolben aufzubringen, um die Abnutzungsfestigkeit zu erhöhen. Man hat auch schon einem Schneidwerkzeug einen erhöhten Abnutzungswiderstand dadurch gegeben, daß Chrom, Wolfram oder Molybdän in der Form eines Carbonyls mit einem inerten Füllstoff gemischt und dann der zu überziehende Gegenstand in dieses Gemisch eingetaucht und auf eine Temperatur über der Zersetzungstemperatur des Carbonyls erhitzt wird.

ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf möglichst billige Weise einen als Kolben verwend-' baren Gleitkörper mit verbesserten und lang andauernden Gleiteigenschaften zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gleitkörper aus tiefgezogenem und in an sich bekannter Weise im Diffusionsverfahren mit Molybdän beschichtetem Eisenblech besteht.

Durch das Tiefziehen des Gleitkörpers wird zunächst die Güte der Oberfläche und deren Gleiteigenschaft verschlechtert. Umgekehrt ist aber erfindungsgemäß der Zieharbeitsvorgang notwendig, um die Oberfläche des Gleitkörpers so aufzurauhen, daß das Molybdän tatsächlich eindiffundieren kann. Bei die- (" sem Vorgang ergibt sich eine äußerst gleitfähige Oberfläche.

Bei einer Behandlung mit reinem Molybdänpulver erhält man eine molybdänhaltige Oberflächenschicht von erheblicher Dicke, z. B. 25 μ, die auch über sehr lange Zeiträume hinweg eine ausgezeichnete Reibungsarmut besitzt. Dies steht im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, bei dem das Molybdändisulfid im wesentlichen nur die Unebenheiten der Oberfläche ausfüllt. Es ist aber wesentlich, daß der Gegenstand für die Molybdän-Behandlung tiefgezogen ist. In den

'35 nicht gezogenen Eisenkörper kann fast überhaupt kein Molybdän eindiffundieren. Daher ist als Eisenkörper auch besonders kohlenstoffarmes Tiefziehmaterial geeignet. - '

Es ist zwar auch bekannt, Tielziehbleche mit Molybdän zu legieren, um bessere Verschleißeigenschaften zu erreichen, z. B. mit V2 bis 1 %> Molybdän. Die Bleche werden aber dadurch - härter, und somit für das Tiefziehen schlechter geeignet. Die Verschleißeigenschaften werden auch nicht wesentlich verbes- /■

sert, weil die Molybdän-Konzentration zu gering ist ^ und die reibungsherabsetzenden Eigenschaften des Molybdän bei Anwendung eines solchen Bleches noch nicht zur Geltung kommen.
. Die genaue Temperatur der Wärmebehandlung bei

so der Diffusion spielt keine Rolle. Es muß nur sicher sein, daß der erstrebte Diffusionsvorgang erfolgt. Eine Temperatur zwischen 1000 und 1200° C ist sehr brauchbar. In vielen Fällen ist es notwendig, die Temperaturbehandlung in einer reduzierenden Atmosphäre oder in einem schützenden inaktiven Gas vorzunehmen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn Molybdän, also nicht in einer Verbindung benutzt wird. Eine Verbesserung der Verschleißeigenschaften kann auch erreicht werden, wenn die im Diffusionsverfahren aufgetragene Beschichtung außer Molybdän auch Mangan enthält.

Das Molybdänpulver kann beispielsweise mittels eines Haftmittels auf der Oberfläche festgehalten werden, bevor es der Wärmebehandlung ausgesetzt wird. Als Haftmittel kommen öl, Epoxyharz, natürliche Harze und viele andere Materialien in Frage.

Man kann die erfindungsgemäße Behandlung auch

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mit anderen Arbeitsschritten kombinieren. Wenn der Umfangswand anschließend noch verformt worden, Körper aus mehreren Teilen zusammengelötet wird, damit sie besser an die Hülse 3 anschließt. Die Lötkann im Lötofen gleichzeitig mit dem Löten die verbindung 2 wird in einem üblichen Kupferlötofen Molybdänbeschichtung erfolgen. bei einer Temperatur von etwa 1100° C erzeugt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür 5 Der Kolben 1 wird nun vor Herstellung der Lötgesorgt, daß er aus einem tiefgezogenen Blechtopf verbindung außen mit einer Schicht aus Molybdän,, besteht, dessen Umf angsfläche beschichtet ist. Molybdäntrioxyd oder einer Mischung von Molyb-

Bei einem solchen tiefgezogenen Blechtopf sind dän- und Manganpulver (ζ. B. im Verhältnis 60:40)

die Umfangswände am stärksten einer Streckbean- bestrichen, das durch einen öl- oder Epoxyharzzu-

spruchung unterworfen. Durch diese Streckbehand- io satz an der Oberfläche haftet. Hernach wird das Ver-

lung wird aber die Bereitschaft zur Aufnahme des löten in üblicher Weise vorgenommen. Infolge der

Molybdäns verstärkt. Demzufolge bildet sich an der dabei auftretenden Erwärmung diffundiert das Mo-

Umfangsfläche eine relativ starke Molybdänschicht lybdän tief in die Oberfläche des Kolbens 1 ein. An

aus, also gerade dort, wo im Betrieb eine dauernde sich braucht lediglich die Umfangswand 6 eine solche

Reibungsbeanspruchung erfolgt. 15 Molybdänbehandlung zu erfahren, da diese am stärk-

Hierbei ist es günstig, wenn der Kolben mit einer sten einer Reibungsbeanspruchung ausgesetzt ist.

Gleitführungshülse verlötet ist. Dabei ergibt sich der Gerade diese Wand ist aber beim Tiefziehvorgang

weitere Vorteil, daß man Kolben und Hülse durch besonders stark gereckt worden, so daß sich dort

einen Kupferlötofen schicken und gleichzeitig das selbst bei gleicher Behandlung von Boden S und

Molybdän eindiffundieren lassen kann. 20 Umfangswand 6 die stärkere Molybdänschicht bildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form Da auch der Lötvorgang normalerweise in einer

eines Kolbens mit angelöteter Gleitführungshülse Schutzgasatmosphäre oder einer reduzierenden At-

wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der mosphäre durchgeführt wird, also unter Stickstoff,

dieser Kolben im Längsschnitt veranschaulicht ist. . einem Edelgas oder insbesondere einer reduzierenden

Die in der Zeichnung veranschaulichte Anordnung 25 Wasserstoffatmosphäre, kann man erreichen, daß der

besteht aus einem Kolben 1 und einer über Löt- Molybdänauftrag beim Eindiffundieren weitgehend

stellen 2 damit verbundenen Gleitführungshülse 3. In unverändert bleibt. Mit molybdänhaltigem Stoff ist

der Bohrung 4 der Hülse ist ein Gleitstein hin und das Verfahren auch durchführbar; jedoch haben die

her verschiebbar, in welchen der Kurbelzapfen einer bisherigen Versuche die Überlegenheit einer Behand-

nicht veranschaulichten Kurbelwelle eines Antriebs- 3° lung mit reinem Molybdän erwiesen,

motors eingreift. Durch diese Antriebsart wird der Der Auftrag geschieht vorzugsweise durch einen

in einem Zylinder geführte Kolben 1 axial hin- und Fluidized Bed-Prozeß. Statt dessen kann auch die

herbewegt. elektrolytische Ausscheidung von Molybdänsäure-

Der Kolben 1 ist aus einer ebenen Blechplatine als anhydrid verwendet werden, das während der Ofen-

Totpf tiefgezogen, wodurch der Boden 5 und die Um- 35 behandlung und in einer Wasserstoff atmosphäre in fangswand 6 entstehen. Am freien Ende 7 ist diese die Oberfläche eindiffundieren kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gleitkörper aus Eisen mit molybdänhaltiger Oberfläche zur Verwendung als Kolben für eine Kolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper aus tiefgezogenem und in an sich bekannter Weise im Diffusionsverfahren mit Molybdän beschichtetem Eisenblech besteht.

2. Gleitkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Diffusionsverfahren aufgetragene Beschichtung außer Molybdän auch Mangan enthält..

3. Gleitkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem tiefgezogenen Blechtopf besteht, dessen Umfangsfläche beschichtet ist.

4. Gleitkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechtopf mit einer Gleitführungshülse verlötet ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Gleitkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, «daß der Körper aus mehreren Teilen zusammengelötet wird und im Lötofen gleichzeitig mit dem Löten die Molybdänbeschichtung erfolgt.