DE2535665A1

DE2535665A1 - Bei hohen temperaturen verschleissfester sinterformkoerper, insbesondere ventilsitzring

Info

Publication number: DE2535665A1
Application number: DE19752535665
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dross; Rolf-Guenther Rosenhan; Ernst Stemmer
Original assignee: ROLAND SINTERMETALL und TRANSP
Current assignee: ROLAND SINTERMETALL und TRANSP
Priority date: 1975-08-09
Filing date: 1975-08-09
Publication date: 1977-02-10

Description

Bei hohen Temperaturen verschleißf es tor
Sinterformkörper, insbesondere Ventilsitzring

Die Erfindung betrifft einen bei hohen Temperaturen verschleißfesten Sinterformkörper und ein Verfahren zu seiner
Herstellung.

Insbesondere betrifft die Erfindung einen auf pulvermetallurgie chem Wege hergestellten Ventilsitzring oder ähnlich hoch beanspruchte Sinterteile.

Wegen der hohen Anforderungen an das Verschleißverhalten bei hohen Temperaturen werden Ventilsitzringe aus hochwertigen, d. h. hochlegierten Eisenpulvern hergestellt. Als Legierungsbestandteile sind Molybdän, Nickel, Kobalt, Graphit, Chrom
und Blei gebräuchlich.

Es ist bekannt, Eisenlegierungen mit einem Kobaltgehalt von 10 - 12 $ zu verarbeiten. Es ist auch bekannt, daß bei Verwendung einer Vorlegierung ein Kobaltgehalt von 6 - 7 %
gute Ergebnisse liefert.

Es ist weiter Stand der Technik, Ventilsitzringe aus Eisenpulver und einem Zusatz von 10 - ^O °/o einer Kobaltlegiezuing mit Zusätzen von Molybdän, Chrom und Silizium herzustellen. Durch den hohen Anteil der Kobaltlegierung, die eine sehr
hohe Härte und Warmfestigkeit hat, weisen die Ventilsitzringe eine besonders hohe Verschleißfestigkeit auf.

Die bekannten Ventilsitzringe bestehen alle durchgehend aus einer Materialzusammensetzung. Das bedeutet, daß sehr hochwertige und teure Werkstoffe für den gesamten Ring verwendet werden, obwohl die Verschleißschicht je nach Ausführung nur ca. 20 % der Gesamthöhe betragen kann.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der Erkenntnis, daß die Schicht, die dem Verschleiß unterworfen ist, nur ca. 20 $ der Gesamthöhe entspricht, einen Sinterformkörper, insbesondere Ventilsitzring zu schaffen, der die Vorteile eines Körpers aus hochlegiertem Material mit der Preisgünstigkeit der Verwendung von niedriglegiertem Eisenpulver verbindet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sinterformkörper eine Trägerschicht aus einem niedriglegier-■ ten gesinterten Eisenpulver und eine Verschleißschicht, deren Höhe geringer als die der Trägerschicht ist, aus einem hochlegierten gesinterten Eisenpulver oder einer gesinterten Mischung aus einem niedriglegierten Eisenpulver und einer Legierung auf der Basis von Kobalt, Molybdän, Silizium oder Chrom aufweist.

Das niedriglegierte Eisenpulver kann beispielsweise Zusätze von Nickel, Mangan, Chrom, Bor und Graphit aufweisen. Als günstige Zusammensetzung für die Verschleißschicht hat sich insbesondere eine Mischung von 70 - 95 Y" niedriglegiertem Eisenpulver und 5 - 30 °/o einer Legierung auf der Basis von Kobalt, Molybdän, Silizium oder Chrom erwiesen, wobei diese Elemente jeweils einzeln oder in Kombination Legierungsbestandteile sein können.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Ventilsitzrings liegt in erster Linie in der Kombination des hervorragenden Verschleißverhaltens der Verschleißschicht und der hohen Festigkeit der Trägerschicht. Bei Beibehaltung der Eigenschaften bekannter Ventilsitzringe können diese nun preisgünstiger erstellt werden. Es ist nun auch möglich, hochwertigere Legierungen, die sonst nur in Spezialfallen Verwendung finden, bei Massenteilen anzuwenden.

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Die Herstellung der erf indurigs gemäß en Ventilsitzringe erfolgt auf pul verine t al lurgi schein Wege. Eisenpulver mit verschiedenen Legierungselementen, wie z, B. Mangan, Nickel, Molybdän, Chrom, Bor und Graphit einerseits und hochlegiertes Eisenpulver oder eine Mischung von niedriglegiertem Eisenpulver und einer Legierung auf der Basis von Kobalt andererseits werden mit zwei Kammerfüllschuhen nacheinander in eine Matrize gefüllt, so daß die beiden Pulver geschichtet vorliegen. Anschließend wird in bekannter Weise gepreßt, gesintert, wahlweise kalt oder warm nachverdichtet und gegebenenfalls eine Warmbehandlung angeschlossen. Da die Grundkomponenten beider Schichten Eisenpulver sind, werden die beiden Schichten durch den Diffusionsvorgang beim Sintern ohne besondere Übergangsphase fest miteinander verbunden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ventilsitzringes mit der Trägerschicht 1 und der Verschleißschicht 2 dargestellt.

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Claims

Patentansprüche

)ζ 1 .ι Bei hohen Temperaturen verschleißfester Sinterformkörper, ^-^ insbesondere Ventilsitzring, dadurch gekennzeichnet , daß der Sinterformkörper eine Trägerschicht aus einem niedriglegierten gesinterten Eisenpulver und eine Verschleißschicht, deren Höhe geringer als die der Trägerschicht ist, aus einem hochlegierten gesinterten Eisenpulver oder einer gesinterten Mischung aus einem niedriglegierten Eisenpulver und einer Legierung auf der Basis von Kobalt, Molybdän, Silizium oder Chrom aufweist.
2. Sinterformkörper nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß das niedriglegierte Eisenpulver Zusätze von Nickel, Mangan, Bor und Graphit einzeln oder in Kombination enthält.

3· Sinterformkörper nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß die Verschleißschicht aus 70 - 95 io niedriglegiertera Eisenpulver und aus 5 - 30 % Legierung auf der Basis von Kobalt, Molybdän, Silizium oder Chrom besteht, wobei die Elemente jeweils einzeln oder in Kombination auch Legierungsbestandteile sein können.

k.I Verfahren zur Herstellung eines Sinterformkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver für die Trägerschicht und die Verschleißschicht nacheinander beispielsweise mit zwei Kammerfüllschuhen in eine Matrize gefüllt werden und daß in bekannter Weise gepreßt, gesintert, wählweise kalt oder warnnachverdichtet wird und daß wahlweise eine Warmbehandlung angeschlossen wird.

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