DE2822902C2

DE2822902C2 - Verfahren zum Herstellen von Ventilstößeln für Brennkraftmaschinen o.dgl.

Info

Publication number: DE2822902C2
Application number: DE19782822902
Authority: DE
Inventors: Alfred Ing. Vorchdorf Exner
Original assignee: Miba Sintermetall GmbH
Current assignee: Miba Sintermetall GmbH
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1984-11-22
Also published as: DE2822902A1

Description

vorteilhaft auf eine Mischung aus 65 bis 80% Eisen und 20% bis 35% Molybdän angewandt werden, wobei sich >.^lie jeweils günstigsten Eigenschaften erzielen lassen. Versuche haben ergeben, daß Ventilstößel mit einer solchen Verschleißschicht eine dreifach höhere Verschleißfestigkeit als Gußeisenstößel aufweisen, wobei ein Angriff auf die Nocken kaum meßbar ist

Die Mischung für die Verschleißschicht ist weicher als die entsprechenden Vorlegierungspulver und ergibt cL·-- mit bei gleichem Preßdruck eine geringere Porosität, to die durch die Lohe Sintergeschwindigkeit klein gehalten wird. Die geringe Restporosität ist vorteilhaft, weil sie die Schmierung unterstützt

In der Zeichnung ist a is Ausführungsbeispiel ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Ventilstößel in Ansicht dargestellt.

Der Ventilstößel besteht aus einem Schaft 1 und einem Teller 2, dessen Stirnfläche als Anlauffläche für die Nocke einer Nockenwelle dient. An dieser Stirnfläche ist eine besonders verschleißfeste Schicht 3 vorgesehen, für die eine Mischung aus unlegiertem Eisen und unlegiertem Molybdän verwendet wird, während für die übrigen Stößelteile 1 und 2 ein niedrig legiertes Eisenpulver zum Einsatz kommt.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 des Ventilstößelkörpers aus Stahl hergestellt ist, ergibt Patentansprüche: sich außerdem wegen der notwendigen spanabheben den Bearbeitung ein vergleichsweise hoher Ärbeitsauf-

1. Verfahren zum Herstellen von Ventilstößeln für wand, der durch die gewählte Aufbringungsart der Ver-Brennkraftmaschinen od. dgl., wobei die Ventilstö- 5 schleißschicht noch vergrößert wird.

Bei an ihrer mit der Nocke zusammenarbeitenden Schließlich ist es aus der DE-OS 25 35 665 bekannt, Stirnseite eine molybdänhaltige Verschleißschicht Sinterformkörper, insbesondere Ventilsitzringe, durch aufweisen und durch Einfüllen einer Metallpulver- ein Sintern von zwei in einer gerneinsamen Form geschieht aus niedrig legiertem Eisen für den Stößel- preßten Metallpulverschichten herzustellen, von denen körper sowie einer Metallpulverschicht aus einer Ei- 10 eine aus niedrig legiertem Eisen und die andere aus sen und Molybdän enthaltenden Mischung für die einer Mischung besteht, die Eisen und Molybdän ent-Verschleißschicht in eine einzige Form, getneinsa- hält Die gesinterte Mischung der Verschleißschicht ist mes Pressen der beiden Metallpulverschichten und dabei aus einem niedrig legiertem Eisen und einer Lenachträgliches Sintern gebildet werden, dadurch gierung, beispielsweise auf der Basis von Molybdän, zugekennzeichnet, daß die Pulverschicht für die 15 sammengesetzt Diese Mischung weist zwar eine ver-Verschleißschicht aus einer kohlenstofffreien Mi- gleichsweise hohe Warmfestigkeit sowie eine gute schung aus unlegiertem Eisen und unlegiertem Mo- Schlagfestigkeit auf, doch bleibt die Gleitverschleißfelybdän besteht, daß die Sinterung bei einer Tempe- stigkeit gegenüber den bei Ventilstößeln gestellten Forratur bis 1350⁰C erfolgt und daß die Verschleiß- derungen zurück, so daß solche Verschleißschichten für schicht nach der Sinterung gegebenenfalls aufge- 20 Ventilstößel nicht mit Erfolg eingesetzt werden können, kohlt oder durch Abschrecken und Anlassen gehär- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein tet wird. Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, in

2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 verhältnismäßig einfacher und billiger Weise Ventilstöauf eine Mischung aus 65 bis 80% Eisen und 20 bis ßel m<t einer Verschleißschicht herzustellen, die auf-35% Molybdän für die Verschleißschicht. 25 grund insbesondere ihrer hohen Gleitverschleißfestigkeit allen Anforderungen entspricht.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs geschilderter: Art, löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Pulverschicht für die Verschleißschicht

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum 30 aus einer kohlenstofffreien Mischung aus unlegiertem Herstellen von Ventilstößeln für Brennkraftmaschinen Eisen und unlegiertem Molybdän besteht, daß die Sinteod. dgl, wobei die Ventilstößel an ihrer mit der Nocke rung bei einer Temperatur bis 1350⁰C erfolgt und daß zusammenarbeitenden Stirnseite eine molybdänhaltige die Verschleißschicht nach der Sinterung gegebenen-Verschleißschicht aufweisen und durch Einfüllen einer falls aufgekohlt oder durch Abschrecken und Anlassen Metallpulverschicht aus niedrig legiertem Eisen für den 35 gehärtet wird.

Stößelkörper sowie einer Metallpulverschicht aus einer Durch den Einsatz einer kohlenstofffreien Mischung

Eisen und Molybdän enthaltenden Mischung für die für die Verschleißschicht können höhere Sintertempera-Verschleißschicht in eine einzige Form, gemeinsames türen angewandt werden, die eine höhere Festigkeit, Pressen der beiden Metallpulverschichten und nach- insbesondere Verschleißfestigkeit, mit sich bringen. Die trägliches Sintern gebildet werden. 40 Kohlenstofffreiheit der Mischung ist nämlich eine Vor-

Hochbeanspruchte Ventilstößel werden üblicherwei- aussetzung für eine Matrix von der Struktur des λ-Εϊ-se aus Gußeisen, das gegebenenfalls geringe Zusätze sens, das bei einer gegebenen Temperatur wesentlich von Legierungsmetallen, wie Nickel u. dgl., enthält, her- rascher als Eisenlegierungen mit einer ^-Struktur singestellt. An der die Auflauffläche für die Nocke der tert.

Nockenwelle bildenden Stirnseite des Stößels wird beim 45 Das unlegierte Molybdän der Mischung für die Ver-Gießen eine härtere Zone erreicht, indem das flüssige schleißschicht hat den Vorteil, daß eine vernachlässigba-Gußeisen in diesem Bereich durch eine Abschreckplatte re kleine Neigung zum Anfressen des Gegen werk stofrasch abgekühlt wird. Aufgrund der reibenden und fes, also des gehärteten Stahls der Nockenwelle beüteht. schlagenden Beanspruchung dieser Stirnseite beginnen Der Verschleißwidcrsland an der gefährdeten Stirnseite die im weißen Gußeisen enthaltenen Karbide nach einer so kann durch die nachträgliche Aufkohlung erhöht wer-Laufzeit von etwa 2000 Stunden langsam auszubrechen, den, wobei kohlende Gase, z. B. CO oder CH4, oder feste wobei nicht nur der Stößel selbst zerstört, sondern auch Kohlungsmittel, wie sie im Handel erhältlich sind, zum die Nocke stark in Mitleidenschaft gezogen wird. Versu- Einsatz kommen können. Durch den Kohlungsvorgang ehe, harte Plättchen, z. B. aus Hartmetall, auf den Stößel bilden sich Mischkarbide aus Fe, Mo und C, die die aufzulöten, ergaben eine zu große Kostensteigerung 55 Härte und die Verschleißfestigkeit erhöhen. Eine Stei- und führten daher zu keinem praktischen Erfolg. gerung der Härte der in Rede stehenden Schicht kann

Nach der US-PS 32 55 513 ist es bereits bekannt, an auch durch Abschrecken von hoher Temperatur (9(K) bis der mit der Nocke zusammenarbeitenden Stößelstirn- 1200⁰C) und Anlassen bei 500 bis 700° C erreicht werseite eine molybdänhaltige Verschleißschicht vorzuse- den. Das unlegierte Molybdän wird nämlich bei hoher hen. Dabei besteht der Ventilstößel aber aus Stahl und 60 Temperatur bis 35% in Λ-Eisen gelöst, ohne das ;>-Gebesitzt an seiner der Nocke zugekehrten Stirnfläche ei- biet zu begünstigen, und verbleibt beim Abschrecken in ne flache Ausnehmung, in die eine Scheibe aus gesinter- Lösung. Durch eine Anlaßbehandlung wird das Molybtem Metallpulver eingelegt und soweit erhitzt wird, daß dän entsprechend der geringeren Löslichkeit in «-Eisen sie schmilzt und mit dem stählernen Slößelkörper eine bei niedrigen Temperaturen ausgeschieden und bildet innige Verbindung eingeht. Die gesinterte Scheibe ver- 65 die «-Phase, die der Zusammensetzung Fe7Moi, entliert dabei nach dem Aufschmelzen auf den Körper des spricht. Ein solches zweiphasiges Gefüge weist eine Ventilstößels ihre Struktur, wobei die Eigenart des Sin- Härte bis zu Rca - 60 auf.
terkörpers vollständig verloren geht. Da der Hauptteil Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders