DE19729417B4

DE19729417B4 - Ventilführung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE19729417B4
Application number: DE19729417A
Authority: DE
Inventors: Koichiro Matsudo Hayashi; Katsunao Matsudo Chikahata
Original assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: US6012703A; GB2315115A; GB2315115B; DE19729417A1; KR100253920B1; KR980009769A; GB9714000D0

Abstract

Ventilführung für einen Verbrennungsmotor, die aus einer Sinterlegierung hergestellt ist und zur gleitenden Führung eines Ventilschaftes eine innenseitige Oberfläche aufweist, die einer Endbehandlung durch eine maschinelle Bearbeitung und ein Freilegen von Poren unterzogen worden ist, durch die ein von einem für den Motor vorgesehenen Ölzuführsystem zugeführtes Schmieröl hindurchfließt, das an einem Gleitbereich zwischen der Ventilführung und dem darin gelagerten Ventilschaft heraustritt, wobei der Flächenanteil der Poren, bezogen auf die maschinell endbearbeitete, innenseitige Oberfläche, 2,7 bis 10,7 % beträgt und pro 1 mm² der innenseitigen Oberfläche mindestens eine Pore mit einer Porengröße von nicht weniger als 80 μm vorhanden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilführung, die aus einer Sinterlegierung hergestellt ist und bei einem Verbrennungsmotor verwendet wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung gemäß den Ansprüchen 1 und 7. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Ventilführung, die eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist und das Auftreten eines Fressverschleißes auf einer Oberfläche eines der Ventilführung zugeordneten Ventilschaftes verhindern kann.

Zur Verwendung bei Motoren von Automobilen und dergleichen sind verschiedene, aus einer Sinterlegierung hergestellte Ventilführungen vorgesehen worden. Ventilführungen dieser Art umfassen eine harte Phase, um eine Verschleißfestigkeit zu erzielen. Zum Beispiel hat die Anmelderin der Erfindung eine Ventilführung mit einer harten Phase, bestehend aus einer eutektischen Fe-P-C-Verbindung (genannt Steatit), in den japanischen Offenlegungsschriften Nummern 1980-34858 und 1989-52463 offenbart. Die Ventilführung aus einer Sinterlegierung wird in der Weise hergestellt, dass ein Grünling gesintert und in einen Zylinderkopf eines Motors eingepresst wird. Dann erfolgt ein Aufreiben der innenseitigen Fläche des Sinterkörpers, wodurch die Ventilführung fertiggestellt wird. Von einem für den Motor vorgesehenen Ölzuführsystem wird der Ventilführung Schmieröl zugeführt, sodass das Schmieröl durch Poren in der Ventilführung hindurchfließt und an einem Gleitbereich zwischen der Ventilführung und einem darin gelagerten Ventilschaft heraustritt.

Wenn die Menge des am Gleitbereich austretenden Schmieröls nicht ausreicht, wird die Oberfläche der Ventilführung durch Abnutzung zerkratzt und zerspant, d.h. es tritt ein Fressverschleiß am Ventilschaft auf. Wenn dagegen das Schmieröl leicht durch die Poren fließen kann, tritt eine größere Menge an Schmieröl am Gleitbereich heraus. Als Ergebnis, läuft das Schmieröl aus dem Gleitbereich heraus und wird infolge des Unterdruckes im Motorgehäuse in dieses hineingesaugt, sodass das Auspuffgas weißen Rauch enthält. Deshalb sollte die Ventilführung eine geeignete Menge an Schmieröl durch die Poren hindurchfließen lassen. Desweiteren sollte die Ventilführung nicht nur eine Verschleißfes tigkeit, sondern auch eine maschinelle Bearbeitbarkeit aufweisen, die eine wichtige Eigenschaft darstellt. Da jedoch, wie vorstehend erwähnt, die aus einer Sinterlegierung gefertigte Ventilführung eine im Gefüge dispergierte harte Phase enthält, ist eine maschinelle Bearbeitung der Ventilführung schwierig. Deshalb wurde von der Anmelderin in der japanischen Auslegeschrift Nr. 1992-57140 eine Ventilführung mit verbesserter maschineller Bearbeitbarkeit beschrieben, bei der die Verschleißfestigkeit der in der vorstehend erwähnten, japanischen Offenlegungsschrift Nr. 1980-34858 offenbarten Ventilführung beibehalten wird. Jedoch besteht ein Bedürfnis nach einer Ventilführung mit einer weiter verbesserten maschinellen Bearbeitbarkeit.

Wie vorstehend erwähnt, soll die Ventilführung von verschiedenartiger, hoher Leistungsfähigkeit sein.

Aus dem deutschen Patent 33 46 371 geht eine Ventilführung aus schmiermitteldurchlässigem, porösem Sintermetall für einen Verbrennungsmotor hervor. Die Ausgestaltung der innenseitigen Oberfläche, welche die Führung des Ventilschaftes bildet, wird in diesem Dokument des Standes der Technik nicht angesprochen.

Weiterhin geht aus dem britischen Patent 1 573 835 ein Lagergehäuse hervor, bei dem ein Lager, wie beispielsweise ein Kugellager, mit Passsitz eingesetzt wird. Die Innenfläche des Lagergehäuses, welches aus Sintermetall hergestellt ist, ist exakt an die Außenfläche des Außenrings des Lagers angepasst. Ein Bewegung zwischen diesen beiden Teilen darf nicht stattfinden.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilführung und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzusehen, welche das vorstehende Bedürfnis erfüllen kann.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nach dem Grund für das Auftreten eines Fressverschleißes an einem Ventilschaft geforscht und haben als Ergebnis festgestellt, dass der Grund darin liegt, dass freiliegende Poren auf einer innenseitigen Oberfläche der Ventilführung durch deren maschinelle Bearbeitung geschlossen wurden. Dann haben die Erfinder nach den Beziehungen zwischen den auf der innenseitigen Oberfläche der Ventilführung nach der maschinellen Bearbeitung freiliegenden Poren und dem Auftreten des Fressverschleißes geforscht und als Ergebnis festgestellt, dass die Porengröße mehr als einen bestimmten Wert betragen sollte, weil bei einer kleinen Porengröße die an der innenseitigen Oberfläche der Ventilführung freiliegenden Poren nicht bis zu den inneren Poren hindurchdrangen, und die Poren mit einer kleinen Porengröße leicht durch die maschinelle Bearbeitung gefüllt werden konnten. Bei dieser Erklärung bedeutet die Porengröße den Durchmesser eines angenommenen Kreises, der die gleiche Fläche wie die gemessene Pore hat. Desweiteren kann, auch wenn die Poren eine große Porengröße haben, die Ventilführung nur teilweise geschmiert werden, wenn die Poren ungleichmäßig auf der innenseitigen Oberfläche verteilt sind. Hinzu kommt, dass der Flächenanteil der Poren auf der innenseitigen Oberfläche bei der Versorgung der innenseitigen Oberfläche mit ausreichendem Schmieröl einer der wichtigen Faktoren ist. Die vorliegende Erfindung wurde aufgrund von verschiedenen Versuchen entsprechend den vorstehend erwähnten Erkenntnissen vervollständigt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die vorstehende Aufgabe hinsichtlich der Ventilführung durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Insbesondere ist eine aus einer Sinterlegierung gefertigte Ventilführung bzw. Ventilschaftführung vorgesehen, die eine innenseitige Oberfläche aufweist, an der ein Ventilschaft bzw. eine Ventilspindel gleitend geführt wird, wobei die innenseitige Oberfläche einer Endbearbeitung durch eine maschinelle Bearbeitung und ein Freilegen von Poren unterzogen worden ist, der Anteil der Fläche der Poren an der Fläche der innenseitigen Oberfläche 2,7 bis 10,7 % ist, und mindestens eine Pore, die eine Porengröße von nicht weniger als 80 μm aufweist, pro 1 mm² der Innenfläche vorhanden ist. Der Grund für die vorstehende zahlenmäßige Einschränkung wird nachstehend zusammen mit den Wirkungen der vorliegenden Erfindung erläutert.

Gemäß den von den Erfindern durchgeführten Versuchen trat ein Fressverschleiß an einem Ventilschaft auf, wenn der Flächenanteil der Poren, die an der Innenfläche der Ventilführung freilagen, 2,5 % betrug, während kein Fressverschleiß am Ventilschaft auftrat, wenn der Flächenanteil 3,0 % betrug. Demgemäß dürfte die Grenze, an der ein Fressverschleiß auftritt, bei dem Mittelwert der vorstehenden numerischen Werte liegen, sodass der Erfinder den minimalen Flä chenanteil als 2,7 % feststellten. Um einen Fressverschleiß wirksam zu verhindern, beträgt der minimale Flächenanteil vorzugsweise 3,0 %, und es wird ein günstigeres Ergebnis erhalten, wenn der minimale Flächenanteil 4,0 % beträgt.

Zusätzlich erforschten die Erfinder die Beziehung zwischen dem Flächenanteil und dem Auslaufen von Schmieröl. Die Untersuchungen wurden in der Weise durchgeführt, dass ein Endteil einer Ventilführung in einen Vakuumtank eingeführt wurde, wobei der andere Endteil der Ventilführung aus dem Vakuumtank herausragte. Dann wurde dem herausragenden Endteil der Ventilführung Schmieröl zugeführt und der Druck des Tankes auf einen Unterdruck verringert, der allgemein dem Ansaugdruck eines Motors gleich war. Bei diesem Vorgang beobachteten die Erfinder, ob Schmieröl in den Vakuumtank hinein auslief. Das Ergebnis dieser Untersuchungen war, dass das Schmieröl auslief, wenn der Flächenanteil 11,4 % betrug, während das Schmieröl nicht auslief, wenn der Flächenanteil 10,0 % betrug. Demgemäß stellten die Erfinder den maximalen Flächenanteil von 10,7 % fest, was dem Mittelwert der vorstehenden Zahlenwerte entspricht. Um ein Auslaufen von Schmieröl wirksam zu verhindern, beträgt der maximale Flächenanteil vorzugsweise 10,0 %.

Somit kann bei der vorliegenden Erfindung der Flächenanteil der an der innenseitigen Oberfläche freiliegenden Poren in einem der Bereiche 2,7 bis 10,0 %, 3,0 bis 10,0 %, 4,0 bis 10,0 %, 3,0 bis 10,7 % und 4,0 bis 10,7 % liegen.

Darüber hinaus haben die Erfinder die Teilchengrößen und die Verteilung von Poren untersucht und gefunden, dass, auch wenn der Flächenanteil im Bereich der vorliegenden Erfindung lag, ein Fressverschleiß auftrat, wenn nicht mindestens eine Pore mit einer Porengröße von nicht weniger als 80 μm pro 1 mm² der innenseitigen Oberfläche vorhanden war. Demgemäß wurde bei der vorliegenden Erfindung die vorstehende zahlenmäßige Einschränkung zugrundegelegt.

Die Anzahl und Teilchengrößen der Poren sind selbstverständlich begrenzt, weil der Flächenanteil der Poren nicht mehr als 10,7 % (vorzugsweise 10,0 %) beträgt. Als Mittel zur maschinellen Bearbeitung der innenseitigen Oberfläche können Schaftfräser, Bohrmaschinen, Schleifmaschinen, Glättwerkzeuge und dergl. eingesetzt werden. Im Hinblick auf die Zweckmäßigkeit und hohe Genauigkeit ist ein Aufreibwerkzeug für die maschinelle Bearbeitung am besten geeignet.

Die chemische Zusammensetzung der Ventilführung der vorliegenden Erfindung kann in zweckmässiger Weise gewählt werden. Zum Beispiel kann die Ventilführung aus einer Sinterlegierung gefertigt werden, die 1,0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cu, 0,6 bis 1,2 Gewichtsprozent C, nicht mehr als 3 Gewichtsprozent Ni und als Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, wobei das Gefüge im wesentlichen aus Perlit oder einem Verbundgefüge aus Perlit und Bainit ohne eine harte Phase aufgebaut ist. Das Gefüge kann aus nur Perlit oder einem Verbund aus Perlit oder Bainit aufgebaut sein oder es kann Ferrit und/oder Martensit in einem Teil des Gefüges enthalten sein. Ni ist wahlweise in der Sinterlegierung enthalten. Demgemäß kann die Sinterlegierung eine Fe-Cu-Ni-C-Sinterlegierung sein, wenn Ni darin enthalten ist, und die Sinterlegierung kann eine Fe-Cu-C-Sinterlegierung sein, wenn kein Ni darin enthalten ist.

Bei der Ventilführung gemäß der vorliegenden Erfindung kann deren innenseitige Oberfläche in zweckmäßiger Weise mit Schmieröl geschmiert werden, so daß die Verschleißfestigkeit verbessert werden kann, obwohl eine harte Phase wie Steatit (eutektische Verbindung aus Fe-P-C) nicht enthalten ist. In zusätzlicher Weise kann die maschinelle Bearbeitbarkeit verbessert werden, weil das Verbundgefüge im wesentlichen aus Perlit oder einem Verbundgefüge aus Perlit und Bainit, ohne harte Phase, aufgebaut ist. Nachfolgend wird der Grund für die zahlenmäßige Beschränkung der vorstehenden Bestandteile angegeben.

Cu: Cu wird beigemischt, um das Gefüge zu festigen. Wenn der Gehalt an Cu weniger als 1,0 Gewichtsprozent beträgt, kann eine radiale Bruchfestigkeit eines Sinterkörpers nicht erhalten werden. Wenn dagegen der Gehalt an Cu mehr als 10,0 Gewichtsprozent beträgt, überschreitet die Menge an Cu die Grenze seiner festen Lösung, so daß eine erhebliche Menge an Cu in dem Gefüge zurückbleibt, was zu einer Abnahme der Festigkeit führt. Hinzu kommt, daß zurückbleibendes Cu zu einer Dispersion von Martensit im Gefüge führt, so daß die maschinelle Bearbeitbarkeit abnimmt.

C: C wird beigemischt, um im Gefüge Perlit zu bilden, so daß die Festigkeit des Gefüges und die Verschleißfestigkeit erhöht werden. Wenn der Gehalt an C weniger als 0,6 Gewichtsprozent beträgt, nimmt die Menge an Perlit ab, so daß die vorstehenden Vorteile nicht erzielbar sind. Wenn dagegen der Gehalt an C mehr als 1,2 Gewichtsprozent beträgt, wird brüchiges Zementit netzförmig an der Korngrenze ausgeschieden, so daß die Festigkeit und die maschinelle Bearbeitbarkeit abnehmen.

Ni: Ni wird beigemischt, um im Gefüge diffundiert zu werden, so daß die Härte des Gefüges erhöht wird. Mit erhöhter Festigkeit des Gefüges nimmt das plastische Fließen des Gefüges ab, wenn eine maschinelle Bearbeitung an der innenseitigen Oberfläche der Ventilführung durchgeführt wird. Demgemäß bleiben die an der innenseitigen Oberfläche freiliegenden Poren erhalten. Wenn der Gehalt an Ni mehr als 3,0 Gewichtsprozent beträgt, wird ein Teil des Gefüges in Martensit umgewandelt, das hart ist, so daß die maschinelle Bearbeitbarkeit abnimmt und der Verschleiß des der Ventilführung zugeordneten Ventils beschleunigt wird. Darüberhinaus wird ein Bereich, in dem Ni nicht rasch diffundiert, in einer austenitischen Phase zurückgehalten, so daß bei einer maschinellen Bearbeitung leicht ein Schneidansatz an der Schneide eines Schneidwerkzeuges gebildet wird, und dies führt zu einer Verschlechterung der maschinellen Bearbeitbarkeit.

Bei der vorliegenden Erfindung können 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent BN (hexagonales Bornitrid) und/oder 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent MgSiO₃ (z.B. Enstatit) mit aufgenommen werden. Diese zusätzlichen Bestandteile sind als feste Schmiermittel wirksam und wirken zum Zerkleinern von Spänen, die während der maschinellen Bearbeitung entstehen (spänezerkleinernde Wirkung), so daß die maschinelle Bearbeitbarkeit weiter verbessert wird. Infolge der Verbesserung der maschinellen Bearbeitbarkeit wird bei einer maschinellen Bearbeitung der innenseitigen Oberfläche die von einem Schneidwerkzeug auf das Gefüge ausgeübte Schneidkraftbelastung verringert, so daß das plastische Fließen des Gefüges auf ein geringes Ausmaß gesteuert werden kann. Die Minimalwerte der vorstehenden zahlenmäßigen Begrenzungen sind die Gehalte, die zumindest notwendig sind, um die vorstehenden Vorteile zu erzielen. Wird dagegen zu viel an den vorstehenden Bestandteilen mit aufgenommen, wird der Verlauf des Sinterns behindert. Aus diesem Grund sind die Maximalwerte der vorstehenden Begrenzung festgelegt.

Im Falle der Beimischung von BN wird ein Verbundpulver, bestehend aus Fe-Pulver, das mit BN vorlegiert worden ist (offenbart in der japanischen Auslegeschrift Nr. 1991-79701), in vorteilhafter Weise eingesetzt, weil BN gleichmäßig im Gefüge dispergiert wird.

Darüberhinaus kann nicht mehr als 0,2 Gewichtsprozent P beigemischt werden, weil P das Sintern fördert und das Gefüge festigt. Wenn der Gehalt an P mehr als 0,2 Gewichtsprozent beträgt, wird Steatit im Gefüge ausgeschieden, so daß die maschinelle Bearbeitbarkeit verschlechtert wird.

Des weiteren kann bei der Ventilführung gemäß der vorliegenden Erfindung der Flächenanteil der Poren und die Anzahl der Poren mit der Teilchengröße gemäß der vorliegenden Erfindung mit wahlweisen Mitteln festgelegt werden. Zum Beispiel können die Bedingungen für die maschinelle Bearbeitbarkeit in zweck mäßiger Weise derart eingerichtet werden, dass die vorstehenden zahlenmäßigen Begrenzungen eingehalten werden. Demgemäß werden nicht mehr als 3 Gew.-% Ni zum Vergrößern des Flächenanteils beigemischt, weil das plastische Fließen des Gefüges bei der maschinellen Bearbeitung abnimmt. Ferner kann, durch Verwenden von grobem Pulver, wie nachstehend erwähnt, die Ventilführung gemäß der vorliegenden Erfindung gefertigt werden. Das Nachfolgende ist ein Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die vorstehende Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruches 7 gelöst wird.

Die Teilchengrößenverteilung eines zur Herstellung einer üblichen Ventilführung verwendeten Fe-Pulvers ist: etwa 20 Gew.-% Teilchen einer Größe von nicht weniger als 105 μm bis weniger als 177 μm, etwa 55 Gew.-% Teilchen einer Größe von nicht weniger als 44 μm bis weniger als 105 μm und etwa 25 Gew.-% Teilchen einer Größe von weniger als 44 μm. Da die übliche Ventilführung unter Verwendung eines derartigen Fe-Pulvers hergestellt wurde, war die Anzahl der nach der maschinellen Bearbeitung an der innenseitigen Oberfläche freiliegenden Poren nicht ausreichend, sodass die Schmierung des Gleitbereiches ungenügend war und ein Fressverschleiß leicht auftrat.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung erforschten die Beziehung zwischen der Teilchengrößenverteilung des Fe-Pulvers und dem Auftreten des Fressverschleißes und fanden die Beziehung, welche es ermöglicht, dem Gleitbereich eine ausreichende Menge an Schmieröl zuzuführen. Das Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Ventilführung beruht auf der vorstehenden Beziehung und umfasst die Schritte, bei denen eine Pulvermischung hergestellt wird, die nicht weniger als 85 Gew.-% Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von 74 μm bis 250 μm enthält, die Pulvermischung zur Bildung eines Grünlings mit einer innenseitigen Oberfläche komprimiert wird, der Grünling gesintert wird und die innenseitige Oberfläche maschinell bearbeitet wird.

Bei dem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Ventilführung werden unter Verwendung des aus groben Teilchen, wie den vorstehenden, bestehenden Pulvers bei der Bildung eines Grünlings die Zwischenräume zwischen den Teilchen groß, und die Teilchen stützen sich gegenseitig ab, um Überbrückungen einer Gestalt zu bilden, bei der größere Hohlräume im Grünling entstehen. Deshalb bilden sich beim Sintern des Grünlings große Poren. Darüberhinaus bleibt bei der maschinellen Bearbeitung der innenseitigen Oberfläche der Ventilführung, obwohl einige an der innenseitigen Oberfläche freiliegende Poren aufgrund des plastischen Fließens des Gefüges geschlossen werden, eine genügende Menge an Poren von ausreichender Porengröße erhalten. Gemäß den von den Erfindern durchgeführten Versuchen trat ein Freßverschleiß auf, wenn 80 Gewichtsprozent Fe-Pulver mit der vorstehenden Porengröße mit aufgenommen worden war. Ein Freßverschleiß trat jedoch nicht auf, wenn 90 Gewichtsprozent des Fe-Pulvers mit aufgenommen worden war, und es wurde ein überragend gutes Ergebnis erhalten, wenn 95 Gewichtsprozent des Fe-Pulvers mit aufgenommen worden war.

Deshalb betragen bei der vorliegenden Erfindung die Teilchengrößen von nicht weniger als 85 Gewichtsprozent des Eisenpulvers nicht weniger als 74 μm (200+ mesh) bis nicht mehr als 250 μm (60– mesh). Bevorzugt beträgt die Menge des Eisenpulvers mit der vorstehenden Teilchengröße nicht weniger als 90 Gewichtsprozent, mehr bevorzugt nicht weniger als 95 Gewichtsprozent. Des weiteren beträgt die Teilchengröße des Fe-Pulvers bevorzugt nicht weniger als 105 μm (145+ mesh) und nicht mehr als 250 μm.

Obwohl das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren nicht nur auf die Herstellung der erfindungsgemäßen Ventilführung beschränkt ist, lassen sich natürlich Abänderungen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens durchführen. Das heißt, daß das vorstehende Pulver zur Bildung eines Grünlings gepreßt und gesintert und dann maschinell bearbeitet werden kann, um einen Flächenanteil von Poren, bezogen auf die innenseitige Oberfläche, von 2,7 bis 10,7 % zu erhalten, wobei mindestens eine Pore mit einer Porengröße von nicht weniger als 80 μm pro 1 mm² der Innenfläche vorhanden ist.

Die Teilchengröße des Fe-Pulvers entspricht der Teilchengröße des Gefüges der Sinterlegierung. Falls in der Mikrostruktur einer Schnittfläche der Sinterlegierung der Schnitt versetzt zur Mitte eines Teilchens verläuft, wird dessen Teilchengröße im Vergleich zur tatsächlichen Teilchengröße kleiner gemessen. Gemäß den Untersuchungen der Erfinder beträgt, wenn 5 Gew.-% des Pulvers eine Teilchengröße von weniger als 74 μm aufweisen, der Flächenanteil der eine Teilchengröße von weniger als 74 μm aufweisenden Teilchen 10 %, bezogen auf die Fläche des Gefüges. Darüber hinaus beträgt, wenn 10 Gew.-% des Pulvers eine Teilchengröße von weniger als 74 μm aufweisen, der Flächenanteil der eine Teilchengröße von weniger als 74 μm aufweisenden Teilchen 15 %, bezogen auf die Fläche des Gefüges.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung vorgesehen, wie es im Anspruch 12 angegeben ist, welches die Schritte umfasst, bei denen eine Pulvermischung hergestellt wird, die Cu-Pulver umfasst, wobei das Cu-Pulver nicht weniger als 25 Gew.-% Cu-Pulver mit Teilchengrößen von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm enthält, die Pulvermischung zur Bildung eines Grünlings mit einer innenseitigen Oberfläche komprimiert wird, der Grünling gesintert wird und die innenseitige Oberfläche in einer Endbehandlung maschinell bearbeitet und einem Freilegen von Poren unterzogen wird.

Das Cu-Pulver festigt das Gefüge, indem es darin während des Sinterns eine feste Lösung bildet. Nach der Diffusion des Cu wird eine Pore an der Stelle gebildet, an der ein Cu-Teilchen vorhanden war (Kirkendall-Effekt). Die Porengröße der Pore entspricht der Teilchengröße des Cu-Pulvers. Gemäß den von den Erfindern durchgeführten Versuchen trat ein Fressverschleiß auf, wenn 20 Gew.-% Cu-Pulver der vorstehend angegebenen Teilchengrößen beigemischt worden waren, während kein Fressverschleiß auftrat, wenn 30 Gew.-% Cu-Pulver der vorstehend angegebenen Teilchengrößen beigemischt worden waren. Deshalb beträgt bei der vorliegenden Erfindung die untere Grenze des Gehaltes an diesem Cu-Pulver 25 Gew.-%. Vorzugsweise wird dieses Cu-Pulver in einer Menge von nicht weniger als 30 Gew.-% beigemischt.

Bei der vorliegenden Erfindung beträgt der Gehalt an Cu-Pulver 1,0 bis 10,0 Gew.-%, der gering ist, wenn auf die gesamten Bestandteile bezogen wird. Deshalb kann Cu-Pulver, obwohl grob, im Bereich von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm, ohne dass das Schmieröl ausläuft, verwendet werden.

Der Grund für die Festlegung der oberen Grenzen der Teilchengröße bei den beiden vorstehenden Herstellungsverfahren liegt darin, ein Auslaufen von Schmieröl zu verhindern. Desweiteren wird bei den Herstellungsverfahren durch das Zumischen von nicht mehr als 3 Gew.-% Ni zu dem Pulver das plastische Fließen des Gefüges bei der maschinellen Bearbeitung verringert und der Flächenanteil der Poren erhöht.

Die Merkmale und Vorteile der Ventilführung und des Verfahrens zu seiner Herstellung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verdeutlicht.

Nachfolgend werden Proben der Ventilführung der vorliegenden Erfindung und Proben üblicher Ventilführungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung sind die Mischungsverhältnisse und die chemischen Zusammensetzungen gewichtsbezogen.

A. Beispiel 1
(Herstellung von Proben)
Es wurden 5 % eines Cu-Pulvers und 1 % eines Graphitpulvers mit einigen Fe-Pulvern verschiedener Teilchengrößenverteilungen vermischt, dann wurden die Pulvermischungen zur Bildung von ringförmigen Prüfstücken mit einer Dichte von 6,8 g/cm² kompaktiert. Dann wurden die Grünlinge 60 Minuten in einer reduzie renden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1.130°C gesintert. Danach wurde ein Aufreiben einer Bohrung jedes Prüfstückes unter Verwendung einer Hartmetallreibahle eines Durchmessers von 8 mm durchgeführt. Die Prüfstücke wurden bei einer Schneidgeschwindigkeit von 950 U/min und einem Vorschub von 0,4 mm/Umdrehung aufgerieben.
[Bewertung am Gleitbereich]
Jede Probe wurde mit Schmieröl imprägniert, dann in eine Senkrechtprüfmaschine für den Ventilführungsverschleiß eingesetzt und einer Verschleißprüfung unterzogen. Die Verschleißprüfmaschine war von einer Bauart, bei der ein Ventil an einem unteren Ende eines bewegbaren senkrechten Kolbens einsetzbar war, mit dem die Verschleißprüfmaschine ausgestattet war; die Probe, durch die der Ventilschaft des Ventils hindurchführte, wurde in die Verschleißprüfmaschine eingesetzt, und das Ventil wurde unter einer seitlichen Belastung hin und her bewegt. Die Verschleißprüfung wurde bei einer Hubfrequenz von 3.000 U/min mit einer Hublänge von 8 mm durchgeführt. Die auf den Kolben (das Ventil) ausgeübte seitliche Last betrug ca. 29,42 N (3 kp) und die Verschleißprüfung wurde 30 Stunden in einem Auspuffgas bei einer Temperatur von 200°C durchgeführt. Nach der Verschleißprüfung wurde eine Oberfläche des Ventilschaftes untersucht. Das Ergebnis bezüglich des Auftretens von Fressverschleiß und dessen Bewertung sind in Tabelle 1 gezeigt. Bei der Anmerkung in Tabelle 1 bezeichnet „Gut" den Fall, bei dem ein normaler Verschleiß am Ventilschaft aufgetreten war, und „Am besten" bezeichnet den Fall, bei dem die Oberfläche den Ventilschaftes glatt und in sehr gutem Zustand war, obwohl ein Verschleiß sichtbar war.
[Untersuchung des Auslaufens von Öl]
Das Auftreten eines Auslaufens von Öl bei den Proben wurde unter Verwendung eines Ölpermeationsmessgerätes untersucht. Einzelheiten des Messgerätes sind wie folgt.
Das Messgerät weist einen Dekompressionstank mit einer Öffnung an seinem oberen Ende auf. Ein Öltank mit einer Öffnung an seinem oberen Ende ist auf dem oberen Ende des Dekompressionstankes befestigt, um in dem Dekompressionstank eine luftdichte Kammer zu bilden. Am Boden des Öltankes ist eine Hal terung vorgesehen und dazu ausgebildet, eine Probe luftdicht auf eine Weise zu halten, dass ein Ende der Probe aus dem Öl herausragt und ein anderes Ende der Probe in die luftdichte Kammer eingeführt ist.
Bei dem Versuch wurde eine mit Schmieröl imprägnierte Probe von der Halterung gehalten. Dann wurde dem herausragenden Ende der Probe Schmieröl zugeführt und der Druck des Dekompressionstankes auf einen Unterdruck verringert, der allgemein dem Ansaugdruck eines Verbrennungsmotors gleich war. Es wurde dieser Zustand während einer vorbestimmten Haltedauer aufrechterhalten und beobachtet, ob Schmieröl in den Dekompressionstank hineintropfte oder nicht. Bei dem Versuch betrug der Druck im Dekompressionstank 53.320 Pa (400 mmHg) und die Haltedauer 300 Minuten. Das Ergebnis bezüglich des Auslaufens von Öl und dessen Bewertung sind gemeinsam in Tabelle 1 gezeigt.
[Messung des Flächenanteiles und der Porengröße]
Es wurde jede Probe durchgeschnitten, deren innenseitige Oberfläche mit einem Mikroskop untersucht und die Fläche der Poren im gesamten Gesichtsfeld des Mikroskopes gemessen. Der Anteil der Fläche der Poren im Gesichtsfeld an der Fläche des gesamten Gesichtsfeldes (Flächenanteil) wurde berechnet. Alle berechneten Flächenanteile sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Porengröße der Poren in dem Gesichtsfeld wurde gemessen, und es wurden die gemessenen Porengrößen den Bereichen von weniger als 80 μm, nicht weniger als 80 μm bis weniger als 150 μm, nicht weniger als 150 μm bis weniger als 300 μm und nicht weniger als 300 μm zugeordnet und die Anzahl der Poren der jeweiligen vorstehenden Bereiche in 1 mm² der Innenfläche gezählt. Die Anzahlen der Poren sind insgesamt in Tabelle 1 gezeigt. Das Folgende ist eine Überprüfung der zahlenmäßigen Begrenzung der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der Ergebnisse der Tabelle 1.
[Überprüfung der zahlenmäßigen Begrenzungen]
(1) Flächenanteil (2,7 bis 10,7 %)
Bei den Proben 1 und 2, bei denen die Flächenanteile unterhalb der erfindungsgemäßen unteren Grenze lagen, trat ein Freßverschleiß an einer innenseitigen Oberfläche des Ventilschaftes auf. Bei den Proben 18, 19, 21 und 22, bei denen die Flächenanteile oberhalb der erfindungsgemäßen oberen Grenze lagen, tropfte das Schmieröl herab (ein Auslaufen von Öl fand statt). Dagegen trat bei fast allen der Proben 2 bis 17, bei denen die Flächenanteile innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches lagen, kein Freßverschleiß und Herababtropfen von Öl auf. Insbesondere bei der Probe 2 war eine der zahlenmäßigen Begrenzungen eingehalten worden, d.h. es war mindestens eine Pore mit einer Porengröße von nicht weniger als 80 μm pro 1 mm² der Innenfläche vorhanden. Jedoch war bei der Probe 2 die zahlenmäßige Begrenzung bezüglich des Flächenanteiles nicht eingehalten worden, so daß ein Freßverschleiß auftrat, wie vorstehend erwähnt ist. Somit wurde die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen unteren Grenze des Flächenanteiles bestätigt.
(2) Anzahl der Poren
(Porengrößen von nicht weniger als 80 μm pro 1 mm² vorhanden)
Bei den Proben 4, 7, 10 und 13 trat ein Freßverschleiß auf, obwohl die Flächenanteile im erfindungsgemäßen Bereich lagen. Der Grund besteht darin, daß bei diesen Proben die zahlenmäßige Begrenzung der Anzahl an Poren mit erfindungsgemäßer Porengröße nicht eingehalten worden war. Insbesondere bei der Probe 20, bei der der Flächenanteil oberhalb des erfindungsgemäßen zahlenmäßigen Grenzwertes lag, war die Anzahl an Poren mit erfindungsgemäßer Porengröße unterhalb des erfindungsgemäßen Bereiches, so daß ein Freßverschleiß auftrat.
Wie aus dem vorstehenden deutlich hervorgeht, sind die erfindungsgemäßen zahlenmäßigen Begrenzungen bezüglich des Flächenanteiles und der Anzahl der Poren untrennbar eng miteinander verwandt, und es sind die erfindungsgemäßen zahlenmäßigen Begrenzungen zum Verhindern von Freßverschleiß und Herabtropfen von Öl unerläßlich.
B. Beispiel 2
(Herstellung von Proben)
Ein P-Pulver, BN-Pulver und MgSiO₃-Pulver wurden gründlich mit einem cu-Pulver, Graphitpulver und Fe-Pulver vermischt, dann wurde die Pulvermischung zur Bildung von ringförmigen Proben mit Abmessungen ϕ11 × ϕ6,4 × 10 mm und einer Dichte von 6,8 g/cm³ kompaktiert. Danach wurde ein Aufreiben der Bohrung jeder Probe unter Verwendung einer Hartmetallreibahle mit einem Durchmesser von 7,0 mm durchgeführt. Die Proben wurden mit einer Schneidgeschwindigkeit von 950 U/min und einem Vorschub von 0,4 mm/Umdrehung aufgerieben. Bezüglich der Messung der maschinellen Bearbeitbarkeit wurde das Aufreiben an einer gesinterten Probe (nicht aufgerieben) unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
[Messung der mechanischen Eigenschaften]
Es wurden die Härte, die radiale Bruchfestigkeit, die maschinelle Bearbeitbarkeit und der Verschleiß gemessen. Die zum Aufreiben einer Gesamtlänge von 10 mm einer Probe mit vorbereitetem Bohrungsdurchmesser von 6,4 mm mit einer Hartmetallreibahle mit einem Durchmesser von 7,0 mm erforderliche Bearbeitungsdauer wurde zwecks Bewertung der maschinellen Bearbeitbarkeit der Ventilführung gemessen. Darüber hinaus wurde jede Probe in der im Beispiel 1 verwendeten Senkrechtprüfmaschine für den Ventilführungsverschleiß eingesetzt, wobei das durch die Ventilführung hindurchgeführte Ventil unter Ausüben einer seitlichen Belastung auf das Ventil hin und her bewegt und das Ausmaß des Verschleißes der innenseitigen Oberfläche der Ventilführung gemessen wurde. Die Verschleißprüfung wurde bei einer Hubfrequenz von 3.000 U/min mit einer Hublänge von 8 mm durchgeführt. Die auf den Kolben (das Ventil) ausgeübte seitliche Last betrug ca. 29,42 N (3 kp), und es wurde die Verschleißprüfung 30 Stunden in einem Auspuffgas bei einer Temperatur von 200°C durchgeführt. Die Ergebnisse der Verschleißprüfung sind in Tabelle 2 gezeigt.
In Tabelle 2 liegen die Fälle, in denen die radiale Bruchfestigkeit nicht mehr als ca. 686,47 MPa (70 kp/mm), die maschinelle Bearbeitbarkeit nicht weniger als 10s/10mm und das Ausmaß an Verschleiß nicht weniger als 90 μm (Fressverschleiß trat auf) betrug, außerhalb der zulässigen Grenzen und sind mit „Ng" bezeichnet. Weiterhin ist in der Tabelle 2 „*" den Zahlenwerten hinzugefügt worden, welche die im Anspruch 3 und danach angegebenen numerischen Grenzwerte überschreiten, und „**" ist den Zahlenwerten hinzugefügt worden, welche die im Anspruch 3 und danach angegebenen numerischen Grenzwerte unterschreiten.
[Bewertung der Eigenschaften: Wirkung des Cu]
Bei der Probe 30 betrug die radiale Bruchfestigkeit weniger als ca. 686,47 Mpa (70 kp/mm) und wurde mit „Ng" bewertet, das Ausmaß der Abnutzung war groß und ein Fressverschleiß trat auf. Als Grund dafür kann angenommen werden, dass der Gehalt an Cu unterhalb des Bereiches (1,0 bis 10,0 %) der Erfindung (Anspruch 3) lag, sodass bei der Probe 30 die Festigkeit des Gefüges ungenü gend war. Darüber hinaus betrug bei der Probe 59 die radiale Bruchfestigkeit weniger als ca. 686,47 Mpa (70 kp/mm²) und wurde als „Ng" bewertet. Als Grund dafür kann angenommen werden, dass der Gehalt an Cu oberhalb der erfindungsgemäßen oberen Grenze lag, sodass die Menge an Cu die Grenze der festen Lösung überschritt, überschüssiges Cu ausgeschieden wurde und die Festigkeit des Gefüges vermindert war.
[Bewertung der Eigenschaften: Wirkung des C]
Bei der Probe 33 war die radiale Bruchfestigkeit weniger als 686,47 MPa (70 kp/mm²) und wurde mit „Ng" bewertet; das Ausmaß des Verschleißes war groß und ein Fressverschleiß trat auf. Als Grund dafür kann angenommen werden, dass der Gehalt an C unterhalb des Bereiches (0,6 bis 1,2 %) der Erfindung (Anspruch 3) lag, sodass in der Probe 33 das Perlit nicht ausreichend ausgeschieden wurde. Darüber hinaus war in der Probe 56 die radiale Bruchfestigkeit kleiner als ca. 686,47 MPa (70 kp/mm²) und wurde mit „Ng" bewertet, und die maschinelle Bearbeitbarkeit hatte abgenommen. Als Grund dafür kann angenommen werden, dass der Gehalt an C oberhalb der erfindungsgemäßen oberen Grenze lag, sodass brüchiges Zementit an der Korngrenze netzförmig ausgeschieden worden war.
[Bewertung der Eigenschaften: Wirkung des Ni]
Bei den Proben 51 bis 54, die Nickel enthielten, das ein wirksames Element für die Festigkeit des Gefüges ist, war das Ausmaß des Verschleißes gering und die Verschleißfestigkeit war hoch. Bei einem Vergleich der Probe 36, die kein Ni enthielt, mit den Proben 51 bis 54, die Ni enthielten, war der Wert der Vickers-Mikrohärte (MHV) der Proben 51 bis 54 allgemein hoch. Ferner erhöhte sich der Wert der MHV gemäß dem Gehalt an Ni; somit war die Wirkung der Mitaufnahme von Ni deutlich ersichtlich. Jedoch überschritt bei der Probe 54 der Gehalt an Ni die erfindungsgemäß obere Grenze (nicht mehr als 3 %) der Erfindung (Anspruch 4), sodass ein Teil des Gefüges in Martensit umgewandelt und die maschinelle Bearbeitbarkeit als „Ng" bewertet wurde.
[Bewertung der Eigenschaften: Wirkung des BN und MgSi₃]
Bei den Proben 37 bis 47, die einen die maschinelle Bearbeitbarkeit verbessernden Bestandteil aus BN oder MgSiO₃ enthielten, waren die Bearbeitungsdauern beim Aufreiben im Vergleich mit denen anderer Proben allgemein kurz und es war die maschinelle Bearbeitbarkeit ausreichend. Jedoch wurde bei der Probe 41 die radiale Bruchfestigkeit mit „NG" bewertet. Als Grund dafür kann angenommen werden, dass bei der Probe 41 der Gehalt an MGSiO₃ oberhalb der oberen Grenze (nicht mehr als 1,0 %) der Erfindung (Anspruch 5) lag, sodass der Verlauf des Sinterns behindert worden war. Darüber hinaus wurde bei der Probe 47 die radiale Bruchfestigkeit als „NG" bewertet. Als Grund dafür kann angenommen werden, dass bei der Probe 47 der Gehalt an BN oberhalb der oberen Grenze (nicht mehr als 0,5 %) der Erfindung (Anspruch 5) lag, sodass der Verlauf des Sinterns auf ähnliche Weise behindert worden war.
[Bewertung der Eigenschaften: Wirkung des P]
Bei den Proben 48 bis 50, die P enthielten, welches das Gefüge festigte, war das Ausmaß des Verschleißes gering und die Verschleißfestigkeit war ausreichend. Jedoch wurde bei der Probe 50, in der der Gehalt an P oberhalb des Bereiches (nicht mehr als 0,2 %) der Erfindung (Anspruch 6) lag, Steatit im Gefüge ausgeschieden, sodass die maschinelle Bearbeitbarkeit abnahm und als „Ng" bewertet wurde.
C. Beispiel 3 (Beispiel des Herstellungsverfahrens)
[Herstellung von Proben]
Es wurden Pulvermischungen hergestellt, die ein Fe-Pulver oder ein Cu-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm und verschiedene Bestandteile enthielten, und Proben nach der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 1 angefertigt. Dann wurden Verschleißprüfungen unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt und das Auftreten von Fressverschleiß untersucht. Das Ergebnis ist in Tabelle 3 gezeigt.
Wie in Tabelle 3 gezeigt, wurden bei der Probe, die nicht weniger als 90 % Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm enthielt, gute oder die besten Ergebnisse erhalten. Dagegen trat bei der Probe, die 80 % Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm enthielt, ein Freßverschleiß auf. Darüberhinaus wurden bei den Proben, die nicht weniger als 30 % Cu-Pulver mit einer Teilchengröße von 74 bis 250 μm enthielten, gute oder die besten Ergebnisse erhalten. Dagegen trat bei der Probe, die nicht 20 % Cu-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm enthielt, ein Freßverschleiß auf.
D. Beispiel 4
Es wurden die Probe 60, die aus einer Pulvermischung hergestellt wurde, die Cu-Pulver enthielt, das nicht weniger als 30 % Cu-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm enthielt, bezogen auf das gesamte Cu-Pulver, und die Probe 61 angefertigt, die mit einer Pulvermischung hergestellt wurde, bei der ein Ni-Pulver mit der Pulvermischung der Probe 60 vermischt worden war. Vergleichsproben 1 und 2 wurden angefertigt, bei denen die Gefüge hauptsächlich aus Martensit aufgebaut waren. Die Vergleichsproben 1 und 2 wurden erhalten, indem die gleichen Proben wie die Proben 60 bzw. 61 einer Wärmebehandlung einschließlich einer Abschreckhärtung und einem Anlassen unterzogen wurden. Die Vergleichsprobe 3 wurde durch Dispergieren von MgSiO₃ im Gefüge der Vergleichsprobe 1 angefertigt. Darüberhinaus wurde eine übliche Ventilführung mit der gleichen chemischen Zusammensetzung, wie sie in der japanischen Auslegeschrift Nr. 1992-57140 offenbart wurde, (Vergleichsprobe 4) angefertigt. Die chemischen Zusammensetzungen der Proben 60 und 61 und der Vergleichsproben 1 bis 4 sind in Tabelle 4 gezeigt.
Eine Verschleißprüfung wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2 durchgeführt. Das Ausmaß des Verschleißes und die Messung der maschinellen Bearbeitbarkeit bei den vorstehenden Proben sind in Tabelle 4 gezeigt. Die Aufreibbedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 2.
Wie in der Tabelle 4 deutlich gezeigt ist, betrug bei den erfindungsgemäßen Proben 60 und 61 und den Vergleichsproben 1 bis 3 der Flächenanteil von Poren, die nach der maschinellen Bearbeitung an der Innenoberfläche freilagen, 2,7 bis 10,7 %, und es lag mindestens eine Pore mit nicht weniger als 80 μm pro 1 mm² an der Innenoberfläche frei, so daß das Ausmaß des Verschleißes klein war und die Verschleißfestigkeit im Vergleich mit dem in Tabelle 2 gezeigten Ergebnis der Untersuchung der Verschleißfestigkeit (Ausmaß des Verschleißes) ausreichend war.
Wie jedoch deutlich in Tabelle 4 gezeigt ist, war bei den erfindungsgemäßen Proben 60 und 61, die keine harte Phase aufwiesen, die Bearbeitungszeit zum Aufreiben kurz und die maschinelle Bearbeitbarkeit war im Vergleich mit den Vergleichsproben 1 und 2 überlegen, die ein Gefüge hauptsächlich aus Martensit hatten, wobei die Vergleichsprobe 3 eine verbesserte maschinelle Bearbeitbarkeit aufgrund des Zusatzes des das Schneiden erleichternden Bestandteiles im Martensitgefüge, und die übliche Ventilführung (Vergleichsbeispiel 4) eine harte Phase hatte.
Demgemäß ist es ersichtlich, daß bei der mit der vorliegenden Erfindung hergestellten Ventilführung sowohl die Verschleißfestigkeit als auch die maschinelle Bearbeitbarkeit verbessert sind.
Wie vorstehend beschrieben, kann bei der vorliegenden Erfindung der Gleitbereich in zweckentsprechender Weise geschmiert werden, so daß das Auftreten von Freßverschleiß am Ventilschaft und ein Auslaufen von Schmieröl verhindert werden kann (Ansprüche 1, 8 und 14). Des weiteren kann bei der vorliegenden Erfindung die maschinelle Bearbeitbarkeit unter Beibehaltung der Verschleißfestigkeit verbessert werden (Ansprüche 3, 4 und 6), und es kann die maschinelle Bearbeitbarkeit weiter verbessert werden (Anspruch 5).

Claims

Ventilführung für einen Verbrennungsmotor, die aus einer Sinterlegierung hergestellt ist und zur gleitenden Führung eines Ventilschaftes eine innenseitige Oberfläche aufweist, die einer Endbehandlung durch eine maschinelle Bearbeitung und ein Freilegen von Poren unterzogen worden ist, durch die ein von einem für den Motor vorgesehenen Ölzuführsystem zugeführtes Schmieröl hindurchfließt, das an einem Gleitbereich zwischen der Ventilführung und dem darin gelagerten Ventilschaft heraustritt, wobei der Flächenanteil der Poren, bezogen auf die maschinell endbearbeitete, innenseitige Oberfläche, 2,7 bis 10,7 % beträgt und pro 1 mm² der innenseitigen Oberfläche mindestens eine Pore mit einer Porengröße von nicht weniger als 80 μm vorhanden ist.
Ventilführung nach Anspruch 1, bei der der Flächenanteil der Poren, bezogen auf die innenseitige Oberfläche, 3,0 bis 10,0 % beträgt.
Ventilführung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Sinterlegierung – 1,0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cu, – 0,6 bis 1,2 Gewichtsprozent C und – als Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, und das Gefüge im wesentlichen aus Perlit oder aus einem Verbundgefüge aus Perlit und Bainit aufgebaut ist, wobei die Sinterlegierung keine harte Phase enthält.
Ventilführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Sinterlegierung – 1,0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cu, – 0,6 bis 1,2 Gewichtsprozent C, – mehr als 0 bis nicht mehr als 3 Gewichtsprozent Ni und – als Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, und das Gefüge im wesentlichen aus Perlit oder aus einem Verbundgefüge aus Perlit und Bainit aufgebaut ist, wobei die Sinterlegierung keine harte Phase enthält.
Ventilführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Sinterlegierung – 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent BN und/oder – 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent MgSiO₃ enthält.
Ventilführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Sinterlegierung zusätzlich nicht mehr als 0,2 Gewichtsprozent P enthält.
Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung eines Verbrennungsmotors, die eine innenseitige Oberfläche zur gleitenden Führung eines Ventilschaftes aufweist, das die Schritte umfaßt, bei denen – eine Pulvermischung hergestellt wird, die nicht weniger als 85 Gewichtsprozent Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm enthält, – die Pulvermischung zur Bildung eines Grünlings mit der innenseitigen Oberfläche komprimiert wird, – der Grünling gesintert wird und – die innenseitige maschinell endbearbeitete Oberfläche einer Endbehandlung durch eine maschinelle Bearbeitung und ein Freilegen von Poren unterzogen wird, durch die ein von einem Ölzuführsystem zugeführtes Schmieröl hindurchfließt, das an einem Gleitbereich zwischen der Ventilführung und dem darin gelagerten Ventilschaft heraustritt, wobei – der Flächenanteil der Poren, bezogen auf die innenseitige Oberfläche, 2,7 bis 10,7 % beträgt und mindestens eine Pore mit einer Porengröße von nicht weniger als 80 μm pro 1 mm² der innenseitigen Oberfläche vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Pulvermischung nicht weniger als 90 Gewichtsprozent Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm enthält.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Pulvermischung nicht weniger als 95 Gewichtsprozent Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Teilchengröße des Fe-Pulvers nicht weniger als 105 μm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Pulvermischung nicht mehr als 3,0 Gewichtsprozent Ni-Pulver enthält.
Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung des Anspruchs 3, das die Schritte umfaßt, bei denen – eine Pulvermischung hergestellt wird, die ein Cu-Pulver enthält, wobei das Cu-Pulver nicht weniger als 25 Gewichtsprozent Cu-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm enthält, – die Pulvermischung zur Bildung eines Grünlings mit der innenseitigen Oberfläche komprimiert wird, – der Grünling gesintert wird, und – die innenseitige Oberfläche einer Endbehandlung durch eine maschinelle Bearbeitung und ein Freilegen von Poren unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Cu-Pulver nicht weniger als 30 Gewichtsprozent eines Cu-Pulvers mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 μm bis nicht mehr als 250 μm enthält.