DE2114160B2 - Verfahren zur herstellung von ventilsitzringenx auf pulver metallurgischem wege - Google Patents
Verfahren zur herstellung von ventilsitzringenx auf pulver metallurgischem wegeInfo
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Description
Dieses Ergebnis wurde sowohl bei Verwendung von bleihaltigem als auch bleifreiem Kraftstoff erzielt und
Ist deswegen vor. besonderer Bedeutung, weil bleifreie Kraftstoffe in immer größerem Umfang verwendet
werden und die bisher eingesetzten Gußringe bei Verwendung von bleifreiem Kraftstoff keine ausreichende
Lebensdauer hatten.
Es wurde ferner festgestellt, daß bei Verwendung von Vorlegierungen mii den bisher für erforderlich
gehaltenen Mengen von 12% Kobal,' keine Verbesserung
der Eigenschaften gegenüber solchen Ringen erzielt wurde, die gemäß der Erfindung mit Vorfcgierungen
mit einem Gehalt von 6 bis 7% Kobalt hergestellt wurden. Eine Verringerung des Kobaltgehaltes
von 121Vo auf 6 bis 7% Kobalt bei den bekannten
Ventilsitzringen führte dagegen zu einer so starken Veränderung der Eigenschaften, daß diese
Ringe für boch beanspruchte Motoren nicht benutzt werden konnten. Dieses Ergebnis ist überraschend
und hat zur Folge, daß Ventilsitzrings gemäß vorliegender Erfindung mit einem Gehalt von nur 6 bis
7% Kobalt in den Fällen eingesetzt werden können, in denen bisher ausschließlich Ringe mit 12°/o Kobalt
aus nicht vorlegiertem Pulver benutzt werden konnten. Die Verwendung von vorlegiertem Stahlpulver mit
einem erheblich geringeren Kobaltgehalt führt außerdem zu oiner gleichmäßigeren Verteilung der einzelnen
Legierungskompor'jnten und zu einer besseren
Diffusion des Kohlenstoffs und damit zu einer Erhöhung der Wärmeleitf higkeit, sowie zu einer
verbesserten Korrosionsbeständigkeit und Erosionsfestigkeit.
Ausführungsbeispiel
Als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Venülsitzringen
diente eine pulverisierte Vorlegierung folgender Zusammensetzung:
1,5% Ni,
1,4% Mo1
6,5% Co,
91,6% Fe.
1,4% Mo1
6,5% Co,
91,6% Fe.
Mit diesem vorlegierten Stahlpulver wurden 0,8% Kohlenstoff und 1,2% Blei vermischt und das Gemisch
bei einem Druck von 3,5 t/cm2 zu Ringen verpreßt und dann bei einer Temperatur von UOO0C
in einer neutralen Atmosphäre etwa 3 Stunden lang gesintert.
Die gesinterten Ringe wurden nach dem Abkühlen bei einem Druck von 12 t/cma kalt nachverdichtet,
15 Minuten lang auf eine Temperatur oberhalb des AC3-Punktes erhitzt und dann schnell abgekühlt.
Im Anschluß daran wurden die Ringe bei einer Temperatur von 650° C 30 Minuten lang angelassen.
Die so hergestellten Ringe zeigten eine unerwartete Verbesserung hinsichtlich der Korrosion, Erosion
und Warmfestigkeit gegenüber Ventilsitzringen, die in üblicher Weise aus einem Pulvergemisch mit einem
Kobaltgehalt von 12°/o hergestellt waren.
Beim Einsatz in Motoren wurde ein ausgezeichnetes Laufverhalten festgestellt; nach einer Laufzeit
von 500 Stunden unter Vollast waren die Ringe auch bei Verwendung von bleifreiem Kraftstoff noch nicht
ausgefallen.
Claims (2)
1. Pulvermetallurgisches Verfahren zur Her- einzelnen Pulver werden gemischt und dann bei einem
stellung von Ventilsitzringen mit erhöhter Warm- Druck von 3,5 t/cm-' brikettiert und anschließend bei
festigkeit unter Verwendung eines Metallpulvers, 5 einer Temperatur von 1100° in neutraler Atmosphäre
das außer Eisen 0,5 bis 1 % Kohlenstoff, 0,7 bis etwa 3 Stunden gesintert. Die gesinterten Werkstücke
1,5% Blei, 1,0 bis 2,0% Nickel, Kobalt und 1,0 werden dann abgekühlt und einer Kaltverdichtung bei
bis 2% Molybdän enthält, dadurch gekenn- einem Druck von etwa 12 t/cm- unterworfen, 15 Mizeichnet,
daß einer pulverisierten Vorlegie- nuten lang auf eine Temperatur oberhalb des AC 3-rung,
die aus 1,0 bis 2% Nickel, 6,0 bis 7,0% io Punktes erwärmt, dann schnell abgekühlt und bei
Kobalt, 1,0 bis 2% Molybdän, Rest Eisen und einer Temperatur von 580° C 30 Minuten lang angeübliche
Stahlbegleiter besteht, 0,5 bis 1% Kohlen- lassen. Die Brinellfestigkeit des Materials liegt bei
stoff und 0,7 bis 1,5% Blei zugesetzt werden, etwa 320 kg/mm2 bei Raumtemperatur und bei
worauf das Gemisch in an sich bekannter Weise 205 kg/mm2 bei einer Temperatur vor 600° C. Nach
brikettiert gesintert, kalt oder heiß nachverdichtet 15 diesem Verfahren hergestellte Ventilsit7ringe haben
und gegebenenfalls vergütet wird. demnach eine erhöhte Warmfestigkeit und können
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- als Auslaßventile für Kraftfahrzeuge benutzt werden,
kennzeichnet, daß die pulverisierte Vorlegierung Bei der praktischen Erprobung der Ringe, die sich
außer den erwähnten Legierungsbestandteilen, ausgezeichnet bewährt haben, wurde bei Laufver-1,0
bis 2,00O Chrom und 0,3 bis 0,5% Titan ao suchen auf dem Prüfstand unter Vollast eine Laufzeit
enthalt. von 250 Stunden ermittelt.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die Eigenschaften der bekannten Ventil-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- sitzringe mit erhöhter Warmfestigkeit, also der
lung von Ventilsitzringen auf pulvermetallurgischem 25 Nickel, Molybdän und Kobalt enthaltenden Ventil-Wege,
bei dem ein Eisenpulver, dem Kohlenstoff und sitzringe, hinsichtlich ihrer Korrosionsbeständigkeit,
Blei sowie andere Legierungsbestandteile zugesetzt der Erosionsfestigkeit und des Laufverhaltens zu versind,
brikettiert, gesintert und einer Nachbehandlung bessern.
urterworfen wird. Diese Nachbehandlung kann ent- Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß
weder in einer Heißverdichtung oder in einer Kalt- 30 dies dann möglich ist, wenn die erwähnten Legieverdichtung
bei einem Druck bestehen, der den Briket- rungsbestandteile dem Ausgangsgemisch nicht einzeln
tierdruck übersteigt. Sowohl an die Heißverdichtung als Pulver zugesetzt werden, sondern wenn als Ausais
auch an die Kaltverdichtung kann sich eine Ver- gangsgemisch eine pulverisierte Vorlegierung vergütung
anschlichen, bei der das Werkstück auf eine wendet wird, d.h. ein Stahlpulver, das die Legierungstiber dem AC3-Punkt liegende Temperatur kurzzeitig 35 bestandteile enthält.
erhitzt, dann rasch abgekühlt und darauf bei Tempe- Bei einem pulvermetallurgischen Verfahren zur
raturen bis zu 650" C angelassen wird. Man kann vor Herstellung von Ventilsitzringen mit erhöhter Warm-
der Kaltverdichtung auch noch eine zusätzliche festigkeit unter Verwendung eines Metallpulvers, das
Warmbehandlung durchführen. außer Eisen 0,5 bis 1% Kohlenstoff, 0,7 bis 1,5%
Zum Stand der Technik gehört ein Gleit- und Ver- 40 Blei, 1,0 bis 2,0% Nickel, Kobalt und 1,0 bis 2,0%
schleißwerkstoff für Zylinderlaufbüchsen und Ventil- Molybdän enthält, besteht die Erfindung darin, daß
sitzringe, der nach dem erwähnten Verfahren herge- einer pulverisierten Vorlegierung, die aus 1,0 bis
stellt ist und der zur Erhöhung seiner Festigkeit außer 2% Nickel, 6,0 bis 7% Kobalt, 1,0 bis 2% MoIy b-
Eisen und Kohlenstoff, der in dem fertigen Erzeugnis dän, Rest Eisen und übliche Stahlbegleiter besteht,
in Mengen vor. 0,5 bis I0O vorliegt, 1 bis 4% Blei 45 0,5 bis 1,0% Kohlenstoff und 0,7 bis 1,5% Blei zu·
und Nickel in Mengen von 0,5 bis 5% enthält. gesetzt werden, worauf das Gemisch in an sich be-
Für bestimmte Anwendungsgebiete, beispielsweise kannter Weise brikettiert gesintert, kalt oder heiß
zur Herstellung von Ventilsitzringen für die Auslaß- nachverdichtet und gegebenenfalls vergütet wird,
ventile von Kraftfahrzeugen, ist es erforderlich, daß Die Erfindung sieht ferner vor, daß die pulverisierte
der Werkstoff neben den erwähnten Festigkeitseigen- so Vorlegierung außer den erwähnten Legierungs-
schaften eine erhöhte Warmfestigkeit, d.h. ausrei- bestandteilen, 1,0 bis 2,0% Chrom und 0,3 bis 0,5%
chende Festigkeitswerte bei Temperaturen bis zu Titan enthält.
650° aufweist. Für die Auslaßventile von Kraftfahr- Wie Versuche mit nach dem Verfahren gemäß vorzeugen
sind aus dem USA.-Patent 3 471 343 Ventil- liegender Erfindung hergestellten Ventilsitzringen ersitzringe
mit erhöhter Warmfestigkeit bekannt, die 55 geben haben, führt die Verwendung einer Vorlegieaus
einem Pulvergemisch hergestellt sind, das vor rung an Stelle einzelner Pulver der Legierungsbestand·
der oben beschriebenen Behandlung folgende Zu- teile zu Ringen, die hinsichtlich der Warmfestigkeit,
sammensetzung hat: der Korrosionsbeständigkeit sowie der Erosionsfestig·
η η Wo 1 ς 0/ n,„«t,;>
keit ein wesentlich besseres Laufverhalten zeigen; in μ* Au η? ' 6° es konnte ferner eine merkliche Steigerung der Warm·
ifi SI ?n./!£5-i ableitung festgestellt werden. Während bei unter
1 3 M. 1 «// £2'riun Vollast durchgeführten Lauf versuchen die bekannten
iiSSSi untef Verwendung eines Gemischpulvers mit 12%
Kobalt hergestellten Ventilsitzringe bei einer Laufzeit
fis yon etwa 25Q Stuflde„( die an „jch sehr hrjch ist, aus·
Die Herstellung von derartigen Ventilsitzringen er- fielen, arbeiten Motoren, die mit Ventilsitzringen gefolgt
nach dem bekannten Verfahren in der Weise, maß vorliegender Erfindung ausgestattet waren, nach
daß 78% eines Sintereisenpulvers, 1% Graphit, 4% einer Laufzeit von 500 Stunden noch einwandfrei.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |