DE69704752T3 - Galvanische Komposit-Chrom-Beschichtung und damit beschichtetes Gleitteil - Google Patents

Galvanische Komposit-Chrom-Beschichtung und damit beschichtetes Gleitteil Download PDF

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Toshiaki Okaya-shi Imai
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Description

  • Diese Erfindung betrifft eine Verbundverchromungsschicht, die harte Partikel in einem in einer harten Verchromungsschicht ausgebildeten Netzwerk von Rissen aufweist, und Gleitelemente, die mit der Schicht beschichtet sind, wie Flügelschaufeln in Kompressoren oder Kolbenringe in Verbrennungsmotoren.
  • Eine Dispersion von harten Partikeln innerhalb einer Hartverchromungsschicht wurde versucht, um die Haltbarkeit der Verchromungsschicht zu verbessern. Die bis heute vorgeschlagenen Verfahren zur Dispersion von harten Partikeln innerhalb der Hartverchromungsschicht sind die folgenden:
    • – Ein Pulselektrolyseverfahren (japanische Patentveröffentlichung Nr. 59-028640) mittels wiederholter Elektrolyse unter Verwendung einer vergleichsweise niedrigen Stromdichte für die Mitabscheidung von den harten Partikeln und einer Stromdichte, bei der sich die Verchromungsschicht bei normaler Geschwindigkeit elektrisch abscheidet.
    • – Ein Verfahren (japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 61-003895) mittels Zugabe von Seltenerdelementen oder Verbindungen von Seltenerdelementen zu dem Verchromungbad.
    • – Ein Verfahren (japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 62-120498) mittels Zugabe von selbstschmierenden Partikeln und harten Partikeln zu einem dreiwertigen Verchromungsbad.
  • Jedoch waren diese Verfahren insofern nachteilig, als keines dieser Verfahren praktisch einsetzbar war und sich diese Verfahren in unseren Folgeuntersuchungen als schwer reproduzierbar erwiesen. Weitere Probleme waren, daß das Dispersionsverhältnis extrem niedrig war oder die Galvanisierungsgeschwindigkeit extrem niedrig war.
  • Der Zweck der vorstehend erwähnten Verbundverchromungsschichten ist es, harte Partikel gleichmäßig in der Hartverchromungsschicht zu verteilen. Es gibt ein anderes Verfahren unter Verwendung eines Netzwerks von vergrößerten Rissen, die harte Partikel in der Hartverchromungsschicht enthalten (japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 62-56600). Dieses Verfahren stellt eine Verbundverchromungsschicht mit zufriedenstellender Galvanisierungsgeschwindigkeit, Regelung des Dispersionsverhältnisses und Reproduzierbarkeit zur Verfügung.
  • Die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 62-56600 offenbarten Merkmale sind die folgenden:
    • – Dicke der Verbundverchromungsschicht: 10 – 1000 μm
    • – Rißbreite: 0,5 μm oder mehr und sogar 1 μm oder mehr
    • – Größe der harten Partikel: 0,5 μm bis 15 μm (0,5 bis 5 μm in der Ausführungsform)
    • – Harte Partikel: WC, Al2O3, SiC, Si3N4, BC, Diamant
  • Diese Verbundverchromungsschicht wird tatsächlich für Kolbenringe in bestimmten Kleinlastdieselmotoren in Europa ver wendet. Die Spezifikationen für diese handelsüblich verwendete Verbundverchromungsschicht sind die folgenden:
    • – Filmdicke: 100 – 200 μm
    • – Filmhärte: Vickershärte 850 bis 1000
    • – Harte Partikel: Al2O3 (pulverisierte Partikel)
    • – Mittlere Größe der harten Partikel: 4,5 μm
    • – Dispersionsverhältnis der harte Partikel: 5 Volumenprozent
  • Jedoch besitzt dieser mit der vorstehend erwähnten Verbundverchromungsschicht beschichtete Kolbenring eine hervorragende eigene Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit, trägt aber das Gegenmaterial in großen Mengen ab und verursacht Probleme durch drastische Erhöhung des Verschleißes der Zylinderbohrung. Demgemäß ist der mit der vorstehend benannten Verbundverchromungsschicht gebildete Kolbenring für eine Verwendung bei Hochlastdieselmotoren oder Benzinmotoren ungeeignet.
  • Die Form der harten Partikel und ihr Gesamtgehalt in der vorstehend erwähnten Verbundverchromungsschicht scheinen die Verschleißmenge des Gegenmaterials zu beeinflussen, aber der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 62-56600 ist absolut kein Hinweis darauf zu entnehmen. Weiterhin weist die vorstehend erwähnte Verbundverchromungsschicht anders als die üblicherweise in dem Fachgebiet verwendete Verbundgalvanisierung von Nickel oder Ni-Co-P-Verbindungen eine andere Verteilung der harten Partikel und ein anderes Matrixmaterial auf, und somit ist eine Verminderung des Verschleißes auf dem Kolbenringgegenmaterial durch Anwendung des verfügbaren Wissens über Verbundgalvanisierungen aus dem Stand der Technik unmöglich.
  • Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Verbundverchromungsschicht zur Verfügung zu stellen, die harte Partikel in einem in einer harten Verchromungsschicht ausgebildeten Netzwerk von Rissen aufweist und eine bessere Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit und einen geringen Verschleiß auf der Gleitfläche des Gegenmaterials ergibt. Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, Gleitelemente, wie Kolbenringe, zur Verfügung zu stellen, die eine Beschichtung mit der vorstehenden Verbundverchromungsschicht aufweisen.
  • Eine erfindungsgemäße Verbundverchromungsschicht enthält harte Partikel in einem in einer Hartverchromungsschicht ausgebildeten Netzwerk von Rissen. Die harten Partikel sind sphärische Partikel. Die mittlere Größe der harten Partikel beträgt 0,7 bis 10 μm und das Dispersionsverhältnis der harten Partikel beträgt 3 bis 15 Volumenprozent.
  • Die Verbundverchromungsschicht wird zur Beschichtung der Gleitfläche von Gleitelementen, wie Flügelschaufeln in Kompressoren oder Kolbenringe in Verbrennungsmotoren (so wie Hochlastdieselmotoren oder Benzinmotoren) verwendet, wodurch ein Gleitelement mit hervorragenden Gleiteigenschaften zur Verfügung gestellt wird.
  • Die erfindungsgemäße Verbundverchromungsschicht kann durch Verwendung eines Verchromungsbades, das bestimmte Mengen von dispergierten harten Partikeln enthält, und durch wiederholte Ausführung des Verbundverchromungsverfahrens und Beizverfahrens gebildet werden.
  • Die Netzwerkdichte der in dem Verbundverchromungsverfahren und dem Beizverfahren gebildeten Risse kann einfach durch die Anzahl von Rissen, die parallele Linien (Länge 1 mm) auf der Galvanisierungsfläche kreuzen, ausgedrückt werden. Die Rißdichte liegt in einem Bereich von 0 (ohne Risse) bis 200 Linien pro Millimeter (Mikrorißgalvanisierung). Wenn die Rißdichte hoch ist, vermindert sich die Stärke der Galvanisierungsschicht und umgekehrt, wenn die Rißdichte niedrig ist, kann kein hohes Dispersionsverhältnis von harten Partikeln erhalten werden. Der bevorzugte Bereich für die Rißdichte beträgt in dieser Erfindung 40 bis 90 Linien pro Millimeter.
  • Der Rißquerschnitt zeigt eine grobe V-Form und die Öffnungsbreite muß größer sein als die Größe des harten Partikels. Wenn die Öffnungsbreite klein ist, kann das Dispersionsverhältnis der harten Partikel nicht erhöht werden und wenn sie umgekehrt zu groß ist, verringert sich die Stärke der Schicht. Ein bevorzugter Bereich der Öffnungsbreite beträgt im allgemeinen von 4 bis 10 μm.
  • Die Randfläche der harten Partikel bildet die Hauptgleitfläche der Verbundverchromungsschicht und die Verchromungsfläche bildet die Nebengleitfläche.
  • Die Partikelform in der Verbundverchromungsschicht scheint einen Unterschied hinsichtlich des an dem Gegengleitmaterial verursachten Verschleißes auszumachen. In Untersuchungen von Verbundverchromungen, die Aluminiumoxidpartikel mit unterschiedlichen Formen, aber mit gleicher Größe und gleichem Dispersionsverhältnis einbeziehen, wurde bestätigt, daß Partikel mit einer scharfgewinkelten Spitze eine übermäßigen Verschleiß auf dem Gegenmaterial verursachen. Entsprechend werden sphärische harte Partikel ohne scharfe Ecken bevorzugt.
  • Sogar wenn das Dispersionsverhältnis der sphärischen harten Partikel erhöht wird, wird der auf dem Gegenmaterial ausgeübte Verschleiß nicht erhöht. Pulverisierte (dies bedeutet nachfolgend Partikel mit scharfen Ecken) harte Partikel, wie Aluminiumoxidpartikel, üben einen hohen Verschleiß auf das Gegenmaterial aus, wenn das Dispersionsverhältnis erhöht wird. Ein hohes Dispersionsverhältnis für harte Partikel ist bevorzugt, um eine zufriedenstellende Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit zu erhalten. Eine Verchromungsschicht, die sphärische harte Partikel mit einem Volumenverhältnis von 3 Prozent oder mehr enthält, übt viel weniger Verschleiß auf das Gegenmaterial aus, im Vergleich mit einer Verchromungsschicht, die übliche pulverisierte harte Partikel, wie Aluminiumoxidpartikel, enthält.
  • Die Risse müssen vergrößert sein, um das Dispersionsverhältnis zu erhöhen, aber die Erhöhung der Rißgröße ist begrenzt, so daß das Dispersionsverhältnis nicht über 15 Volumenprozent erhöht werden kann.
  • Der auf der Gegengleitfläche verursachte Verschleiß erhöht sich, wenn die Größe der harten Partikel groß ist. Wenn die Größe der Si3N4-Partikel klein ist, erhöht sich der Eigenverschleiß. Ein bevorzugter mittlerer Größenbereich (Pulverkorngröße) für die harten Partikel beträgt 0,7 bis 10 μm.
  • Die vorstehend genannten und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung offensichtlicher werden, die lediglich beispielhaft und mit Bezug auf die angefügte Zeichnung angegeben ist.
  • 1a und 1b zeigen eine Ausführungsform dieser Erfindung.
  • 1a zeigt eine Längsquerschnittsansicht, die einen Abschnitt des Kolbenrings darstellt.
  • 1b zeigt eine vergrößerte Ansicht aus der Richtung senkrecht zu der Galvanisierungsfläche, die einen Abschnitt der Verbundverchromungsschicht auf dem Kolbenring darstellt.
  • 2a und 2b sind Schrägansichten, die das Herstellungsverfahren für die Verbundverchromungsschicht für den Kolbenring beschreiben.
  • 2a zeigt einen Teil der Schicht nach einem Verbundverchromungsverfahrens- und Beizverfahrenszyklus.
  • 2b zeigt einen Teil der Schicht nach zwei Verbundverchromungsverfahrens- und Beizverfahrenszyklen.
  • 3 zeigt eine Zeichnung, die die hin- und herbewegende Reibungsprüfapparatur darstellt.
  • 4 zeigt eine Grafik, die die Prüfdaten aus der Verschleißprüfung 1 darstellt.
  • 5 zeigt eine Grafik, die die Prüfdaten aus der Verschleißprüfung 2 darstellt.
  • 6 zeigt eine Zeichnung, die die Reibungsverschleißprüfapparatur mit hohem Oberflächendruck darstellt.
  • 7 zeigt eine Grafik, die die Prüfdaten aus der Reibungsverschleißprüfung darstellt.
  • 1 zeigt eine Querschnittslängsansicht eines Teils des Kolbenrings aus einer Ausführungsform dieser Erfindung. Eine nitrierte Schicht 2 ist auf der Gesamtoberfläche des Kolbenrings 1 gebildet und eine Verbundverchromungsschicht 3 ist auf der äußeren Umfangsfläche der nitrierten Schicht 2 gebildet. Die Verbundverchromungsschicht 3 weist ein Netzwerk von Rissen 4 auf der Oberfläche und im Inneren der Schicht auf, wie aus der senkrecht zur Galvanisierungsfläche verlaufenden Richtung zu sehen ist, und sphärische Aluminiumoxidpartikel 5 ohne scharfe Ecken sind in den Rissen 4 eingebettet. Die mittlere Partikelgröße der sphärischen Aluminiumoxidpartikel 5 beträgt 0,7 bis 10 μm und das Dispersionsverhältnis der sphärischen Aluminiumoxidpartikel 5 beträgt 3 bis 15 Volumenprozent.
  • Das Galvanisierungsverfahren für die Verbundverchromungsschicht 3 des Kolbenrings 1 wird nachfolgend beschrieben.
  • Nach der einleitenden Verbundverchromung werden ein Verbundverchromungsverfahren und ein Beizverfahren wiederholt auf der äußeren Umfangsfläche des Kolbenrings ausgeführt.
  • Die Bedingungen für das Verbundverchromungsbad sowie das Verbundverchromungsverfahren und das Beizverfahren sind in einem nachstehenden Beispiel aufgeführt. Die einleitende Verbundverchromung ist eine Vorgalvanisierung, die normalerweise 3 bis 10 Minuten benötigt, und die anderen Bedingungen sind die gleichen, wie sie nachstehend aufgeführt sind.
    • – Galvanisierungsbad CrO3: 250 g/l H2SO4: 1,0 g/l H2SiF6: 5 g/l Harte Partikel (sphärisches Aluminiumoxid): 20 g/l Die mittlere Größe der harten Partikel beträgt 0,7 μm. Eine Verwendung eines Fluorid enthaltenden Galvanisierungsbades ergab eine bessere Adhäsion zwischen den Verchromungsschichten in den Verbundverchromungsverfahrens- und Beizverfahrenszyklen.
    • – Verbundverchromung Stromdichte: 60 A/dm2 Temperatur des Galvanisierungsbades: 55 °C Galvanisierungszeit: 10 Minuten
    • – Beizung Stromdichte: 50 A/dm2 Temperatur des Galvanisierungsbades: 55 °C Beizzeit: 1 Minute
  • Wenn ein Verbundverchromungsverfahrens- und Beizverfahrenszyklus unter den vorstehenden Bedingungen ausgeführt wird, wird eine Verbundverchromungsschicht 3A über der nitrierten Schicht 2 in der äußeren Umfangsfläche des Kolbenrings 1 gebildet, wie in 2a dargestellt ist. Auf der Oberfläche der Verbundverchromungsschicht 3A ist ein Netzwerk von Rissen 4 gebildet und die sphärischen Aluminiumoxidpartikel 5 sind in den Rissen 4 eingebettet.
  • Wenn außerdem, wie in 2b dargestellt ist, das Verbundverchromungsverfahren und das Beizverfahren wiederholt ausgeführt werden, wird eine weitere Verbundverchromungsschicht 3B auf der in dem einleitenden Verfahrenszyklus gebildeten Verbundverchromungsschicht 3A laminiert. Dementsprechend sind die sphärischen Aluminiumoxidpartikel 5 in den Rissen 4 der ersten Verbundverchromungsschicht 3A am Entstehungsort innerhalb der Schichten eingebettet. Auf der Oberfläche der Verbundverchromungsschicht 3B der zweiten Schicht ist ein Netzwerk von Rissen 4 gebildet und die sphärischen Aluminiumoxidpartikel 5 sind in den Rissen 4 eingebettet.
  • Wenn das Verbundverchromungsverfahren und das Beizverfahren wiederholt in den spezifizierten Zyklen ausgeführt werden, wird danach die Verbundverchromungsschicht 3 mit der spezifizierten Dicke über der nitrierten Schicht 2 auf der äußeren Umfangsfläche des Kolbenrings 1 gebildet.
  • Wenn ein Verbundverchromungsverfahrens- und Beizverfahrenszyklus unter den vorstehenden Bedingungen durchgeführt ist, kann eine Galvanisierungsdicke von etwa 10 μm erhalten werden. Um somit zum Beispiel die Verbundverchromungsschicht 3 mit einer Enddicke von 100 μm zu erhalten, werden 12 Zyklen durchgeführt, so daß eine Galvanisierungsdicke von 120 μm erhalten wird, da ein zusätzlicher Rand (20 μm) zum Schleifen zugegeben sein muß.
  • Nachfolgend werden die aus der Verschleißprüfung erhaltenen Daten unter Verwendung der hin- und herbewegenden Reibungsprüfapparatur erläutert.
  • 3 zeigt eine Skizze der bei der Untersuchung verwendeten hin- und herbewegenden Reibungsprüfapparatur. Ein stiftförmiges oberes Prüfteil 10 wird von einem fixierten Block 11 getragen und eine abwärts gerichtete Last wird von oben durch einen Hydraulikzylinder 12 aufgebracht, um einen Kontakt auf ein unteres Prüfteil 13 zu pressen. Das flache sokkelförmige untere Prüfteil 13 wird von einem beweglichen Block 14 getragen und durch ein Kurbelgetriebe vor- und zurückbewegt. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Meßdose.
  • Die Prüfbedingungen waren wie folgt:
    • Last: 98 N
    • Geschwindigkeit: 600 cpm
    • Hub: 50 mm
    • Zeit: 1 Stunde
    • Schmieröl: Lageröl mit einer Viskosität, die äquivalent zu Leichtöl ist.
  • [Verschleißtest 1]
  • Die ausgeübte Wirkung in Bezug auf den Verschleiß des Gegenmaterials entsprechend der Form der harten Partikel und ihrem Gehalt in der Schicht wurde mit der oben erwähnten hin- und herbewegenden Reibungsprüfapparatur untersucht.
  • (1) Prüfstück
    • Oberes Prüfstück: Gußeisenmaterial, das für Zylindereinsätze verwendet wird.
    • Unteres Prüfstück: Das untere Prüfstück wurde aus Stahl hergestellt, der für Kolbenringe verwendet wird und auf der Oberfläche mit einer Verbundverchromung beschichtet ist.
  • Bei Verwendung der vorstehenden Prüfstücke ist es zweckmäßig, den auf dem Beschichtungsmaterial durch die Verbundverchromungsschicht verursachten Verschleiß zu bestimmen, da die Zusammenwirkung zwischen dem oberen und dem unteren Prüfstück ermöglicht, daß sich Verschleiß an dem oberen Prüfstück entwickelt.
  • (2) Verbundverchromung
  • Die Verbundverchromung war die gleiche, die für den Kolbenring 1 in der Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben ist. Jedoch waren die harten Partikel in dem Galvanisierungsbad wie in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Tabelle 1
    Figure 00130001
  • (3) Prüfverfahren
  • Die Verschleißprüfung wurde bei den verschiedenen Dispersionsverhältnissenen (Volumenverhältnis) der harten Partikel mit der vorstehend erwähnten hin- und herbewegenden Reibungsprüfapparatur durchgeführt.
  • (4) Ergebnisse
  • Die Verschleißergebnisse des oberen Prüfstücks (Gegenmaterial) gegen das Dispersionsverhältnis von harten Partikeln ist in 4 dargestellt. Die Prüfung wurde mit dem unteren Prüfstück durchgeführt, das mit der üblichen Hartverchromungsschicht beschichtet war. Das Verschleißverhältnis in 4 wurde für die Verschleißmenge des oberen Prüfstücks (Gegenmaterial) auf 1 gesetzt, wenn das untere Prüfstück mit der Hartverchromungsschicht beschichtet ist. Wie aus 4 ersichtlich ist, erhöht sich die Verschleißmenge des oberen Prüfstücks (Gegenmaterial) plötzlich, wenn der Gehalt von pulverisierten Aluminiumoxidpartikeln in der Verbundverchromungsschicht erhöht wurde. Im Gegensatz dazu erhöhte sich die Verschleißmenge des oberen Prüfstücks (Gegenmaterial) sogar dann nicht, wenn der Gehalt an sphärischen Aluminiumoxidpartikeln in der Verbundverchromungsschicht erhöht war.
  • [Verschleißprüfung 2]
  • Die in Bezug auf den Verschleiß des Gegenmaterials und den Eigenverschleiß ausgeübte Wirkung in Bezug auf die Form der harten Partikel wurde mit der vorstehend erwähnten hin- und herbewegenden Reibungsprüfappartur überprüft.
  • (1) Prüfstück
    • Oberes Prüfstück: Das obere Prüfstück war aus Stahl, der für Kolbenringe verwendet wird, hergestellt und an der Oberfläche mit einer Verbundverchromung beschichtet.
    • Unteres Prüfstück: Gußeisenmaterial, das für Zylindereinsätze verwendet wird.
  • (2) Verbundverchromung
  • Die Verchromung wurde so wie die Verbundverchromung für den Kolbenring 1 ausgeführt, der in der Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben ist. Die harten Partikel in dem Galvanisierungsbad waren jedoch die in Tabelle 2 aufgeführten.
  • Tabelle 2
    Figure 00150001
  • (3) Prüfverfahren
  • Der Verschleißtest wurde mit der vorstehend erwähnten hin- und herbewegenden Reibungsprüfapparatur durchgeführt.
  • (4) Ergebnisse
  • Die Verschleißmengenergebnisse auf den oberen und unteren Prüfstücken sind in 5 dargestellt. Die Untersuchung wurde mit dem oberen Prüfstück durchgeführt, das mit der gewöhnlichen Hartverchromungsschicht beschichtet war. Das Verschleißverhältnis in 5 wurde für die Verschleißmenge des oberen Prüfstücks auf 1 gesetzt, wenn es mit der Hartverchromungsschicht beschichtet war. Wie aus 5 ersichtlich ist, betrug die Eigenverschleißmenge, wenn die Verbundverchromungsschicht pulverisierte Aluminiumoxidpartikel enthielt, ein Drittel im Vergleich zu der Hartverchromungsschicht, aber die Verschleißmenge des Gegenmaterials erhöhte sich um das Fünffache.
  • Demgegenüber hatte die sphärische Aluminiumoxidpartikel enthaltende Verbundverchromungsschicht einen Eigenverschleiß von etwa einem Drittel gegenüber der Hartverchromungsschicht und der Verschleiß des Gegenmaterials war etwa der Gleiche. Daher war die sphärischen Aluminiumoxidpartikel enthaltende Verbundverchromungsschicht. hinsichtlich des Eigenverschleißes und des an dem Gegenmaterial ausgeübten Verschleißes besser.
  • Die Ergebnisse der Abriebuntersuchungen, die mit der Reibungsverschleißprüfapparatur unter hohem Oberflächendruck durchgeführt wurden, sind nachstehend erläutert.
  • 6 zeigt eine Skizze der für die Untersuchung verwendeten Reibungsverschleißprüfapparatur mit hohem Oberflächendruck. Ein Prüfstück 20 wird von einem Rotor 21 gehalten und durch den Rotor 21 zum Rotieren gebracht.
  • Ein Gegenprüfstück 22 wird von einem Stator 23 gehalten und durch ein Hydraulikeinheit gegen den Rotor 21 mit einer spezifizierte Last P gepreßt.
  • Bei einer Vorrichtung dieser Art fließt eine spezifizierte Menge Schmieröl über die Gleitflächen aus einem Ölloch 24, das in dem Stator 23 gebildet ist, während das Prüfstuck 20 rotiert wird. Die auf das Prüfstück 20 wirkende Last erhöht sich schrittweise in festen Zeitintervallen und die von der Gleitbewegung des Prüfstücks 20 und des Gegenprüfstücks 22 erzeugte Drehkraft und wird durch einen Drehmomentmesser gemessen und mit einem Registriergerät aufgenommen. Das Drehmoment erhöht sich plötzlich, wenn die Abrieberscheinung auftritt. Demgemäß wird die auf das Prüfstück 20 wirkende Last, wenn sich das Drehmoment plötzlich erhöht, als die Abrieblast eingestellt und das für den Abrieb charakteristische Bestehen oder Durchfallen wird dadurch bestimmt, wie groß oder klein diese Abrieblast ist.
  • Die Prüfbedingungen waren wie folgt:
    • Rotationsgeschwindigkeit: 8 m/s
    • Last: beginnt mit 20 kgf und erhöht sich in Schritten von 10 kgf/min
    • Schmieröl: Leichtöl
    • Öltemperatur: 80 °C
  • Reibungsverschleißprüfung
  • Die Wirkung, die die Partikelform auf die Reibungsverschleißeigenschaft ausübt, wurde unter Verwendung des vorstehend erwähnten Reibungsverschleißprüfgeräts mit hohem Oberflächendruck geprüft.
  • (1) Prüfstück
    • Oberes Prüfstück: Das obere Prüfstück wurde aus Stahl hergestellt, der für Kolbenringe verwendet wird und an der Oberfläche mit einer Verbundverchromung beschichtet war.
    • Gegenprüfstück: Gußeisenmaterial, das für Zylindereineinsätze verwendet wird.
  • (2) Verbundverchromung
  • Ebenso wie bei der vorstehend erwähnten Verschleißprüfung 2.
  • (3) Prüfverfahren
  • Die Reibungsverschleißprüfung wurde unter Verwendung des vorstehend erwähnten Reibungsverschleißprüfgeräts mit hohem Oberflächendruck durchgeführt.
  • (4) Ergebnisse
  • Die Abrieblasten der Prüfstücke, die aus der Reibungsverschleißprüfung erhalten wurden, sind in 7 dargestellt. Die Prüfung wurde mit dem mit der üblichen Hartverchromungsschicht beschichteten Prüfstück durchgeführt. Wie aus 7 ersichtlich ist, hatte die Verbundverchromungsschicht, die Aluminiumoxidpartikel enthielt, einen besseren Reibungsverschleißwiderstand im Vergleich zu der Hartverchromungsschicht. Weiterhin offenbarte die Prüfung, daß die sphärische Partikel enthaltende Verbundverchromungsschicht einen besseren Reibungsverschleißwiderstand im Vergleich zu der pulverisierte Partikel enthaltenden Schicht aufwies. Die Verbundverchromungsschicht, die die sphärischen Aluminiumoxidpartikel. (C) enthielt, zeigte auch die hohe Abrieblast.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden bevorzugten Ausführungsformen begrenzt ist, sondern verschiedene Varianten erhalten werden können, ohne ihren Bereich zu verlassen, der in den Ansprüchen definiert ist.

Claims (4)

  1. Verbundverchromungsschicht, die Aluminiumpartikel in einem in einer harten Verchromungsschicht ausgebildeten Netzwerk von Rissen aufweist, wobei die Aluminiumpartikel sphärische Partikel sind, die mittlere Größe der Aluminiumpartikel 0,7 bis 10 μm ist und das Dispersionsverhältnis der Aluminiumpartikel 3 bis 15 Volumenprozent beträgt.
  2. Gleitelement, das die Verbundverchromungsschicht nach Anspruch 1 auf der Gleitfläche des Elements ausgebildet aufweist.
  3. Gleitelement nach Anspruch 2, bei dem das Gleitelement ein Kolbenring ist, der die Verchromungsschicht auf der äußeren Umfangsfläche des Kolbenrings ausgebildet aufweist.
  4. Gleitelement nach Anspruch 3, bei dem eine Nitrierschicht auf der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche des Kolbenrings ausgebildet ist.
DE69704752T 1996-11-11 1997-11-10 Galvanische Komposit-Chrom-Beschichtung und damit beschichtetes Gleitteil Expired - Fee Related DE69704752T3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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