DE2254933B2 - Teile von Pumpen, die auf Verschleiß beansprucht und gleichzeitig der Einwirkung von öl, Schmutz und Wasser ausgesetzt sind - Google Patents

Description

7. Verfahren zur Herstellung von Pumpentei- 35 Schmutz und Wasser auf die in abrasiver Gleitberühlen nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch ge- rung stehenden, beweglichen Flächen der Pumpenkennzeichnet, daß die Teile im Schleiidergußver- teile wesentlich erhöhen.

fahren als Rohlinge hergestellt, danach auf Fer- Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in

tiggröße maschinell bearbeitet und auf Endmaß der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele

geschliffen werden. 40 näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

8. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch ge- _Fi j _eme Schnittansicht einer Drehschieberkennze.chnet daß d.e Rohhnge geglüht und vor * _{mit einem t ischen Nockenrine},

dem Fert.gschle.fen durch eme Warmebehand- ^H _Ff _{2 eine Scmii}ttansicht einer^ Axialkolbenlung gehartet werden. _pump*

F i g. 3 eine schematische Darstellung zur bevor-

zugten Herstellung eines Nockenrings aus einem

Schleudergußrohr.

Als Beispiele für besonderem Verschleiß ausge-

Die Erfindung betrifft Teile von Pumpen, die auf 5° setzte Pumpenteile, welche zusätzlich mit Öl, Schmutz Verschleiß beansprucht und gleichzeitig der Einwir- und Wasser in Berührung kommen können, sind in kung von öl, Schmutz und Wasser ausgesetzt sind. F i g. 1 eine Drehschieberpumpe und in F i g. 2 eine Es sind bereits Stahllegierungen für Kolbenringe Axialkolbenpumpe dargestellt. Bei der Drehschieberbekannt, die hohe Kern- und Oberflächenhärte und pumpe, die einer, äußeren Nockenring 10 mit innerer damit hohe Widerstandsfähigkeit gegen Zermahlbe- 55 Steueroberfläche 11, einen Rotor 12 mit radial geanspruchung, hohe Warm- und Verschleißfestigkeit richteten Schlitzen 13, in denen Schieber 15 längsbesowie gute Gleiteigenschaften aufweisen und aus 0,3 weglich angeordnet sind, des weiteren Strömungsbis 1,5% Kohlenstoff, 1,0 bis 25% Chrom, 0,5 bis mittelkanäle 17, Einlaßzonen 18, Druckzonen 19 und 4,0% Molybdän, 0,1 bis 2,0% Vanadium, Rest Eisen Strömungsmittelaustrittsöffnungen 20 aufweist, stebestehen (deutsche Auslegeschrift 12 28 067). Sind 60 hen die Endkanten 16 der Schieber mit der Steuersolche Legierungen unter elektrochemische Korro- oberfläche 11 des Nockenrings 10 in abresiver Gleitsionsvorgänge ermöglichenden Bedingungen zusatz- berührung und beide sind daher verschleißanfällig,
lieh der Einwirkung von öl, Schmutz und Wasser Als weiteres Beispiel sind in Fig. 2 die besonausgesetzt, so verschleißen daraus hergestellte Teile ders verschleißanfälligen Teile einer Axialkolbenrelativ schnell; insbesondere Teile von Drehsdiieber- 65 pumpe mit Schiefscheiben gezeigt. Bei dieser Pum- und Schiefscheibenpumpen erwiesen sich als ver- penart erzeugen die Kolben 25, die in Kammern 26 schleißanfällig, erstere in Bezug auf den die Schie- arbeiten, welche vor einer rotierenden Zylindertromberlängsbewegung steuernden Nockenring und letz- mel 27 gebildet werden, den Druck, unter dem das

Strömungsmittel steht, und sind an den Enden mit kugelförmigen Köpfen 28 versehen, welche von Schuhen 29 umfaßt werden, die mit de' geneigten Oberfläche 30 einer Schiefscheibe 31 In gleitender Berührung stehen. Die Lebensdauer dieser Schuhe 29 wird erheblich verlängert, wenn die Schuhe aus der erfindungsgemäß vorgesehenen Legierung bestehen.

Auch die Öffnungsplatte 32, die mit der rotierenden Zylindertrommel 27 in Gleitberührung steht, kann aus dieser Legierung bestehen, um dadurch die Lebensdauer auch dieser Pumpenteile zu vergrößern.

Versuche haben gezeigt, daß der betriebsbedingte Verschleiß dieser Pumpenteile noch erhöht wird, wenn diese auf Verschleiß beanspruchten Teile zusätzlich der Einwirkung von öl, Schmutz und Wasser ausgesetzt sind, wobei die Praxis gezeigt hat, daß derartige Verunreinigungen nicht mil völliger Sicherheit auszuschließen sind.

Ferner wurde festgestellt, daß alle getesteten handelsübüchen öle verschiedene Mengen an wasserlöslichen, ionisierbaren, anorganischen Chemikalien enthalten, so daß diese Öle als schwache Elektrolyten wirken können und zwischen zwei beliebigen metallenen Pumpenteilen ungleicher Legierungszusammensetzung, welche in solches Öl eintauchen, galvanische Spannungen bis zu 0,5 Volt auftreten können.

Der daraus resultierende Stromfluß verursacht teilweise einen Flüssigkeitsstrom relativ zu den Metallwänden, welcher die Korrosionsprodukte von der Steuerkurvenoberfläche abwäscht und dadurch den Korrosionsprozeß der auf Verschleiß beanspruchten Pumpenteile beschleunigt.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Nockenringe erfolgt durch das an sich bekannte in den Fig. 3, 4 und 5 veranschaulichte Schleudergußverfahren, in dem ein Rohr 40 aus der vorgesehenen Legierung gegossen, geglüht und in ringförmige Rohlinge gefeilt wird (F i g. 5), die anschließend fertig bearbeitet und wärmebehandelt werden.

Im Falle einer massiven Kurvenscheibenplatte oder Schiefscheibe, wie sie beispielsweise in der in F i g. 2 gezeigten Axialpumpe verwendet wird, oder im Falle eines anderen massiven Pumpenteils, das aus der erfindungsgemäß vorgesehenen Legierung besteht, läßt sich die Herstellung im Sandgußverfahren durchführen.

Die wärmebehandelten Gußteile weisen ein Gefüge mit verhältnismäßig grobkörniger, martensitischer Struktur mit diskontinuierlichen Korngrenzenausscheiden aus Karbidformationen, zu denen je nach Fall Vanadium- oder Wolframkarbide, sowie in gewissem Umfang auch Chrom- und Molybdänkarbide, gehören.

Notwendig ist in dem Stahlgußkörper der hier beschriebenen Art eine ausreichende Menge Kohlenstoff, um ein Korngefüge zu schaffen, dessen Rockwell-Härte Rc wenigstens 50 und bis zu R₀ 62 (nach der Wärmebehandlung) beträgt, wobei restlicher Kohlenstoff in ausreichender Menge zur Verfugung steht, um ein Vanadium- und/oder Wolfram-Karbidkorngrenzennetzwerk zu bilden, dessen R_c Härte wenigstens 70 beträgt.

Bislang wurden auf Verschleiß beanspruchte Pumpenteile zumeist aus der amerikanischen Normlegierung SAE 52 100 hergestellt, welche aus 0,95 bis l,10°/o Kohlenstoff, 0,25 bis 0,45% Mangan, 0,20 bis 0,35% Silizium, 1,3 bis 1,6% Chrom, maximal 0,025% Phosphor und Schwefel, Rest Eisen, besteht.

Erfindungsgemäße Pumpenteile wurden hinsichtlich ihrer Verschleißbeständigkeit mit solchen aus der genannten Legierung verglichen und zeigten geringere Verschleißgeschwindigkeit.

Zu den gewünschten Eigenschaften der Pumpenteile gehört auch eine befriedigende maschinelle Bearbeitbarkeit, leichtes Schleifen sowie Verträglichkeit mit dazu passenden Teilen, und zwar sowohl vom Standpunkt eines normalen Verschleißes als auch in Bezug auf die Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung durch elektrochemische Wirkung. Überraschenderweise besitzt die erfindungsgemäß vorgesehene Chrom-Molybdän-Stahllegierung in Verbindung mit Vanadium, Wolfram und Kohlenstoff nur 7% der Verschleißgeschwindigkeit des SAE-Stahls 52 100.

Wenn Wolfram weggelassen wird und der Anteil des Vanadiums für das fehlende Wolfram erhöht wird, dann ist die Verschleißgeschwindigkeit im Vergleich zu der üblichen immer noch ziemlich gering.

Desweiteren ist darauf hinzuweisen, daß, obgleich die hiei beschriebene Legierung relativ teuer ist, die entstehenden Mehrkosten durch eine relativ geringe Kosten verursachende Verarbeitungsweise, nämlich den Schleuderguß, wieder ausgeglichen werden, wobei die gefundene Legierung sich auch leicht im Sandgußverfahren verarbeiten läßt, falls dies verlangt wird. Vorzugsweise werden beide gegenüberliegenden und miteinander in Reibungsberührung stehenden Teile einer Pumpe aus der hier beschriebenen Legierung gegossen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

tere in Bezug auf die die Axialbewegung der Pum-Patentanspriiche: penkolben steuernde Schiefscheibe. Aufgabe der Erfindung ist es, die Lebensdauer

1. Teile von Pumpen, die auf Verschleiß be- und Beständigkeit von Pumpenteilen, welche auf ansprucht und gleichzeitig der Einwirkung von 5 Verschleiß beansprucht werden und gleichzeitig der öl, Schmutz und Wasser ausgesetzt sind, da- Einwirkung von öl, Schmutz und Wasser ausgesetzt durch gekennzeichnet, daß die Teile sind, zu verbessern. Weiterhin ist die Erfindung daraus einer Legierung aus 0,9 bis 1,2% Kohlen- auf gerichtet, solche Pumpenteile nach einem einstoff, 4 bis 8% Chrom, 2 bis 9% Molybdän, fachen Verfahren wirtschaftlich herzustellen.

3 bis 6% Vanadium und Wolfram, Rest Eisen i° Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß

und herstellungsbedingte Verunreinigungen be- vorgeschlagen, die Pumpenteile ans einer Legierung

stehen. herzustellen, welche aus 0,9 bis 1,2% Kohlenstoff,

2. Teile von Pumpen nach Anspruch 1, da- 4 bis 8% Chrom, 2 bis 9% Molybdän, 3 bis 6% Vadurch gekennzeichnet, daß in der Legierung der nadium und Wolfram, Rest Eisen und herstellungs-Vanadiumanteil 1,0 bis 1,75% und der Wolfram- 15 bedingte Verunreinigungen besteht.

anteil 2,8 bis 3,5% betragen. Erfindungsgemäß bevorzugte Pumpenteil beste-

3. Teile von Pumpen nach Anspruch 1, da- hen aus Legierungen mit eingeschränkten Bereichen durch gekennzeichnet, daß die Legierung aus 0,9 für Kohlenstoff, Chrom, Molybdän, Vanadium und bis 1,1% Kohlenstoff, 4,0 bis 6,5% Chrom, 2,5 Wolfram; auch derartige Legierungen sind an sich bis 7,5% Molybdän, 1,0 bis 1,75% Vanadium, " bekannt. Besonders bevorzugte Pumpenteile weisen 2,8 bis 3,5% Wolfram, Rest Eisen und herstel- die Form von Nockenringen auf. Zur Herstellung lungsbedingte Verunreinigungen besteht. diesei· Nockenringe wird die vorgesehene Legierung

4. Teile von Pumpen nach Anspruch 1, da- im Schleudergußverfahren zu den gewünschten Rohdurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus 0,9 lingen verarbeitet, die dann auf etwa Fertiggröße bis 1,1% Kohlenstoff, 4 bis 6% Chrom, 2,5 bis *5 maschinell weiterbearbeitet und schließlich auf End-3,5% Molybdän, 1,0 bis 1,75% Vanadium, 2,8 maß geschliffen werden.

bis 3,5% Wolfram, Rest Eisen und herstellungs- Es wurde festgestellt, daß die aus der bezeichneten

bedingte Verunreinigungen besteht. Legierung hergestellten Pumpenteile sowohl bei

5. Teile von Pumpen nach einem der An- Axialkolbenpumpen als auch Zahnradpumpen und Sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die 30 Drehschieberpumpen, bei denen bewegliche Teile Teile die Form eines Nockciirings aufweisen. durch Gleitberührung einem erheblichen Abrieb aus-

6. Teile von Pumpen nach einem der An- gesetzt sind, wesentlich geringeren Verschleiß zeigen sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die und damit die Betriebsbereitschaft und Lebensdauer Teile die Form einer Schiefscheibe aufweisen. der Pumpe bei gleichzeitiger Einwirkung von öl,