DE2751461C3 - Process for producing a piston ring with different coatings on the running and flank surfaces - Google Patents
Process for producing a piston ring with different coatings on the running and flank surfacesInfo
- Publication number
- DE2751461C3 DE2751461C3 DE19772751461 DE2751461A DE2751461C3 DE 2751461 C3 DE2751461 C3 DE 2751461C3 DE 19772751461 DE19772751461 DE 19772751461 DE 2751461 A DE2751461 A DE 2751461A DE 2751461 C3 DE2751461 C3 DE 2751461C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- piston ring
- running
- ring
- piston
- flank surfaces
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines an Lauf- und Flankenflächen unterschiedlich beschichteten Kolbenringes aus eisenhaltigem Material nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a method for producing a different tread and flank surfaces coated piston ring made of ferrous material according to the preamble of the claim.
Aus der FR-PS 13 61 829 ist es bereits bekannt, einen Kolbenring unterschiedlich an Lauf- und Flankenflächen zu beschichten. Bei einem Ringgrundwerkstoff aus Stahl werden dort die Ringflanken mit einer Schicht aus Grauguß versehen. Die Lauffläche bildet dagegen eine Chromschicht. Grauguß wird für die Flanken gewählt, weil er einerseits selbst hervorragende Verschleißeigenschaften hat und zum anderen im Vergleich zu Chrom im Motorbetrieb ein geringeres Ausschlagen einer Aluminium-Ringnut bewirkt, in die ein derart beschichteter Kolbenring eingesetzt ist.From FR-PS 13 61 829 it is already known to have a piston ring with different running and flank surfaces to coat. In the case of a ring base material made of steel, the ring flanks are made of a layer there Gray cast iron provided. The running surface, on the other hand, forms a chrome layer. Gray cast iron is chosen for the flanks, because, on the one hand, it itself has excellent wear properties and, on the other hand, compared to chrome When the engine is running, an aluminum ring groove into which an annular groove coated in this way is less knocked out Piston ring is inserted.
Darüberhinaus ist es auch bekannt, zur Verbesserung des Reibungs- und Verschleißverhaltens von Kolbenringen diese mit Eisensulfid (FeS)-Schiehten zu versehen. So wird z.B. in der FR-PS 9 42 387 ein Aufschwefelungsverfahren beschrieben, das bei Kolbenringen anwendbar sein soll. Trotz dieses Vorschlages aus dem Jahre 1947, der damit am Anmeldetage schon 30 Jahre alt war, konnten Kolbenringe mit Eisensulfidschichten bisher nicht mit Erfolg in der Praxis eingesetzt werden.In addition, it is also known to improve the friction and wear behavior of piston rings to provide these with iron sulfide (FeS) layers. For example, in FR-PS 9 42 387 a sulphurisation process is used described, which should be applicable to piston rings. Despite this suggestion from the 1947, which was already 30 years old on the filing date, were able to use piston rings with iron sulfide layers have not yet been used successfully in practice.
Dies wird unter anderem ausdrücklich in der DE-AS 22 58 280 bestätigt. Unter Bezugnahme auf Aufschwefelungsverfahren bei Kolbenringen heißt es dort nämlich, daß der zu beschichtende Körper bei hoher Temperatur, wie z. B. 400 bis 6000C, behandelt werden muß und daß es sich dabei gezeigt habe, daß derartige Aufschwefelungsverfahren die Gleitfähigkeit der Oberflächen wieder herabsetzen.This is expressly confirmed in DE-AS 22 58 280, among other things. With reference to sulphurization process in piston rings it says there that the body to be coated at high temperature, such as. B. 400 to 600 0 C, must be treated and that it has been shown that such sulphurization process reduce the lubricity of the surfaces again.
Soweit aufgeschwefelte FeS-Schichten bei Kolbenringen bekannt geworden sind, handelte es sich um l.aiifflächenbewehrungen der Ringe. Aus Herstellungsgründen wurden dabei in der Regel nicht nur die Laufflächen sondern auch die Flanken des Ringes gemeinsam beschichtet.As far as sulphurized FeS layers on piston rings have become known, it was l.aiif surface reinforcement of the rings. For manufacturing reasons, not only the Treads but also the flanks of the ring are coated together.
Bei dem Ring, auf dessen Beschichtung sich das anmeldungsgemäße Verfahren bezieht, kommt es darauf an, Lauffläche und Flankenflächen des Ringes unterschiedlich zu behandeln. Die Kolbenring-Lauffläche soll mit einer günstige Laufeigenschaflen und geringe Verschleißneigung aufweisenden Schicht wie insbesondere aus Chrom oder Molybdän versehen sein, während die Flankenflächen mit einer zur Vermeidung von Aufplattierungen aus einer Aluminiumringnut besonders wirksamen Schicht versehen sein sollen. Aus fertigungstechnischen Gründen soll die Flankenbeschichtung an einem im übrigen bereits fertig bearbeiteten, die Laufflächenschicht bereits aufweisenden KoI-Benring vorgenommen werden.In the case of the ring, to the coating of which the method according to the application relates, it comes on treating the running surface and flank surfaces of the ring differently. The piston ring running surface should have a layer with good running properties and a low tendency to wear, such as be provided in particular made of chromium or molybdenum, while the flank surfaces with a to avoid of cladding from an aluminum ring groove should be provided with a particularly effective layer. the end For manufacturing reasons, the flank coating on an otherwise already finished, the tread layer already having KoI-Benring can be made.
Hier die richtige Auswahl des Materials für die Flankenschicht zu treffen und ein Verfahren für das Aufbringen dieser Schichten am im übrigen fertig bearbeiteten Kolben anzugeben, ist die Aufgabe derHere to make the right choice of material for the flank layer and a process for that To indicate the application of these layers on the otherwise finished piston is the task of
ίο vorliegenden Erfindung.ίο present invention.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Aufbringen der im Kennzeichen des Anspruchs genannten Schichten nach den dort genannten Verfahrensschritten.This object is achieved by applying the layers mentioned in the characterizing part of the claim according to the procedural steps mentioned there.
Wichtig für die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre ist es, daß die Eisensulfidschichten nicht zu dick sind, da sie sich dann nämlich wegen ihrer gegenüber Grauguß geringeren Härte zu stark und schnell an den Ringflanken abstützen. Bei extrem dünner Schichtdicke ist dies dagegen nicht der Fall, vermutlich wegen des hier noch in starkem Maße vorhandenen Einflusses des Graugußgrundgefüges. Zur Einhaltung der geringen Schichtdickenwerte ist eine nachträgliche Bearbeitung der Eisensulfidschicht nach deren Erzeugung nicht mehr möglich. Daraus folgt, daß die Aufschwefelung als letzter Arbeitsgang an dem im übrigen bereits fertigbearbeiteten Kolbenring erfolgen muß. Mit dem bis zum Anmeldetag bekannten Aufschwefelungsverfahren war dies allerdings nicht möglich. Denn die bekannten Aufschwefelungsverfahren arbeiteten bei Temperaturen zwischen 400 und 600° C. Dies zeigen z.B. die FR-PS 9 42 387 und die DE-AS 22 58 280. Derart hohe Temperaturen führen bei einem fertigbearbeiteten Kolbenring dazu, daß sich einmal seine vorgegebene Konfiguration verändert und zum anderen auch die Eigenschaften der bereits aufgebrachten Laufflächenschicht, die z. B. aus Chrom sein kann, negativ beeinflußt werden. So geht z. B. gerade bei Chrom die gewünschte und erforderliche Härte in erheblichem Maße durch die hohen Temperaturen beim Aufschwefeln verloren.It is important for the application of the teaching according to the invention that the iron sulfide layers are not too thick are because they are then because of their lower hardness compared to gray cast iron too strongly and quickly to the Support ring flanks. In the case of extremely thin layers, however, this is not the case, presumably because of the The influence of the gray cast iron structure still exists here to a large extent. To adhere to the low Layer thickness values are no longer a subsequent processing of the iron sulfide layer after it has been created possible. It follows that the sulphurisation is the last step in the rest of the process finished piston ring must be done. With the sulphurisation process known up to the filing date however, this was not possible. Because the well-known sulphurisation process helped Temperatures between 400 and 600 ° C. This is shown e.g. in FR-PS 9 42 387 and DE-AS 22 58 280. Such high temperatures lead to a finished piston ring that once its given configuration changed and on the other hand also the properties of the already applied Tread layer, the z. B. can be made of chrome, can be adversely affected. So goes z. B. at the moment Chromium the desired and required hardness to a considerable extent due to the high temperatures Sulphurizing lost.
Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre wurde überraschenderweise gefunden, daß für die
gewünschten Zwecke eine Aufschwefelung der Ringflankenflächen bei einer Temperatur von nur 200°C im
galvanischen Bad möglich ist und dünne Eisensulfidschichten liefert, deren Struktur ein Optimum in bezug
auf Verschleißschutz an dem Ring und Angriff in bezug auf ein Ausschlagen der Aluminiumnuten darstellen. Vor
allen Dingen aber werden bei einem Aufschwefelungsverfahren bei der erfindungsgemäß niedrigen Temperatur
die beim fertigen Kolbenring vorgegebene Konfiguration und die Materialeigenschaften der fertigen
Laufschicht nicht verändert.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es erstmals, bereits fertig bearbeitete und laufflächenbeschichtete
Kolbenringe aus Grauguß an ihren Flankenflächen zum Schutz gegen Aufplattierungen mit einer optimalen
Eisensulfidschicht zu versehen und dies mit einem Verfahren, das für eine großtechnische Herstellung
solcher an Lauffläche und Flankenfläche unterschiedlich beschichteter Kolbenringe besonders geeignet ist.By applying the teaching according to the invention, it was surprisingly found that for the desired purposes a sulphurisation of the ring flank surfaces at a temperature of only 200 ° C in the electroplating bath is possible and provides thin iron sulfide layers, the structure of which is optimal in terms of wear protection on the ring and attack in relation to a knockout of the aluminum grooves. Above all, however, in a sulphurization process at the low temperature according to the invention, the configuration specified for the finished piston ring and the material properties of the finished running layer are not changed.
The method according to the invention makes it possible for the first time to provide finished and running surface-coated piston rings made of gray cast iron on their flank surfaces with an optimal iron sulfide layer to protect against plating, and this with a method which is particularly suitable for large-scale production of such piston rings with differently coated piston rings on the running surface and flank surface .
Hin Ausfühningsbeispid der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert.
Bei einem Kolben einer Aluminium-Siiizium-Legierung der Zusammensetzung 11 —13% Si, 0,8—1,5% Cu,
0.8-1,3% Mg, weniger als 1,3 Ni, weniger als 0,7 Fe, 0,2
Ti, 0,3 Mn, 0,3 Zn, Rest Aluminium mit einem Durchmesser von 92 mm für einen Viertakt-Molor istHin Ausfühningsbeispid the invention is shown in the drawing and is explained below.
In the case of an aluminum-silicon alloy piston with the composition 11-13% Si, 0.8-1.5% Cu, 0.8-1.3% Mg, less than 1.3 Ni, less than 0.7 Fe.0 , 2 Ti, 0.3 Mn, 0.3 Zn, the remainder being aluminum with a diameter of 92 mm for a four-stroke molor
zumindest als oberster Ring ein rechteckiger Kolbenring 1 aus vergütetem Kugelgraphitguß C 6 eingesetzt, sJer eine Höhe von 1,75 mm und eine radiale Tiefe von 4,6 mm besitzt Kolben und Ring 1 gleiten in einem übereutektischen Aluminium-Silizium-Zylinder, dessen Oberfläche gehont und geätzt ist Auf der peripheren Lauffläche ist der Kolbenring mit einer Molybdänschicht 3 versehen. Auf den ebenen Flankenseiten weist der Kolbenring jeweils eine 4—5 μΐη dicke FeS-Schicht 2 auf. Gewonnen wird diese Schicht 2 auf folgende Weise:At least as the top ring a rectangular piston ring 1 made of tempered nodular cast iron C 6 is used, sJer has a height of 1.75 mm and a radial depth of 4.6 mm Piston and ring 1 slide in a hypereutectic aluminum-silicon cylinder, the surface of which is honed and is etched. The piston ring is provided with a molybdenum layer 3 on the peripheral running surface. The piston ring has a 4-5 μm thick FeS layer 2 on each of the flat flank sides. This layer 2 is obtained in the following way:
Der fertig bearbeitete und laufflächenbeschichtete Kolbenring wird in eine Salzschmelze der Zusammensetzung 75% KSCN und 25% NaSCN mit elektrolytischer Abscheidewirkung gegeben. Die Temperatur des Bades beträgt etwa 190° C, die Tauchzeit etwa 5The finished and raceway coated piston ring is immersed in a molten salt composition 75% KSCN and 25% NaSCN given with electrolytic deposition. The temperature of the Bades is about 190 ° C, the diving time about 5
Minuten und die Stromdichte an dem anodisch gepolten Kolbenring etwa 3,2 A/dm2. Nach der Behandlung in dem Salzbad erfolgt keine mechanische Bearbeitung des Ringes mehr.Minutes and the current density on the anodically polarized piston ring about 3.2 A / dm 2 . After the treatment in the salt bath, the ring is no longer mechanically processed.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel besitzt der oben beschriebene Kolben einen Durchmesser vo 97 mm. Das Material des obersten Kolbenringes ist Kugelgraphitguß G 6. Der Kolbenring hat eine Höhe von 1,75 mm, wie derjenige aus dem ersten Beispiel jedoch eine abweichende radiale Tiefe von 4,75 mm. Kolben und Ring gleiten in diesem zweiten Ausführungsbeispiel in einem Grauguß-Zylinder, dessen Oberfläche gehont ist Auf der peripheren Lauffläche ist der Kolbenring mit einer Chromschicht versehen. Im übrigen bestehen zum ersten Ausführungsbeispiel keine Unterschiede.In another embodiment, the piston described above has a diameter of 97 mm. The material of the uppermost piston ring is spheroidal graphite cast iron G 6. The piston ring has a height of 1.75 mm, like the one from the first example, however, a different radial depth of 4.75 mm. In this second embodiment, the piston and ring slide in a gray cast iron cylinder, the surface of which is honed. The piston ring is provided with a chrome layer on the peripheral running surface. Otherwise there are no differences from the first exemplary embodiment.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772751461 DE2751461C3 (en) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | Process for producing a piston ring with different coatings on the running and flank surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772751461 DE2751461C3 (en) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | Process for producing a piston ring with different coatings on the running and flank surfaces |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2751461A1 DE2751461A1 (en) | 1979-05-23 |
| DE2751461B2 DE2751461B2 (en) | 1981-02-19 |
| DE2751461C3 true DE2751461C3 (en) | 1981-10-15 |
Family
ID=6023986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19772751461 Expired DE2751461C3 (en) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | Process for producing a piston ring with different coatings on the running and flank surfaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2751461C3 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2681967B2 (en) * | 1988-02-12 | 1997-11-26 | トヨタ自動車株式会社 | Piston-Piston ring assembly |
| EP1559934A1 (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-03 | Enrico Braghieri | Piston rings particularly for two-stroke engines |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR942387A (en) * | 1947-02-19 | 1949-02-07 | Applic Des Traitements De Surf | Process for obtaining a high wear resistance surface layer on ferrous alloy parts |
| FR1361829A (en) * | 1963-07-10 | 1964-05-22 | Goetzewerke | Multi-part piston seal |
| JPS5310534B2 (en) * | 1971-12-03 | 1978-04-14 |
-
1977
- 1977-11-18 DE DE19772751461 patent/DE2751461C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2751461B2 (en) | 1981-02-19 |
| DE2751461A1 (en) | 1979-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3503859C2 (en) | Composite coated sliding surface of a displaceable component | |
| DE102009028504B3 (en) | Sliding element, in particular piston ring, with a coating | |
| DE2202978A1 (en) | Sealing ring, in particular piston ring, and method for its production | |
| DE112007000435T5 (en) | piston ring | |
| DE2436478A1 (en) | CYLINDER MADE OF AN ALUMINUM ALLOY | |
| DE2926708C2 (en) | Sliding element that can be subjected to extremely high surface pressure and / or friction or wear and / or high temperature, and method for its production | |
| DE2749227C3 (en) | Method of making an aluminum alloy piston | |
| DE102007007963B4 (en) | piston ring | |
| EP2214850B1 (en) | Method for producing cylinder liners for insert casting use of a motor block | |
| DE2200003A1 (en) | PROCESS FOR SURFACE FINISHING OF LIGHT METAL COMPONENTS | |
| EP0962674A2 (en) | Sliding bearing shell and method of making the same | |
| DE2923315B2 (en) | Cylinder for an internal combustion engine | |
| DE2258280A1 (en) | COMPONENT MADE OF METAL, WITH SLIDING SURFACE | |
| DE3506746A1 (en) | PISTON RING | |
| DE2751461C3 (en) | Process for producing a piston ring with different coatings on the running and flank surfaces | |
| DE3501822C2 (en) | ||
| DE102008046817A1 (en) | Coated sliding element, particularly coated sliding bearing for use in internal combustion engines, comprises surface having metal or metal alloy layer and reaction layer | |
| DE19953311C2 (en) | piston ring | |
| DE3212338C2 (en) | Process for the production of heavy-duty machine parts, in particular internal combustion engine parts | |
| DE3917951A1 (en) | Nitrided piston ring | |
| DE4103117A1 (en) | Producing sliding elements with bearing alloy coatings - in which base alloy is electrochemically deposited followed by further alloy coating which increases amt. of at least one element in alloy | |
| DE2036495B2 (en) | METHOD OF MANUFACTURING A PISTON RING | |
| DE102011084052B4 (en) | Coated piston ring with sharp oil scraper edge | |
| DE3212214C2 (en) | Piston ring and process for its manufacture | |
| DE2616883B1 (en) | SURFACE-TREATED PISTON RING MADE OF FERONIC MATERIALS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |