DE760599C - Ventilkegel mit korrosionsfesten Schutzueberzug - Google Patents

Ventilkegel mit korrosionsfesten Schutzueberzug

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DE760599C
DE760599C DEB194958D DEB0194958D DE760599C DE 760599 C DE760599 C DE 760599C DE B194958 D DEB194958 D DE B194958D DE B0194958 D DEB0194958 D DE B0194958D DE 760599 C DE760599 C DE 760599C
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DE
Germany
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nickel
valve
valve cone
manganese
chromium
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DEB194958D
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English (en)
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Gerhard Dipl-Ing Bammer
Helmut Dr-Ing Krainer
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Gebrueder Boehler and Co AG
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Gebrueder Boehler and Co AG
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/12Cooling of valves
    • F01L3/14Cooling of valves by means of a liquid or solid coolant, e.g. sodium, in a closed chamber in a valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L3/02Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • F01L3/04Coated valve members or valve-seats

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

  • Ventilkegel mit korrosionsfestem Schutzüberzug Ventilkegel von Brennkraftmaschinen, insbesondere für Auspuffventile von Flugmotoren, sind außerordentlich hohen Beanspruchungen unterworfen. Es werden deshalb Werkstoffe verwendet, die neben hoher Warmfestigkeit und Zunderbeständigkeit sich durch hohe Dauerstandfestigkeit auszeichnen. Eine bevorzugte Legierung für hoch beanspruchte Ventilkegel besteht aus etwa 1o bis 15'/o Nickel, 12 bis 2o% Chrom und 1,5 bis 3,5% Wolfram. Um die Beanspruchung von Auspuffventilen herabzumindern, werden die Ventilkegel mitunter hohl ausgeführt und mit Natrium gefüllt, um den Wärmeausgleich zu fördern. Zur Verminderung von Erosion und Korrosion wird derTellersitz mit einer harten Aufschweißlegierung gepanzert. Diese Maßnahmen reichen aber vielfach nicht aus, da die Arbeitsbedingungen weiter durch die Verwendung von Treibstoffen, die Bleiverbindungen enthalten, erschwert werden. Diese Bleiverbindungen greifen bei hohenTemperaturen den Stahl an und zerstören ihn verhältnismäßig rasch. Zum Schutz ist bereits vorgeschlagen worden, bei heiß arbeitenden Ventilen aus Chromnickelstählen den Teller mit hochnickelhaltigen Legierungen (bo% Nickel) durch Schweißen zu überziehen.
  • Die Erfindung geht nun einen neuen Weg. Es werden danach nicht mehr Ventilbaustoffe mit hohen 'Nickel- und Wolfrarnhehalten verwendet, sondern an sich bekannte warm- und dauerstandfeste nickelfreie oder nickelarme Chromstähle mit i bis 2501o Chrom, o,2 bis 25010 Mangan, höchsten. j0,10 Nickel und gegebenenfalls weiteren Zusätzen, die eine ausreichende Warinfestilkeit und Dauerstandfestigkeit besitzen. Dabei wird der Schutz gegen Korrosion nicht mehr durch die Ventilstalillegierung selbst bewirkt. sondern durch eine gesondert auf der Tellerfeuerseite und Hohlkehle aufgebrachte 'ßchutzschicht aus Nickel oder nickelhaltigen Legierungen. Es ist also nM-issermaßett _im-Ventil.#eIne Arbeitsteilung vorgesehen. Der Ventilstahl übernimmt lediglich die Festigkeitsaufgaben, der Cberzug den Korrosionsschutz bei hohen Temperaturen. Durch diese klare Trennung, die für Ventile noch nicht angewendet wurde, ist es möglich, die Belastung des Ventils noch weiter zu steigern. da für beide Werkstoffe besser entsprechende Legierungen gewählt werden können. Mit den üblichen Chrom-Nickel -Wolfram-Stählen ist dies nicht möglich, da sie alle Forderungen eben gleichzeitig erfüllen müssen und Vorteile bei einer Beanspruchung immer Nachteile bei der anderen Beanspruchung mit sich bringen.
  • Sehr gut geeignet sind als Ventilbaustoffe Chrom-:llangan-Stähle mit iobis 2o01oChrom, 5 bis 20010 :Mangan. bis o,3010 Stickstoff, bis 5 01o Nickel und bis 5 01o Wolfram. Nfolybdän, Tantal, Vanadin. Niob und Titan, einzeln oder gemeinsam.
  • Im besonderen hat sich eine Legierung mit 0.4% Kohlenstoff, 13 010 Chrom, 17')/o Mangan und 0,2% Stickstoff gut bewährt. Diese Legierung hat ausgezeichnete Warmfestigkeit und ausreichende Dauerstandfestigkeit, ist aber nicht gegen die Angriffe bleihaltiger Gase beständig.
  • Als Schutzüberzug wird nun an der Tellerfeuerseite und an der Hohlkehle Nickel oder eine nickelhaltige Legierung in Form eines dünnen Cberzuges aufgebracht. Das Aufbringen kann in an sich bekannter Weise durch Metallspritzen (schoopisieren), auf galvanischem `Fege, durch ein Schmelzschweißverfahren u. d-1. erfolgen. Als Beispiel einer solchen Cberzugslegierung sei erwähnt 22'10 Chrom, 25'10 Nickel, Rest Eisen oder 2o0,10 Chrom, 4.o % Nickel, Rest Eisen. Der Schutzlegierung können noch weitere Elemente, wie Molyhdän, Wolfram. Vanadin, N iob. Tantal. Titan usw.. beigegeben «-erden. Zur Erhöhtin- der Haftfestigkeit und Dichtheit der L`berzüge ist es mitunter zweck-I *ii#ii,-, noch eine thermische oder mechanische M 11 Nachbehandlung vorzunehmen.
  • Derartige Ventile sind nicht nur höher zu beanspruchen, sie bringen als besonderen Vorteil eine wesentliche Einsparung an knappen Rohstoffen (Nickel und Wolfram mit sich. Selbstverständlich sind auch für solche Kegel die bekannten Verbesserungen. wie N atriumkühlung, Sitzpanzerung. Schaftnitrierung u. dgl., anwendbar.

Claims (2)

  1. PATEXTAXSPRI. CHE: i. ",?entilkegel mit korrosionsfestem Schutzüberzug, insbesondere für Auspuffventile von Flugmotoren. dadurch gekennzeichnet, daß als Ventilbaustoff an sich bekannte warm- und dauerstandfeste nickelfreie oder nickelarme Chromstähle mit i bis 25010 Chrom. 0,2 bis 230./0 :Mangan, höchstens 5 01o Nickel und gegebenenfalls weiteren Zusätzen Verwendung finden und als L`herzug Nickel oder nickelhaltige Legierungen in an sich bekannter Weise durch Metallspritzen, auf galvanischem Wege oder durch Schmelzschweißung auf den Ventilkegel aufgebracht werden.
  2. 2. Ventilkegel nach Anspruch i. gekennzeichnet durch die Verwendung von an sich bekannten Chrom-Mangan-Stählen als Ventilbaustoff mit io bis 2001o Chrom, 5 bis 20% Mangan, bis 0.3% Stickstoff. bis 5010 Nickel und bis 5010 Wolfram, Nfolvbdän, Vanadin, Tantal, N iob und Titan, einzeln oder gemeinsam. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 683 56o; österreichische Patentschrift N r. 132 291; britische Patentschrift \r.4; > 555; USA.-Patentschriften N r. 1 731 202, 1 956 0l4, 2 153 2 Automobiltechnische Zeitschrift, Jahr-. 1936. Heft 12, S. 30;.
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