DE2253018A1

DE2253018A1 - CARBIDE SEALING BAR FOR ROTARY PISTON ENGINES

Info

Publication number: DE2253018A1
Application number: DE19722253018
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing Berndt; Karl Dr Ing Mauer
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke GmbH
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke GmbH
Priority date: 1972-10-28
Filing date: 1972-10-28
Publication date: 1974-05-09
Also published as: FR2205109A5; JPS4975909A; IT994802B

Description

Dichtleiste aus Hartmetall für Kreiskolben-MotorenCarbide sealing strip for rotary piston engines

Die Erfindung betrifft eine Dichtleiste aus Hartmetall für Kreiskolben-Motoren. The invention relates to a sealing strip made of hard metal for rotary piston engines.

Im vorliegenden Zusammenhang werden unter dem Begriff "Hartmetalle" Werkstoffe verstanden, die aus 15 bis 95 Gew. -% Metallkarbid, Rest Metall oder eine Metallegierung auf der Basis Eisen, Nickel oder Kobalt bestehen, wobei sowohl die naturharten Hartmetalle, -das sind solche, deren Härte nicht veränderbar ist- als auch härtbare Hartmetalle, das sind solche, deren Bindemetall-Matrix, z.B. Stahl, durch eine Wärmebehandlung in ihrer Härte veränderbar sind, das heißt erhöht werden können, umfaßt sein sollen.In the present context, the term "hard metals" Understood materials that consist of 15 to 95% by weight of metal carbide, remainder Metal or a metal alloy based on iron, nickel or cobalt exist, whereby both the naturally hard hard metals, -these are those, whose hardness cannot be changed - as well as hardenable hard metals, these are those whose binder metal matrix, e.g. steel, has been subjected to heat treatment are changeable in their hardness, that is to say can be increased, should be included.

Beim Einsatz von Hartmetallen als Dichtleistenwerkstoff in Kreiskolben-Motoren wird die hohe Härte der Karbidkonaponente im Hartmetall zur Erzielung hoher Standfestigkeit gegenüber mechanischem Verschleiß und gegenüber korrosivem Angriff durch die im Abgas enthalt enenSäure-, Blei- und Vanadinpentoxyd-Bestandteile ausgenutzt. Der mechanische Verschleiß tritt durch die Reibung der in den Kolben eingesetzten Dichtleisten an der Innenumfangsfläche des trochoidförmigen Zylinders, die häufig mit einer sogenannten Elnisil-Schicht, das ist eine Beschichtung, mit einer Siliziumkarbid enthaltenden Nickellegierung, zur Verminderung des Verschleißes überzogen ist, bei der Drehung des Kolbens im Zylin- ' der auf. Dazu kommt, wie gesagt, der korrosive Angriff, insbesondereWhen using hard metals as sealing strip material in rotary piston engines the high hardness of the carbide component in the hard metal is used to achieve high stability against mechanical wear and used against corrosive attack by the acid, lead and vanadium pentoxide components contained in the exhaust gas. The mechanical one Wear occurs due to the friction of the sealing strips inserted in the piston on the inner circumferential surface of the trochoid-shaped cylinder, which is often covered with a so-called Elnisil layer, which is a coating with a nickel alloy containing silicon carbide, for reduction of wear is covered when the piston rotates in the cylinder the on. As I said, there is also the corrosive attack, in particular

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an den Flanken der Dichtleiste, durch Bestandteile der Verbrennungsprodukte des Treibstoffs, der zusammen mit dem mehganischen Verschleiß die Lebensdauer der Dichtleisten beeinträchtigt.on the flanks of the sealing strip, through components of the combustion products of fuel, which together with mechanical wear and tear the service life of the sealing strips is impaired.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun die Verbesserung herkömmlicher Dichtleisten aus Hartmetall durch Aufbringung einer hochverschleißfesten, temperatur-, korrosions- und zunderbeständigen Überzugsschicht auf den Dichtleisten, die gegenüber den gebräuchlichen Elnisil-Schutzschichten auf der Gegenfläche im Zylinder gute Gleiteigenschaften bei niedrigem Reibungskoeffizienten und gute Korrosionsbeständigkeit aufweist.The object of the present invention is now to improve conventional ones Sealing strips made of hard metal by applying a highly wear-resistant, temperature-, corrosion- and scaling-resistant coating layer on the sealing strips, compared to the usual Elnisil protective layers on the mating surface in the cylinder have good sliding properties with a low coefficient of friction and good corrosion resistance having.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Dichtleiste aus Hartmetall für Kreiskolben-Motoren vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie mindestens auf ihrer dem Reibverschleiß ausgesetzten Fläche mit einer Schicht aus Titannitrid oder Titankarbonitrid überzogen ist. Die Schicht sollte vorzugsweise eine Stärke von 5 bis 20 tim haben und kann durch Abscheiden aus der Gasphase aufgedampft sein.To solve this problem, a sealing strip made of hard metal for Rotary piston engines proposed, which is characterized that it is coated with a layer of titanium nitride or titanium carbonitride at least on its surface exposed to fretting. The layer should preferably have a thickness of 5 to 20 tim and can be vapor deposited by deposition from the gas phase.

Es konnte festgestellt werden, daß die erfindungsgemäß mit Titannitrid oder Titankarbonitrid beschichteten Dichtleisten aus Hartmetall eine längere Standzeit erreichten als andere bisher eingesetzte Dichtleisten. Obwohl die Schichtstärke mit 5 bis 20 um, vorzugsweise 8 bis 15 tun, verhältnismäßig gering ist, zeigten Versuche, daß die Abnutzung der Deckschicht auf der gesamten Abdichtbreite so gering war, daß sie beim Erreichen bisher üblicher Standzeiten von Dichtleisten in Kreiskolben-Motor en noch nicht abgetragen war und damit die längere Lebensdauer einer erfindungsgemäß beschichteten Dichtleiste gesichert ist. Die erhöhte Standzeit der erfindungsgemäß mit Titannitrid oder Titankarbonitrid beschichteten Dichtleiste aus Hartmetall wird damitIt was found that the invention with titanium nitride or titanium carbonitride coated hard metal sealing strips achieved a longer service life than other sealing strips used up to now. Although the layer thickness of 5 to 20 µm, preferably 8 to 15 do, is relatively small, tests have shown that the wear of the The top layer on the entire sealing width was so small that it would be necessary to achieve the usual service life of sealing strips in rotary piston engines en was not yet worn away and thus the longer service life of a sealing strip coated according to the invention is ensured. The increased service life of the hard metal sealing strip coated according to the invention with titanium nitride or titanium carbonitride is thus achieved

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zusammenhängen, daß bei den üblichen Betriebstemperaturen von etwa 500 C ein höherer Widerstand gegen korrodierende und erodierende
Wirkung des verwendeten Treibstoffes bzw. von dessen Verbrennungsprodukten und bessere Gleit eigenschaft en der erfindungsgemäßen Deckschicht gegenüber der Gleitfläche im Zylinder unerwarteterweise vorhanden sind.related that at the usual operating temperatures of about 500 C a higher resistance to corrosive and erosive
Effect of the fuel used or of its combustion products and better sliding properties of the top layer according to the invention compared to the sliding surface in the cylinder are unexpectedly present.

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Claims

22: ^ 3018 claims

1.) Sealing strip made of hard metal for rotary piston engines, thereby

characterized in that they are coated at least on their surface exposed to frictional wear with a layer of titanium nitride or titanium carbonitride is covered.

2. Sealing strip according to claim 1, characterized in that the layer has a thickness of 5 to 20 µm.

3. Sealing strip according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the top layer is vapor-deposited.

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