DE1752704C3

DE1752704C3 - Verfahren zur Panzerung der Sitzfläche von Ventilen für Verbrennungskraftmaschinen mittels Auftragschweißung

Info

Publication number: DE1752704C3
Application number: DE19681752704
Authority: DE
Inventors: Fritz 3013 Barsinghausen Eisenhauer
Original assignee: Teves-Thompson 3013 Barsinghausen GmbH
Current assignee: Teves-Thompson 3013 Barsinghausen GmbH
Priority date: 1968-07-04
Filing date: 1968-07-04
Publication date: 1978-09-28
Also published as: DE1752704B2; DE1752704A1

Description

Beim Panzern der Sitze von Ventilen aus hochlegierten Werkstoffen ergeben sich oft Schwierigkeiten der Verschweißbarkeit. Bestimmte Legierungselemsnte, die für den Einsatz des Ventils im Motor erforderlich Mild, zeigen bei höheren Schweißtemperaturen Ausscheidungen im Bereich der Schweißaussparung, die eine passive Schicht bilden und einer Schweißverbindung entgegenwirken. Dieser Vorgang wird durch ungünstige Kombinationen von Grundwerkstoff und Panzerwerkstoff erschwert.

Weiterhin kann der schroffe Übergang zwischen dem Grundwerkstoff und einem Panzerwerkstoff, der stark abweichende Werte für die Wärmeausdehnung hat, im Thermoschock, d. h. durch schnelle Abkühlung beim Abschalten des Motors nach Vollastbetrieb und dadurch unterschiedliche Wärmeausdehnung von Grund- und Panzerwerkstoff, zu Ausfällen führen.

Bekannt ist es, die Sitze von hochbeanspruchten Ventilen, insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen, mit besonderen hitzebeständigen Legierungen zu oanzern. Die Panzerung kann durch Auftragschweißen aufgebracht werden. Das Panzern von Ventilsitzen durch Auftragschweißung erfolgt in der Regel durch autogenes Aufpanzern, d. h. es wird Panzer-Werkstoff durch eine Azetylenflamme vom Schweißstab abgeschmolzen und auf das Grundmaterial gebracht. Das Panzern von Ventilsitzen mittels vorgefertigter Ringe aus Panzer-Werkstoff ist ebenfalls üblich und seit längerem bekannt. Bei diesem Verfahren werden offene Panzerringe, die aus Runddraht gewickelt sind und dem Durchmesser des vorgefertigten Ventilsitzes entsprechen, eingesetzt. Das Abschmelzen des Panzer-Werkstoffs geschieht durch antonpnci Schweißen. Mit Hilfe eines Autocen-Schweißbrenners wird das vorgewärmte Ventil vor dem Auflegen des geschlitzten Rings innerhalb eines kleinen Bereichs auf Schweißwärme gebracht. Danach wird der gepanzerte Ring aufgelegt und der Autogen-Brenner an einem Ende des geschlitzten Rings angesetzt, so daß durch langsames Drehen des Ventils das Schweißmaterial kontinuierlich von dem Ring abschmilzt und auf den Ventilsitz geschweißt wird. Der Unterschied zwischen den beiden vorgenannten

ίο Verfahren des Aufbringens von Panzer-Werkstoff besteht darin, daß in einem Fall der Panzer-Werkstoff ein Stab ist, im anderen ein Ring. Bei beiden Herstellungsarten können die vorstehend angeführten Nachteile und Schwierigkeiten auftreten.

Im Gegensatz zum Aufschweißen einer Panzerung ist es ebenfalls bekannt, Panzermaterial auf einen Ausgangsbutzen vor einem nachfolgenden Schmiede* Vorgang aufzubringen. Dieses Aufbringen des Panzermaterials läßt sich nach der deutschen Patent-

ao anmeldung T 38 43 Ib/49h dadurch vereinfachen, daß das Panzermaterial nicht durch autogenes Schweißen, sondern einfach durch Auflöten oder Aufpressen in Form einer vorgeformten Kappe aufgetragen wird.

»5 Bei allen vorgenannten Herstellungsverfahren können die einleitend angeführten Nachteile und Schwierigkeiten auftreten. Bereits aus dem Fachbuch »Werkstoff und Schweißung«, Berlin 1951. S. 825, 826 und 837 sind die Schwierigkeiten zu entnehmen, die beim Schweißplattieren auftreten. Hierbei ist insbesondere auf die Gefahr einer Loslösung des aufgetragenen Panzermaterials bei hohen Temperaturbeanspruchungen während des Schweißens hingewiesen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Panzerung von Ventilen mittels Auftragschweißung zu schaffen, mii dessen Hilfe die Nachteile bzw. die Schwierigkeiten, die sich aus der Verbindung von Werkstoffen mit unterschiedlichem Dehnungsverhal-

*° ten und unterschiedlicher Schweißbarkeit ergeben, vermieden werden.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß auf dem Grundwerkstoff des Ventils eine oder mehrere dehnungsausgleichende Zwischenschichten aufgetragen und abschließend auf die Zwischenschicht der Panzerstoff aufgebracht winl. Besonders vorteilhaft ist es, die Zwischenschicht bzw. Zwischenschichten bis auf einen Rest abzuarbeiten und anschließend darauf den Panzer-Werkstoff aufzutragen. Als Zwischenschicht kann vorteilhaft ein wolframhaltiges Material beispielsweise der Zusammensetzung

C = 0,45°/o; W = 2,OOo/o;
Cr = 2O,OO«/o; Si = 3,00<>/n;

Co = 30,00«/o; Mn= O,75»/_o;
Ni = 3O,OO«/o; Fe = Rest

oder C = 1,75V₀;

Cr =25,OO»/o;

Ni =22,00o/₀;

Fe = l,5Oo/„;
W =12,OOo/o;
Si =
Co =Rest

aufgeschweißt werden. Zur abschließenden Panzerung wird ein hochwolframhalligcs Material mit einem Gehalt von mehr als 18^ηΌ Wolfram aufgetragen. Der Wolframgehalt der Zwischenschicht bzw. der Zwischenschichten ist geringer als derjenige des Panzerwerkstoffs. Er soll die unterschiedlich starke Ausdehnung des Grundwerkstoffs gegenüber dem Pan-

zerwerkstoff kompensieren, d. h. die Wärmedehnung der Zwischenschichten soll zwischen den Werten des Grundwerkstoffs und des Panzerwerkstoffs liegen.

Die Zwischenschichten stellen eine Pufferzone dar, die nicht nur vom Dehnungsverhalten, sondern auch von der Schweißbarkeit her ein günstiges Verhalten zu den beiden anderen Werkstoffen zeigt und damit die Funktion einer insgesamt ausgleichenden Zwischenschicht bei stark unterschiedlichem Verhalten der Werkstoffkombination Grundwerkstoff/Panzerwerkstoff übernimmt. Die Zwischenschicht läßt sich gut bei relativ geringen Temperatuien mit dem Grundwerkstoff verschweißen, so daß sowohl die Gefahr der starken Vermischung mit dem Grundwerkstoff als auch die Bildung von Schwindungshohlräumen auf ein Minimum reduziert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Panzerung der Sitzflächen von Ventilen für Verbrennungskraftmaschinen mittels Auftragschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Grundwerkstoff des Ventils eine oder mehrere dehnungsausgleichende Zwischenschichten aufgetragen werden und anschließend auf die Zwischenschichten der Panzerwerkstoff aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dehnungsausgleichenden Zwischenschichten bis auf einen Rest abgearbeitet und anschließend darauf der Panzerwerkstoff aufgetragen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als dehnungsausgleichende Zwischenschicht ein wolframhaltiges Material verwendet und zur Panzerung ein hochwolframhaltiges Material mit einem Gehalt von mehr als 18°/o Wolfram aufgeschweißt wird.