DE2456238C2 - Verwendung eines Pulvergemisches als Spritzpulver für die Herstellung von Schichten mit hoher Verschleiß- und Brandspurfestigkeit - Google Patents

Verwendung eines Pulvergemisches als Spritzpulver für die Herstellung von Schichten mit hoher Verschleiß- und Brandspurfestigkeit

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Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Pulvergemisches als Spritzpulver zur Herstellung von Schichten hoher Beständigkeit gegen Verschleiß und 3randspurbildung auf Laufflächen von Kolbenringen.
Kolbenringe von Verbrennungskraftmaschinen werden während des Betriebes hohen Verschleiß- und Hitzebeanspruchungen ausgesetzt. Deshalb werden die Laufflächen von Kolbenringen nach bekannten Verfahren mit Schutzschichten überzogen. Solche Überzüge bestehen in erster Linie aus galvanisch aufgebrachten Hartchromschichten oder aus durch thermische Spritzverfahren aufgetragenen Molybdänschichten. Jedoch kommt es bei Mittel- und Großkolbenmotoren, die im Schwerölbereich arbeiten, immer wieder zu Ausfällen von Motoren infolge zu hohen Kolbenringverschleißes. Da außerdem auch noch von den Motorenherstellern die Mitteldrücke und Drehzahlen erhöht wurden, entstanden zusätzliche Schwierigkeiten durch Brandspurbildung in der Einlaufphase beziehungsweise nach kurzer Laufzeit
Es wurde daher zunächst versucht, dickere Chromschichten galvanisch auf die Laufflächen der Kolbenringe gafzutrageri. Die hohen Eigenspannungen solcher Oberzüge jedoch lösen Makrorisse aus, . und diese wiederum erzeugen bei dynamischer Beanspruchung Kerbspannungen, welche Dauerbrüche und damit-den Ausfall der Ringe bewirken. ; ' .
Es wurden daraufhin . Versuche mit thermisch aufgebrachten Spritzschichten durchgeführt Doch, die sonst im Motor eingesetzten molybdängespritzten Kolbenringe versagten infolge ihrer geringen Verschleißfestigkeit völlig. Günstigere Ergebnisse wurden erzielt mit den im Plasmaspritzverfahren aufgetragenen bekannten Schichten auf Basis Molybdän — Chromkarbid. Während hier jedoch die Verschleißfestigkeit befriedigte, war das Brandspurverhalten nicht befriedigend.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spritzpulver als Überzugsmaterial für die Laufflächen von Kolbenringen zu.finden, welches insbesondere den stark beanspruchten Laufflächen von Kolbenringen für Mittel- und Großkoibenmotoren eine gute Brandspur- und Verschleißfestigkeit verleiht
Erfindungsgemäß wird, diese Aufgabe durch die, Verwendung eines Pulvergemisches, das aus 30 bis 80 Gewichtsprozent Eisen, 4 bis 50 Gewichtsprozent Bor besteht, dem 0 bis 60 Gewichtsprozent Molybdän zugegeben sind, als Spritzpulver gelöst. Und zwar hat es sich gezeigt, daß der Anteil an Molybdän im Spritzpulver je nach Verwendungszweck der Kolbenringe für Motoren mit hohem oder niedrigem Mitteldruck beziehungsweise hoher oder niedriger' Drehzahl variiert werden muß. Unsere Versuche haben ergeben, daß für langsam laufende Motoren mit Umdrehungszahlen von unter 600 U/Min, ein Spritzpulver aus fast reinem Ferrobor ausreichend ist, während jedoch für schnellaufende Motoren mit Drehzahlen von über 2CC0 U/Min, ein Spritzpulver mit bis zu 60 Gewichtsprozent Molybdänzusatz zur Verminderung der Brandspurbilduhg angewendet wird.
Besonders gute Verschleiß- und Brandspurfestigkeiten werden erzielt, wenn das Spritzpulver statt aus einem Pulvergemisch der einzelnen Elemente aus einem
Gemisch von Ferrobor und/oder Molybdänborid
besteht.
Das Verschleißverhalten dieser Schichten wird
außerdem gesteigert, wenn das Molybdän beziehungsweise das Molybdänlegierungspulver die Gase O2 zu 0 bis 8,0 Gewichtsprozent, N2 zu 0 bis 0,5 Gewichtsprozent und/oder H2 zu 0 bis 0,5 Gewichtsprozent überwiegend gelöst enthält. Ebenso kann bis zu 9,0 Gewichtsprozent Kohlenstoff im Pulver vorhanden sein. Die Anreicherung dieser Elemente geschieht, indem das Molybdän- beziehungsweise Molybdänlegierungspulver vorher thermisch in eine die entsprechenden Gase enthaltende Atmosphäre verspritzt wird.
Dabei wird der Kohlenstoffgehalt durch Spritzen in ein Kohlenwasserstoffgas erzeugt. Durch die Partialdrucke
der Gase in der Spritzkammer können die Gasgehalte im Pulver direkt eingestellt werden.
Versuche haben außerdem gezeigt daß das Molybdän
ganz oder teilweise durch Wolfram ersetzt sein kann. Außerdem kann das Molybdän bis zu 60 Gewichtsprozent durclli die Elemente Nickel, Kobalt, Eisen, Titan, Vanadium, Chrom, Aluminium, Tantal, Rhenium und/ oder Zirkonium ersetzt werden. Es ist dabei gleichgültig, ob diese Elemente mit dem Molybdän legiert oder lediglich als Pulver zugemischt sind. .

Claims (6)

  1. . Patentansprüche:
    . 1. Verwendung eines Pulvergemisches, das aus 30 bis 80 Gewichtsprozent Eisen und 4 bis 50 Gewichtsprozent Bor gesteht, dem 0 bis 60 Gewichtsprozent Molybdän zügegeben sind, als Spritzpulver zur Herstellung voii Schichten hoher Beständigkeit gegen Verschleiß und Brandspurbildung auf Laufflächen von Kolbenringen, wobei für die Herstellung von Überzügen auf Kolbenringen für Motoren kleiner Drehzahl (n < 600 U/Min.) ein Sprizpulver aus fast reinem Ferrobor, für die Herstellung von Überzügen auf Kolbenringen für Motoren großer Drehzahl (n > 2000 U/Min.) ein Spritzpulver mit bis zu 60 Gewichtsprozent Molybdänzusatz angewendet wird. . ' .
  2. 2. Verwendung eines Pulvergemisches als Spritzpulver nach Anspruch 1, in dem das Bor ganz oder teilweise in Form von Ferrobor und/oder Molybdänborid vorliegt. . '·':'·.
  3. 3. Verwendung eines Pulvergemisches als Spritzpulver nach den Ansprüchen 1 und 2, in dem das Molybdän und/oder Molybdänlegierungspulver 0 bis 8,0 Gewichtsprozent Sauerstoff, 0 bis 0,5 Gewichtsprozent Stickstoff und/oder 0 bis 0,5 Gewichtsprozent Wasserstoff in vorwiegend gelöster Form enthält.
  4. 4. Verwendung eines Pulvergemisches als Spritzpulver nach den Ansprüchen 1 bis 3, in dem das Molybdän — und/oder Molybdänlegierungspulver 0 bis 9 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält
  5. 5. Verwendung eines Pulvergemisches als Spritzpulver nach den Ansprüchen 1 bis 4, in dem das Molybdän im Gemisch ganz oder teilweise durch Wolfram ersetzt ist
  6. 6. Verwendung eines Pulvergemisches als Spritzpulver nach den Ansprüchen 1 bis 5, in dem das Molybdän im Gemisch bis zu 60 Gewichtsprozent durch die Elemente Nickel, Kobalt, Eisen, Titan, Vanadium, Chrom, Aluminium, Tantal, Rhenium und/oder Zirkonium ersetzt ist
DE2456238A 1974-11-28 1974-11-28 Verwendung eines Pulvergemisches als Spritzpulver für die Herstellung von Schichten mit hoher Verschleiß- und Brandspurfestigkeit Expired DE2456238C2 (de)

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