DE2053300B2 - Ventilsitzring fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

wichtsprozent Molybdän und Wolfram vorgeschlagen kung erzielt man in weiterer Ausbildung des Gegen-

(deutsche Offenlegungsschrift 1 576 376, USA.-Pa- Standes der Erfindung durch den Zusatz von 0,6 bis

tentschrift 2742 35Ö und britische Patentschrift 1,2% Nickel und/oder 0,6 bis 1,2% Kupfer. Weiter

779 544). Auf eine Verbesserung der Verschleiß- läßt sich die Verschleißfestigkeit des erfindungs-

festigkeit von legiertem Grauguß gegen bleifreie S gemäßen Ventilsitzringes dadurch steigern, daß die

Kraftstoffe ließ sich aber aus den bekannten Ver- Legierung 0,1 bis 0,4% Titan und/oder 0,1 bis 0,3%

öffentlichungen nicht entfernt schließen. Zinn und/oder in an sich bekannter Weise 0,1 bis

Eine weitere Verbesserung der vorteilhaften Wir- 0,6% Vanadin enthält

Claims (3)

Motoren ausfielen. Eine Erklärung hierfür stützt sich Patentansprüche: auf die Hypothese, daß bei bleihaltigem Kraftstoff sich die Verbrennungsrückstände der organischen

1. Ventilsitzring für Brennkraftmaschinen, der Bleiverbindungen in Form von Oxyden am Ventilsitz aus Grauguß mit den üblichen Gehalten an Koh- S niederschlagen und dort schmierend wirken, was bei lenstoff und Silizium besteht und mit bleifreiem Kraftstoff ausfällt. Versuche, härtere Guß-

n 5 hk ι so'„Mn werkstoffe einzusetzen, brachten kein befriedigendes

0 2 bis 0 6%P Ergebnis, auch hierbei trat nach sehr kurzer Zeit

1 0 bis 20 o/l r'r hoher Verschleiß auf.

ΙΟ bis 2 00/1MO ^{10 Der} Erfm^dung ¹^B* d« Aufgabe zugrunde, halt-' ' bare Ventilsitzringe für Betrieb mit bleifreien Kraftlegiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß stoffen zu schaffen.

der Legierung Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß man

0 3 bis 15% Wolf ram ^{eine etwa} z^ennfaclie Lebensdauer des bekannten

15 Ventilsitzringes für Brennkraftmaschinen, der aus

hinzugefügt und die Summe von Molybdän und Grauguß mit den üblichen Gehalten an Kohlenstoff

Wolfram mindestens gleich 1,3⁰Zo ist. und Silizium, also

2. Ventilsitzring nach Anspruch 1, dadurch ge- . .,. „ _o<1, _ , _{Λ Q} ,. - _{nn/ Q}·
kennzeichnet, daß die Legierung 3,0 bis 3,8%C und 1,8 bis 3»% S.

η zu- ι το/ vT- ν ι αϊ α ²⁰ besteht und mit

A u \Ί1 ° £ f ^und/oder 0,5 bis 1,8 »/ο Mn,

0,6 bis 1,2 "/ο Kupfer _{02 bis 0j6},_/qP>

enthält. 1,0 bis 2,0% Cr,

3. Ventilsitzring nach den Ansprüchen 1 und 2, 1,0 bis 2,0%Mo
dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung as

_niu. „,.,_, ... legiert ist, erhält, wenn man der Legierung noch

Si w η Vo /c ^Un^^Oder · uu Wolfram in Konzentrationen von 0,3 bis 1,5% hinzu-

0,1 bis 0,3 o/o Sn und/oderin an sich be- _ffigt ^ _die Legierungselemente Molybdän und

η ι κ· ηίκυ ^{kannter Weise} Wolfram so wählt, daß ihre Summe gleich oder grö-

0,1 bis 0,6% V _{3o ßeralsl)3}o_/oist

enthält. Warum gerade Wolfram in den angegebenen Konzentrationen sich so günstig auf die Verschleißbeständigkeit von Ventilsitzringen bei Verwendung bleifreier oder gering bleihaltiger Kraftstoffe auswirkt,

Gegenstand der Erfindung ist ein Ventilsitzring 35 ist noch nicht erforscht. Es ist zwar bereits bekannt, für Brennkraftmaschinen. Der Grauguß, wie er bei Wolfram als Legierungselement bei Stahl und Guß-Brennkraftmaschinen zur Armierung der Sitze von eisen zu verwenden, jedoch ist seine Wirkung dabei Ein- und Auslaßventilen verwendet wird, hat dabei noch so unbekannt, daß sich darüber sehr widerdie üblichen Gehalte an Kohlenstoff und Silizium, er sprüchliche Angaben finden. So fand Wolfram bei der ist in der Regel mit 0,4 bis 1,5% Mangan, 0 bis 40 Erzeugung von Edelstahlen Verwendung, weil es 1,0% Phosphor und unter 0,16% Schwefel legiert. Sonderkarbide bildet (W. Tr ο mm er, Handbuch der

Derartige Ventilsitzringe haben sich bisher im Gießerei-Technik, 1. Band, 1. Teil, Ausgabe 1959,

praktischen Betrieb hervorragend bewährt. Je nach S. 74). Aber eben weil Wolfram ein starker Karbid-

ihrer Beanspruchungszahl ist ihre Legierung mehr bildner ist, galt es in Gußeisen als unerwünscht, da

oder weniger stark. Die hohen Temperaturen, ins- 45 freie Karbide den Werkstoff verspröden und seine

besondere am Auslaßventil, machen es erforderlich, Bearbeitbarkeit unter Umständen so stark herab-

solche Legierungselemente in solcher Menge zum setzen, daß der Werkstoff nur noch geschliffen wer-

Gußeisen zuzusetzen, daß die Ringe hohe Warm- den kann. Deshalb wurde Wolfram nur als Legie-

festigkeit aufweisen. Das wurde bisher durch den Zu- rungselement von Gußeisen eingesetzt, wenn man

satz von 1 bis 2% Chrom und/oder 1 bis 2% Molyb- 50 Hartguß erzeugen wollte, z. B. in Mengen von 0,25

dän erreicht. Der Verschleiß dieser Ventilsitzringe bis 10% Nickel (britische Patentschrift 421 104).

war selbst nach Motorlaufzeiten von 100000 km so Ganz im Gegensatz dazu steht die Angabe, daß 1%

gering, daß die Funktion des Motors dadurch in kei- Wolfram die Festigkeit von Gußeisen verbessern, aber

ner Weise gestört wurde. Die Ringe waren dabei seine Härte vermindern soll (Campion nach E. Pi-

meist auf eine Härte von etwa 40 RC vergütet, wobei 55 wowarsky, »Hochwertiges Gußeisen«, 1958,

die Anlaßtemperaturen deutlich über der Betriebs- S. 803). Bei untereutektischem Gußeisen mit weniger

temperatur lagen, um im Betrieb einen zusätzlichen als 0,025% Phosphor und weniger als 0,026%

Anlaßvorgang mit der sich dabei ergebenden Gefüge- Schwefel ist es bekannt, daß nahezu die dreifache

änderung und Verschleißsteigerung des Ventilsitzes Menge von Wolfram eine ähnliche Wirkung zeigt wie

zu verhindern. 60 dj_e einfache Menge von Molybdän, indem es die

Die Forderung nach bleifreien Kraftstoffen im Zu- Zugfestigkeit sowie die Dehnungs- und Zähfestigkeitssammenhang mit der Gesetzgebung über die Luftver- werte erhöht (H. Mayer, Schriftreihe »Molybdänschmutzung brachten ]< :'«<*h besonders an den Ventil- dienst«, Nr. 15, Januar 1968, S. 3 bis 7).
sitzringen erhebliche Probleme zutage, ns zeigte sich Für die Herstellung von Ventilsitzringen hat man nämlich, daß bei bleifreien Kraftstoffen Ventilsitz- ⁶S zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit auch die ringe aus Werkstoffen obiger Zusammensetzung, die Verwendung der verhältnismäßig teueren Hartsonst kaum verschlissen sind, innerhalb von wenigen metallegierungen mit 60 und mehr Gewichtsprozent Stunden so starke Verschleißraten zeigten, daß die Chrom, Nickel und Kobalt und etwa 5 bis 7 Ge-