DE2415035B2 - Process for the powder-metallurgical production of a sliding piece of high strength, in particular a crown seal for rotary piston machines - Google Patents
Process for the powder-metallurgical production of a sliding piece of high strength, in particular a crown seal for rotary piston machinesInfo
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Description
2525th
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum pulvermetallurgischen Herstellen eines Gleitstücks hoher Festigkeit, insbesondere einer Scheiteldichtung für Drehkolbenmaschinen, aus einem Verbundwerk- jo stoff, der aus 20 bis 80 Vol.-% Kohlenstoffteilchen in einer Kupferlegierung aus 5 bis 20 Gew.-% Titan, 3 bis 22Gew.-% Blei, 0 bis 15Gew.-% Zinn und Kupfer als Rest besteht.The invention relates to a method for the powder-metallurgical production of a slide high strength, in particular a crown seal for rotary piston machines, made of a composite jo material composed of 20 to 80% by volume of carbon particles in a copper alloy of 5 to 20% by weight of titanium, 3 up to 22% by weight lead, 0 to 15% by weight tin and copper as the remainder.
Durch die DE-PS 20 27 902 ist ein Gleitwerkstoff r> Tür Trockenlauf auf der Basis einer Sinterbronze bekannt, der 4 bis 15 Gew.-% Titan, 12 bis 20Gew.-% Festschmierstoffzusatz und Rest Kupfer oder Bronzen enthält, zu dessen Herstellung die Bestandteile in Pulverform kalt vorgepreßt, danach bei 600 bis 800 C 4< > vorgesintert, dann nachgepreßt werden, anschließend bei einer Temperatur von etwa 75% der Schmelztemperatur der Hauptkomponenten bei etwa 900 bis 1100 C fertiggesintert und abschließend auf ein Restporenvolumen von weniger als 10% fertiggepreßt werden. DE-PS 20 27 902 discloses a sliding material for dry running doors based on sintered bronze, the 4 to 15 wt .-% titanium, 12 to 20 wt .-% solid lubricant additive and the remainder copper or bronzes contains, for the production of which the components are cold pre-pressed in powder form, then at 600 to 800 C 4 < > pre-sintered, then re-pressed, then at a temperature of around 75% of the melting temperature the main components are fully sintered at around 900 to 1100 C and finally to a residual pore volume less than 10% can be finished pressed.
Durch die US-PS 37 82 930 ist ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Scheiteldichtung für Drehkolbenmaschinen bekannt, wobei der Werkstoff für diese eine Basis aus Gußeisen oder Stahl aufweist und ->o einen Gehalt von 1 % Kupfer, einen großen Anteil von 15 bis 50% Titankarbid und 1 bis 4,5% Graphit hat. Die in dem Eisen enthaltenen Titankarbidpartikel bedingen einen erheblichen Abrieb beim Zusammenarbeiten der Scheiteldichtung mit einem chromplattierten Gehäuse.The US-PS 37 82 930 also discloses a method for producing a crown seal for rotary piston machines known, the material for this having a base made of cast iron or steel and -> o a content of 1% copper, a large proportion of 15 to 50% titanium carbide and 1 to 4.5% graphite Has. The titanium carbide particles contained in the iron cause considerable wear when working together the crown seal with a chrome-plated housing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren so weiter auszubilden, daß Gleitstücke mit optimalen Eigenschaften für den Einsatz als Scheiteldichtungen für Drehkolbenmaschinen t>o herzustellen sind.The invention is based on the object of developing the method mentioned at the beginning so that Sliders with optimal properties for use as crown seals for rotary piston machines t> o are to be produced.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 herausgestellten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features set out in the characterizing part of claim 1.
Es wird eine metallurgische Bindung mindestens zum Teil durch eine chemische Reaktion zwischen br> Teilen des in der Metallegierung auf Kupferbasis enthaltenen Titans mit Kohlenstoffatomen an der Oberfläche der in der Legierung dispergierten Kohlenstoffteilchen bewirkt. Es wird hierbei Titankarbid gebildet. Diese Bindung zwischen den in der Metallmatrix verteilten Kohlenstoffteilchen und der Metallmatrix erhöht die Festigkeit des Gleitstücks, ist beim Einsatz in Drehkolben-Brennkraftmaschinen von besonderer Haltbarkeit und ist gegenüber anderen Metallkarbiden auch widerstandsfähig gegen heißes Wasser, das bei Brennkraftmaschinen als Abgasprodukt anfällt. Es ergibt sich eine höhere Titankonzentration an den Berührungsflächen zwischen den Kohlenstoffteilchen und der Metallphase. Eine solche Bindung aus Titankarbid an den Berührungsflächen entsteht nur dann, wenn sich das Metall in flüssigem Zustand befindet, das Sintern also in der Flüssigphase erfolgt.There is effected a metallurgical bond at least in part by a chemical reaction between b r> parts of the titanium contained in the metal alloy based on copper with carbon atoms at the surface of the dispersed carbon particles in the alloy. Titanium carbide is formed in the process. This bond between the carbon particles distributed in the metal matrix and the metal matrix increases the strength of the slider, is particularly durable when used in rotary piston internal combustion engines and, compared to other metal carbides, is also resistant to hot water, which is an exhaust gas product of internal combustion engines. The result is a higher titanium concentration at the contact surfaces between the carbon particles and the metal phase. Such a bond of titanium carbide on the contact surfaces only occurs when the metal is in a liquid state, i.e. when sintering takes place in the liquid phase.
Eine flüssige Kupferlegierung mit den beanspruchten Teilen an Blei und Titan benetzt die Oberfläche der Kohlenstoffteilchen und ermöglicht die Bildung von Titankarbid. Flüssiges Kupfer allein oder flüssiges Kupfer und Blei, gegebenenfalls auch Zinn, benetzen dagegen die Kohlenstoffteilchen nicht ausreichend. Ebenso können Legierungen im festen Zustand selbst bei hohen Temperaturen die Oberfläche der Kohfenstoffteilchen nicht so verändern, um die metallurgische Bindung zu bewirken.A liquid copper alloy with the stressed parts of lead and titanium wets the surface of the Carbon particles and enables the formation of titanium carbide. Liquid copper alone or liquid Copper and lead, and possibly also tin, on the other hand, do not adequately wet the carbon particles. Likewise, alloys in the solid state can damage the surface of the carbon particles even at high temperatures do not alter it in such a way as to effect the metallurgical bond.
Während mit anderen Legierungen auf Kupferbasis und dispergierten Kohlenstoffteilchen zwar Abriebfestigkeit und gute Festigkeit bei hohen Temperaturen erreicht werden können, weisen Gleitstück? nach der Erfindung eine erhöhte Festigkeit in einer Umgebung auf, in der dauernde Biegebeanspruchungen, Abriebkräfte und Feuchtigkeit herrschen.While with other copper-based alloys and dispersed carbon particles, although abrasion resistance and good strength can be achieved at high temperatures, have sliding piece? after Invention increased strength in an environment in which permanent bending stresses, abrasion forces and moisture prevail.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigenThe invention is explained with reference to the drawings. Show in the drawings
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Scheiteldichtung einer Drehkolben-Brennkraftmaschine und1 shows a perspective illustration of a crown seal of a rotary piston internal combustion engine and
Fig. 2 eine Photomikrographie in 200facher Vergrößerung, die das Gefüge des Verbundkörpers, aus dem die Scheiteldichtung besteht, zeigt.2 is a photomicrograph, magnified 200 times, showing the structure of the composite body which the apex seal consists, shows.
Scheiteldichtungen 30 für Drehkolben-Brennkraftmaschinen der in Fig. 1 dargestellten Art werden in Zusammenarbeit mit gußeisernen Gehäusen verwendet, deren Umfangsflächen mit Chrom plattiert ist.Crown seals 30 for rotary piston internal combustion engines of the type shown in Fig. 1 are used in conjunction with cast iron housings, whose peripheral surfaces are plated with chrome.
Die Scheiteldichtungen bzw. Gleitstücke nach der Erfindung werden als Verbundkörper aus Metall und Kohlenstoff gebildet und sind dauerhaft und abriebfest, wie dies unter den dynamischen Bedingungen bei Drehkolbenmaschinen der Wankel-Bauart nachgewiesen wurde. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform einer derartigen Scheiteldichtung besteht diese aus feinverteilten Feststoffteilchen aus Kohlenstoff, die in einer Kupfer-Titan-Legierung, die etwas Blei enthält, dispergiert und metallurgisch gebunden sind. Der Metallanteil und der Kohlenstoffanteil der Dichtung, wie Abriebfestigkeit, Festigkeit und Reibbeiwert. Ein wesentlicher Faktor für die Wirksamkeit der Dichtung ist das Binden der Titanbronzelegierung mit dem Kohlenstoff, das durch die Benetzung ermöglicht wird,' die wiederum durch das in der Legierung vorhandene Blei begünstigt wird. Die metallurgische Bindung wird durch in den Berührungsflächen entstehendes Titankarbid unterstützt.The apex seals or sliders according to the invention are as a composite body made of metal and Carbon is formed and are durable and wear-resistant, as is the case under the dynamic conditions has been proven in rotary piston machines of the Wankel design. In a preferred embodiment such a crown seal consists of finely divided solid particles of carbon, which are dispersed and metallurgically bound in a copper-titanium alloy containing some lead. The metal content and the carbon content of the seal, such as abrasion resistance, strength and coefficient of friction. A key factor in the effectiveness of the seal is the bonding of the titanium bronze alloy with it the carbon, which is made possible by the wetting, which in turn is made possible by that which is present in the alloy Lead is favored. The metallurgical bond is created in the contact surfaces Titanium carbide supported.
Die Titanbronze enthält 3 bis 22 Gew.-% Blei, wahlweise bis zu 15Gew.-% Zinn und Titan in einem Anteil, der eine wirksame Benetzung und Bindung der Metallphase mit dem Kohlenstoff ermöglicht, ohne im wesentlichen die Festigkeit und Zähigkeit des Verbundkörpers zu vermindern, und als Rest Kupfer.The titanium bronze contains 3 to 22% by weight lead, optionally up to 15% by weight tin and titanium in one Part that enables effective wetting and bonding of the metal phase with the carbon, without essentially reducing the strength and toughness of the composite, and the balance being copper.
Wie bereits erwähnt, werden Titan und Blei dazu verwendet, daß die Legierung auf Kupferbasis die Kohlenstoffteilchen benetzt. Es müssen mindestens 5 Gew.-% Titan in der Legierung auf Kupferbasis vorhanden sein. Ein Titangehalt über 20 Gew.-% trägt nicht dazu bei, die Festigkeit des Verbundwerkstoffes zu erhöhen, kann jedoch schädliches Sprödewerden verursachen. Ein Bleigehalt über 22Gew.-% der Legierung kann die aus dem Verbundwerkstoff gebildete Dichtung zu weich machen. Zinn trägt zur Erzielung der gewünschten Reibeigenschaften des Verbundkörpers bei. Vorzugsweise besteht die Legierung aus 9-18Gew.-% Titan, 4-10Gew.-% Blei, 4-13Gew.-% Zinn, Rest Kupfer mit zulässigen Beimengungen.As mentioned earlier, titanium and lead are used to make the copper-based alloy Carbon particles wetted. There must be at least 5 weight percent titanium in the copper-based alloy be. A titanium content above 20% by weight does not contribute to the strength of the composite material however, increasing it can cause harmful embrittlement. A lead content above 22% by weight of the alloy can make the seal formed from the composite material too soft. Tin contributes to the achievement the desired frictional properties of the composite. Preferably the alloy consists of 9-18% by weight titanium, 4-10% by weight lead, 4-13% by weight Tin, the rest copper with permissible additions.
Gleitstücke der erwähnten Zusammensetzung wer- r, den pulvermetallurgisch hergestellt. Dabei müssen der Kohlenstoff und die Legierung in feinverteilter, feinstteiliger Form vorliegen. Die Kohlenstoffteilchen sind harte abriebfeste Sorten von Kohlenstoff (amorph oder krystallin), wie Anthrazitkohle, glasähnliche Kohle, die >» krystallinen Kohlenstoff enthalten. Für Scheiteldichtungen können amorphe Kohlenstoff-Graphitmischungen mit bis zu 15 bis 20Gew.-% Graphit ebenfalls verwendet werden, jedoch führt die Verwendung von Graphit allein zu einer zu weichen Dichtung. Aller- _>■-, dings ist bei nicht allzu harten Abriebbedingungen auch die alleinige Verwendung von Graphit möglich.Sliders of the composition mentioned are made by powder metallurgy. The carbon and the alloy must be finely divided, finely divided Form. The carbon particles are hard, abrasion-resistant types of carbon (amorphous or crystalline), such as anthracite coal, glass-like coal, which> » contain crystalline carbon. Amorphous carbon-graphite mixtures can be used for crown seals with up to 15 to 20% by weight of graphite can also be used, however the use of Graphite alone makes the seal too soft. All- _> ■ -, However, it is also possible to use graphite alone if the abrasion conditions are not too harsh.
Der Kohlenstoifhat eine Teilchengröße von weniger als 74 μπι, besser noch unter 43 μη\. Kohlenstoffpartikel einer Teilchengröße unter 43 μηι werden in be- J11 kannter Weise durch Mahlen gewonnen. Die verwendete Titanbronze kann in feinteiliger Form durch Versprühen der geschmolzenen Legierung in einer Argonatmosphäre gewonnen werden. Ein Pulver der Legierung mit weniger als 43 μΐη Teilchengröße und hoher j-, Reinheit ist auf diese Weise herstellbar. Es ist nicht notwendig, ein vorlegiertes Pulver zu verwenden. Es kann auch ein Pulvergemisch der einzelnen Bestandteile verwendet werden.The carbon has a particle size of less than 74 μm, better still below 43 μm. Carbon particles having a particle size below 43 μηι be obtained in known manner by loading 11 J milling. The titanium bronze used can be obtained in finely divided form by spraying the molten alloy in an argon atmosphere. A powder of the alloy with a particle size of less than 43 μm and a high degree of purity can be produced in this way. It is not necessary to use a pre-alloyed powder. A powder mixture of the individual components can also be used.
Die Umwandlung in den Verbundkörper kann durch w Heißpressen bzw. Drucksintern erfolgen. Die gründlich vermengte Pulvermischung wird in eine Form geeigneter Gestalt aus Kohlenstoff eingebracht, wobei einzelne Scheiteldichtungen oder ein Elock aus dem Verbundkörper gebildet werden, aus dem dann die 4--, Scheiteldichtungen herausgearbeitet werden. Der Druck wird durch die Form aus Kohlenstoff auf die Pulvermischung in einem Autoklaven ausgeübt, aus dem die Luft evakuiert und durch Argon oder ein anderes inertes Gas ersetzt wird. Ein Druck von 70 bar -,o wird auf die Pulvermischung ausgeübt, während sie von Raumtemperatur auf 982 C erwärmt wird. Danach wird der Druck auf 422 bar erhöht, während die Temperatur von 982 C für 30 Minuten aufrechterhalten wird. Der Verbundwerkstoff wird dann auf Raum- -,-, temperatur abgekühlt und der Druck abgesenkt, wenn die Temperatur auf etwa 760 C gefallen ist. Bei der hohen Temperatur und dem hohen Druck schmilzt die Legierung und benetzt die Kohlenstoffpaitikel unter Bildung einer metallurgischen Bindung. b0 The conversion into the composite body can be done by hot pressing w or pressure sintering. The thoroughly mixed powder mixture is introduced into a form of suitable shape made of carbon, with individual crown seals or an Elock being formed from the composite body, from which the 4-crown seals are then worked out. The pressure is exerted through the carbon mold on the powder mixture in an autoclave from which the air is evacuated and replaced with argon or another inert gas. A pressure of 70 bar -. O is exerted on the powder mixture while it is heated from room temperature to 982.degree. The pressure is then increased to 422 bar, while the temperature of 982 ° C. is maintained for 30 minutes. The composite is then cooled to room temperature and the pressure is lowered when the temperature has dropped to around 760 ° C. At the high temperature and pressure, the alloy melts and wets the carbon particles, forming a metallurgical bond. b0
Wie Fig. 2 zeigt, besteht der Verbundwerkstoff aus Partikeln 60 aus Kohlenstoff, die von der Kupferlegierung 62 umschlossen sind. Das Blei ist in Form eigener Partikel enthalten, die willkürlich in der Legierungsphase verteilt und bei der vorgesehenen h-, 200fachen Vergrößerung nicht sichtbar sind.As FIG. 2 shows, the composite material consists of particles 60 made of carbon which are enclosed by the copper alloy 62. The lead is contained in the form of its own particles, which are randomly distributed in the alloy phase and are not visible at the intended h -, 200-fold magnification.
Bei einer anderen Variante des isostatischen Heißpressens wird die Pulvermischung in ein Glas- oderIn another variant of hot isostatic pressing, the powder mixture is poured into a glass or
Metallgefäß eingebracht und einem hohen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt. Ferner ist auch atmosphärisches Heißpressen möglich, wobei Zusätze, wie Titanhydrid vorgesehen sind, die zerfallen und eine Schutzgasatmosphäre bilden. Ferner sind auch Kaltpressen und Sintern oder Kaltpressen, Vorsintern und Heißpressen oder Strangpressen zur Bildung des Verbundkörpers anwendbar. Die Scheiteldichtungen aus dem Verbundwerkstoffkönnen auch durch Warmverformung in einer inerten Atmosphäre gebildet werden. Eine geeignete Mischung aus Titanbronze und Kohlenstoff in Pulverform einer Teilchengröße unter 74 {im und beispielsweise mit 50 : 50Vol.-% Anteil werden mit Argon gereinigt und in einer Argonatmosphäre auf 982 t erhitzt. In der Zwischenzeit werden Schmiedeformen mit entsprechender Gestalt zur Aufnahme des heißen Pulvergemisches auf eine Temperatur von 260 C aufgeheizt. Das heiße Pulvergemisch wird dann in die Form eingebracht und einem Druck von etwa 3200 bar während einer Minute ausgesetzt. Danach wird der Druck abgesenkt und der Block aus Verbundwerkstoff aus der Form ausgehoben. Aus diesem Block werden dann Scheiteldichtungen gemäß Fig. 1 herausgearbeitet. Metal vessel inserted and exposed to high liquid pressure. Atmospheric hot pressing is also possible, with additives such as titanium hydride being provided, which disintegrate and form a protective gas atmosphere. Furthermore, cold pressing and sintering or cold pressing, pre-sintering and hot pressing or extrusion can also be used to form the composite body. The composite crown seals can also be formed by thermoforming in an inert atmosphere. A suitable mixture of titanium bronze, and carbon in powder form of a particle size below 74 {in, and for example, 50: 50 vol .-% component are cleaned with argon and heated in an argon atmosphere at t 982nd In the meantime, forging molds with the appropriate shape to accommodate the hot powder mixture are heated to a temperature of 260 ° C. The hot powder mixture is then introduced into the mold and subjected to a pressure of about 3200 bar for one minute. The pressure is then released and the composite block is lifted from the mold. From this block, apex seals according to FIG. 1 are then worked out.
Um die Formhaltigkeit von Scheiteldichtungen der erfindungsgemäßen Art bei den erhöhten Temperaluren in Drehliolbenmaschinen zu verbessern, wird der Block aus Verbundwerkstoff, aus dem die Scheiteldichtungen herausgearbeitet werden, vorher für eine gewisse Zeit auf eine Temperatur von 427-482 C erhitzt, um eine Stabilisierung der Abmessungen zu erzielen.About the dimensional stability of apex seals of the type according to the invention at the increased temperatures To improve in rotary violet machines, the block is made of composite material that makes up the crown seals worked out, beforehand for a certain time at a temperature of 427-482 C heated to stabilize the dimensions.
Einige weitere Beispiele erläutern die Erfindung näher. Ein vorlegiertes Pulver einer Teilchengröße unter 43 um besteht im wesentlichen aus 9,9 Gew.-% Titan, 9,1 Gew.-% Blei, 9,2 Gew.-% Zinn und Rest Kupfer. Dieses Legierungspulver wird innig mit Anthrazitkohle einer Teilchengröße unter 43 ,um gemischt. Der Anteil des amorphen Kohlenstoffpulvers beträgt 20 Gew.-% der Mischung. Diese Mischung wird im Vakuum heiß verpreßt; der Körper besteht aus etwa gleichen Volumenteilen Kohlenstoff und Legierung. Aus dem Verbundwerkstoff werden Scheiteldichtungen für Drehkolbenmaschinen hergestellt und in handelsübliche Drehkolbenmaschinen eingebaut. Die epitrochoidale Umfangsfläche des Gehäuses der Drehkolbenmaschine hat eine hartverchromte Lauffläche für die Scheiteldichtungen. Die Drehkolbenmaschine wird während 100 Stunden betrieben und dabei mit einem Dynamometer belastet. Nach dieser Betriebszeit wird eine Prüfung der Dichtungen vorgenommen. Der mittlere Abrieb der drei Scheiteldichtungen jedes Drehkolbens wird mit 0,1651 mm nach 100 Stunden festgestellt. Bei einem Parallelversuch mit Dichtungen aus der gleichen Legierung, jedoch einer anderen Art von Kohlenstoff wird unter gleichen Betriebsbedingungen ein Abrieb von 0,0737 mm nach 100 Stunden festgestellt. Diese Dichtungen haben zur vollsten Zufriedenheit gearbeitet.A few further examples explain the invention in more detail. A pre-alloyed powder of one particle size below 43 µm consists essentially of 9.9% by weight titanium, 9.1% by weight lead, 9.2% by weight tin and the remainder Copper. This alloy powder is intimately mixed with anthracite carbon with a particle size below 43 μm. The proportion of amorphous carbon powder is 20% by weight of the mixture. This mixture will hot pressed in vacuum; the body consists of roughly equal parts by volume of carbon and alloy. Crown seals for rotary piston machines are manufactured from the composite material and in commercially available Rotary piston machines installed. The epitrochoidal peripheral surface of the housing of the rotary piston engine has a hard chrome-plated running surface for the crown seals. The rotary piston machine will operated for 100 hours and loaded with a dynamometer. After this operating time an inspection of the seals was carried out. The mean abrasion of the three crown seals of each rotary lobe is found to be 0.1651 mm after 100 hours. In a parallel experiment with seals made of the same alloy but a different type of carbon is produced under the same operating conditions an abrasion of 0.0737 mm was found after 100 hours. These seals have been completely satisfied worked.
Zum Vergleich wurden handelsübliche Dichtungen aus Aluminiumlegierung und Kohlenstoff unter gleichen Betriebsbedingungen untersucht. Bei zwei Probeläufen unter gleichen Bedingungen wurde der mittlere Abrieb mit 0,2362 bzw. 0,1880 mm nach 100Stunden ermittelt.For comparison, commercially available aluminum alloy and carbon seals were compared with the same Operating conditions investigated. In two test runs under the same conditions, the middle one Abrasion was determined to be 0.2362 or 0.1880 mm after 100 hours.
Andere Scheiteldichtungen werden in der beschriebenen Weise nach der Erfindung hergestellt mit der Ausnahme, daß die Legierung aus 16.3 Gew-% TitanOther crown seals are produced in the manner described according to the invention with the Exception that the alloy made of 16.3% by weight of titanium
8,8Gew.-% Blei, 7,7 Gew.-% Zinn und Rest Kupier besteht. Ferner werden Partikel aus amorphem Kohlenstoff* in solcher Menjje verwendet, daß der Kohlenstoff 65 Vol.-% des Verbundwerkstoffes bildet. Ursprünglich haben die KohlenstolTpartikel eine Teilchengröße unter 43 μτη. Derartig hergestellte Scheiteldichtungen werden in einer handelsüblichen Drehkolbenmaschine unter Antrieb eines Dynamometers während 100 Stunden geprüft. Die miltlere Abnutzung der Dichtungen beträgt hierbei 0,2261 mm. Auch diese Dichtungen sind als zufriedenstellend anzusehen. Eine Anzahl von anderen Dichtungen aus Kohlenstoff und Titanbronze werden hergestellt und in der gleichen Weise in handelsüblichen Drehkolbenmaschinen erprobt. Es wird hierbei im wesentlichen amorpher Kohlenstoff einer Teilchengröße unter 43 μιη in einem Anteil von 50-65 Vol.-% der Legierung verwendet. Ferner wird feinverteilte, voriegierte Titanbronze in Pulverform der nachstehenden Zusammensetzung verwendet:8.8% by weight lead, 7.7% by weight tin and the remainder is made up of Kupier. Furthermore, particles of amorphous carbon * are used in such a quantity that the carbon forms 65% by volume of the composite material. Originally the carbon particles had a particle size below 43 μm. Crown seals produced in this way are tested for 100 hours in a commercially available rotary piston machine driven by a dynamometer. The average wear of the seals is 0.2261 mm. These seals are also to be regarded as satisfactory. A number of other carbon and titanium bronze seals are manufactured and tested in the same manner in commercially available rotary engines. Essentially amorphous carbon with a particle size below 43 μm is used in a proportion of 50-65% by volume of the alloy. In addition, finely divided, pre-weighed titanium bronze in powder form with the following composition is used:
VergleichsprüfungComparison test
Legierung alloy
Titantitanium
Bleilead
Zinntin
10,5%
16
15
1410.5%
16
15th
14th
22%
3,6
522%
3.6
5
13,213.2
Scheiteldichtungen aus Verbundwerkstoff mit der obenerwähnten Legierungen als Metallphase werder alle in handelsüblichen Drehkolbenmaschinen geprüfi und arbeiten im allgemeinen zufriedenstellend. Es wire jedoch festgestellt, daß die mit 1 bezeichnete Legierung gerade an der obersten Grenze des geeigneten Bleigehalts liegt, da der Abrieb dieser Dichtungen verhält nismäßig größer als der der anderen Dichtungen isi und bei der Wärmebehandlung des Verbundwerkstoffes bei einer Temperatur von 454 C etwas Blei ausge schwitzt beobachtet wird.Composite crown seals with the above-mentioned alloys as the metal phase all tested in commercially available rotary piston machines and generally work satisfactorily. It wire however, found that the alloy labeled 1 is just at the uppermost limit of the appropriate lead content is because the abrasion of these seals behaves proportionally greater than that of the other seals isi and in the heat treatment of the composite material at a temperature of 454 C some lead was removed sweating is observed.
Werkstoff der Herstellung Abnutzung AbnutzungMaterial of manufacture Wear Wear
Dichtung in mm/ in mm/Seal in mm / in mm /
100 Stunden 100 Stunden100 hours 100 hours
(in 3375 cm3- (in 1965-cm3-(in 3375 cm 3 - (in 1965 cm 3 -
Maschine) Maschine)Machine) machine)
Widerstand gegen
NarbenbildungResistance against
Scarring
Bruchmodul in N/cm' beiModulus of rupture in N / cm '
23,9 C23.9 C
371 C371 C
482 C482 C
Aluminium-Kohlenstoff Aluminum-carbon
Titanbronze-Kohlenstoff Titanium bronze carbon
Titanbronze-Kohlenstoff Titanium bronze carbon
handelsüblichcustomary
im Vakuumin a vacuum
heißverpreßthot-pressed
warmverpreßthot-pressed
0,3302 0,07620.3302 0.0762
0,1397 0,05080.1397 0.0508
0,2159 0,03810.2159 0.0381
ausreichend 29400 21000 14 700sufficient 29400 21000 14 700
gut 31500 26 600 21700good 31500 26 600 21700
gut 36 400 26 600 22 400good 36 400 26 600 22 400
Aus diesen Werten ergibt sich, daß der Abrieb Temperaturen von 371 und 482 C beträchtlich größeiThese values show that the abrasion temperatures of 371 and 482 C are considerably higher
bei Gleitstücken nach der Erfindung geringer ist als ist. Die Erfindung ermöglicht also Gleitstücke, diein sliding pieces according to the invention is less than is. The invention thus enables sliders that
bei den unmittelbar vergleichbaren Dichtungen be- wesentlich vorteilhafter für den Einsatz als Scheitel-with the directly comparable seals, considerably more advantageous for use as apex
kannter Bauart. Zusätzlich ist festzustellen, daß der 40 dichtungen in Drehkolbenmaschinen sind.
Bruchmodul sowohl bei Raumtemperatur als auch beiknown design. In addition, it should be noted that the 40 seals are in rotary engines.
Rupture modulus both at room temperature and at
Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings
Claims (2)
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