DE3205183A1

DE3205183A1 - Verfahren zur herstellung eines tellerventils

Info

Publication number: DE3205183A1
Application number: DE19823205183
Authority: DE
Inventors: Alfred 7080 Aalen Ebbinghaus
Original assignee: Gesenkschmiede Schneider GmbH
Current assignee: Gesenkschmiede Schneider GmbH
Priority date: 1982-02-13
Filing date: 1982-02-13
Publication date: 1983-08-25

Description

"Verfahren zur Herstellung eines Tellerventils"
Die Erfindung betrifft das Verfahren eines Tellerventils als Auslaßventil für hochbelastbare Motore nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Tellerventile für Verbrennungsmotoren sind bekanntlich thermisch durch die hohen Temperaturen, mechanisch durch das schlagartige Aufsetzen auf den Sitz und chemisch durch die Verbrennungsabgase durch die sogenannte Heißkorroision sehr hoch beansprucht.
Tn erhöhtem 51aRe tritt insbesondere die thermische und Heißkorrosionsbeanspruchung für Schwerölmotore auß, bei denen bekanntlich Rohölabfälle zur Verbrennung gelangen.
Bei den Rohölvorkommen wird im allgemeinen mit einem Nutzunsanteil von zirka 75 S gerechnet, wehren die ölabfälle mit einem Anteil von zirka 25 % eben cltr die Verbrennung in Schwerölmotren verwand werden.
Bei den steigenden ölpreisen und dem Rückgang der Weltvorräte ist es neuerdings lukrativ geworden, den Anteil der Abfälle weiterhin auf erwa 10 oder 15 S zu reduzieren, und zwar durch weitere chemische Verarbeitung dieser Ölabfälle.
Dies bedeutet jedoch im Anblick auf hochbelastbare Motore daD die nunmehr zur Verwendung kommenden Verbrannungsöle noch höhere Verbrennungstemperaturen erforderlich machen, und daß insbesonderb durch den höheren Anfall von Oxydverbindungen, die als Restsubstanzen bei der Verbrennung übrig bleiben, die Heißkorrosions zunimmt. Es ist bekannt daß insbesondere südamerikanische und zum Teil auch mittelt amerikanische Rohöle einen beispielsweise höheren Anteil an Vanadiumverbindungen aufweisen; gerade die bei der Verbrennung anrallenden Vanadiumoxyde sind sehr aggressiv und bewirken einen sehr schnellen Verschleiß der Tellerventile.
Es ist bekannt ein Tellerventil anzuschäften, das heißt den eigentlichen Teller mit dem Kegel aus einem hoch temperaturfesten Werkstoff und den Schaft aus normalen Stahl zu fertigen. Der Einsatz dieser Hochtemperaturwerkstoffe im allgemeinen auf Basis einer Nickelchrom oder Kobaltnickelchrom warm vereormbaren Superlegierung, besitzen jedoch eine wesen schlechtere Wärmeleitung als der normale Ventilwerkstoff.
Die innige Verbindung ohne eine mit normalen Mitteln erkennbare Diffusionszone oder gar Mischgefüge gestattet eine optimalen Wärmeübergang. Selbstverständlich bleibt der schlecht Warmebergang bei den temperaturfesten Werkstoff an sich vorhandeln.
Darüberhinaus stellt der Einsatz derartiger warm verformbarer Superlegierungen einen sehr großen Kostenaufwand dar, beispielsweise werden die reinen Material- und Fertigungskosten dieser bekannten Tellerventile um ein mehrfaches höher liegen.. Außerdem ist die Einsparung von Chromnickel oder ähnlichen Metallen von wesentlicher volkswirtschaftlicher Bedeutung.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung eines Auslaßventils für hochbelastbare Motore, insbesondere für Schwerölmotore zu entwickeln, das bei niederen Herstellungskosten ein Fertigprodukt gewährleistet, welches hochtemperatur- und korrosionsfest ist auch bei Verbrennung extrem ungünstiger Rohölabfälle, das heißt also bei extrem hohen Temperaturen, und darüberhinaus eine hohe mechanische Festigkeit aufweist.
Dies wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.
Durch das Aufbringen eines Hochtemperaturwerkstoffes auf den Formrohling eines Tellerventils und anschließender Verformung des aus zwei Legierungen bestehenden Rohlings wird erreicht, daß die Nahtstelle zwischen den mindestens zwei Legierungen eine humogene metallische Verbindung darstellt.
Der Hochtemperaturwerkstoff wird in einer konstanten Schichtdicke oder mit unterschiedlicher Schichtdicke auf die Ventilbodenfläche aufgebracht.
Nach einem weiterem Merkmal wird bei der Weiterverformung des aus mindestens zwei Legierungen bestehenden Rohlings, die Hochtemperatur-Werkstoffschicht an den Rändern des Ventilbodens in Richtung zur Ventilspindel hin hochgezogen.
Durch die nach dem Schweißen stattfindende Warmverformung ergeben sich an der Verbindungsnaht bessere mechanische und physikalische Werte als bei einer normalen Schweißverbindung.
Im Bereich des Ventilsitzes wird in an sich bekannter Weise eine aus mechanisch hochwertigem Stahlt gefertigte Panzerung aufgebracht.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung eines Tellerventil als Auslaßventil für hochbelastbare Motore dadurch gekennzeichnet, daß auf den Formrohling eines Tellerventils im Bereich des Ventilbodens ein Hochtemperaturwerkstoff auf Basis einer Nickelchrom oder Kobaltnickelchrom Superlegierung durch beispielsweise Reibschweißung aufgebracht wird, und anschließend der aus diesen mindestens zwei Legierungen bestehende Rohling zum Fertigprodukt verformt wird, wobei die Nahtstelle zu einer homogenen metallischen Verbindung ohne den Nachweis einer wesentlichen die vorgeschriebene Festigkeit beeinflussendes Ubergangsgefüges und/oder Diffusionszone gebildet wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Tellerventils nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtemperaturwerkstoff in einer konstanten Schichtdicke Geber den Tellerboden aufgebracht wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Tellerventils nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtemperaturwerkstoff verteilt Uber die Ventilbodenfläche mit unterschiedlicher Schichtstärke aufgetragen wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines Tellerventils nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß bei der Weiterverformung des Rohlings die Hochtemperaturwerkstoffschicht an den Rändern des Ventilbodens in Richtung zur Ventilspindel hochgezogen wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines Tellerventils nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß durch die nach dem Schweißen stattfindende Warmverformung sich an der Verbindungsnaht bessere mechanische und physikalische Werte als bei einer normalen Schweißverbindung ergeben.
6. Verfahren zur Herstellung eines Tellerventils nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Ventilsitzes eine aus mechanisch hochwertigem Stahl gefertigte Panzerung in an sich bekannter Weise angebracht wird.