DE882249C - Verfahren zur Herstellung von aus Stahl bestehenden Werkstuecken mit einer gute Laufeigenschaften besitzenden Oberflaechenschicht - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von aus Stahl bestehenden Werkstücken mit einer gute Laufeigenschaften besitzenden Oberflächenschicht Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus Stahl bestehenden Werkstücken mit einer gute Laufeigenschaften besitzenden Oberflächenschicht ! beispielsweise von Zylinderbüchsen oder Kolbenringen.
• Zur Erzielung höherer Bruchfestigkeit hat man verschiedentlich Kolben,ringe. aus Stahl hergestellt. Die Laufeiggenschaften solcher Stahlringe sind aber gegenii iber Gußringen schlecht. Außerdem bilden sich am oberen und unteren Rand der Lauffläche sogenannte Bärte, die über die Ringflanken iherausragen und sich zwischen die Zylinder- und die Kolbenlauffläche drängen, so daß die für -ein gutes Laufendes Kolbens erforderliche gleichmäßige Anla ge des Kotbens -unterbunden wird. In Erkenntnis dieser Nachteile hat man bereits versucht, auf Stahlringe eine gute Laufeiggenschaften besitzende Oberflächenschicht aufzubringen. Dies geschah aber stets durch nachträgliches Aufgießen, Auf- oder Einsetzen eines gesonderten Ring-es aus anderem Werkstoff.
• Die Erfindung besteht nun darin, daß die Oberflächenschicht des vorzugsweise aus einem Sil-ichimstahl mit möglichst unter o,9 1/o Kohlenstoffgehalt hergestellten Werkstückes aufgekohlt und darauf ,d#urch Wärmebehandlung des Werkstückes getempert: wird. Der beim Aufkohlen in die Oberflächensch-icht eindringende Kohlenstoff wird als Eisenkarbid (Fe.C) gebunden. Bei dem Tempern erfolgt dann eine Umwandlung in freien Grapbit, ähnlich wie bei; Temper-guß, inkleinen Zusammenballungen. Dabei beeinflußt ein höherer Siliciumgehalt die Ausscheildung des Kohlenstoffes nach dem stabilen System als Graphit. Au# diese Weise entsteht ein Werkstuck, -dessen Kern statisch-, und dynamische Festigkeit besitzt -und wegen sein-es Siliciumgehhaltes auch warrnfest Ist, während seine Oberflächenschicht gute Lauf- und Verschleißeigenschafter, besitzt.
• Das Aufkohlen von Stahl einerseits und das Tempern von Stählen mit höherem Kohlenstoffgehalt andererseits sind bekannt.
• Zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfinduung dienen folgende Beispiele: ,i. Beispiel Ein Stahl mit höchstens o"q 1/9 Kohlenstoff, o,5 1/o Mangan und fi,2 % Silicium wird mit scharfen Kohlungsmitteln, wie z. B. 6o 1/o Holzkohle und 40 l)/o Bariumcarboniat, aufgekohlt, bis in der Ober-Mthenschicht: ein Kohlenstoffgehalt von etwa, 1,6 (l/o vorhanden ist. Das so behandelte Werkstück wird dann einige Stunden (etwa i bis 5 Stunden) bei einer Temperatur von 950' C ge,-Jüllt. 2-. Beispiel Ein Stahl mit höchstens o"gl/o Kohlenstoff, o,42 1/o. Mangan- und o,213 1/o Siliciumgehalt wird aufgekohlt, bis in der Oberflächenschicht ein Kohlenstoffgehalt von. etwa. 1,2, % vorhanden ist. Das so behandelte Werkstück wird mit 4'/Min. auf 880 bis 9,oio#' C erhitzt und so-gleich mit 1/2'/M.in. abgekühlt.
• Soll bei einem Werkstück nur ein bestimmter Teil der Oberfläche gute Lauf- und Verschleißeigenschaften aufweisen, so wird,entw-e&r die Kohlung, der übrigen Oberflächenteile verhindert, oder das Werkstück wird so bemessen, daß bei ider endgültigen Bearbeitung die gekohlte und getemperte Schicht an diesen Teilen der Oberfläche, entfernt wird. So kann z. B. ein Kofbenring, der nur an seiner Au.ßenflä-ohe Üie gekohlte und getemperte Schicht aufweisen soll, diadurch fiergestellt werden, daß von einem Ring ausgegangen wird, dessen Außenidurchmesser ehva dem ides fertigen Ringes entspricht, während-, der Innentdurchmesser um so viel kleiner und,die Höhe um #so, viel größer alts die des fertigen Ringes gewählt werden, daß' bei allseitiger Kohlung die gekohlte. Zone mit Ausnahme an der Lauffläche entfernt werden kann. Das gleiche Ergebnis wird erhalten, wenn mehrere Ringe von ,einer nach der Erfin#dung behandelten Büchse abgestochen werden, (deren Außendurchmesser aber mindestens um die -doppelte Dicke der Kohlungszone geringer ist.
• Diese zuletzt beschriebenen Verfahren zur Herstelfung von Kolbenringen sind in, der Zeichnung veranschaulicht, und, zwar zeigt Abb.,i einen Schnitt durch einen Ring, aus dem ein einziger Kolbenring hergestellt wird, Abb. 2 einen Schnitt durch eine Büchse, aus der mehrere Kolbenringe hergestellt werden und Abb-. 3 einen Schnitt durch iden fertigen Kolbenring.
• DJe untbearbeiteten Werkstücke sind in,den Abb. i und 2 ausgezogen dargestellt und mit i bezeichnet. Durchs das Verfahren gemäß -der Erfindung erhalten sie eine Oberflächenschicht 2, idie sich gegenüber dem Kern 3 durch höheren Kohlenstoffgehalt in Form von Graphiteinlagerunggen unterscheidet. Durch Bearbeitung ider Werkstücke -i entsprechend den gestrichelten Linien entstehen Kolibenringe entsprechend Abb. 3, deren Lauffläche 4 durch die Oberflächenschicht:2,gebildet wird, während der gesamte übrige Ringkörper aus normalem Silieiumstahl entsprechend idem Kern 3 ides unbearbeiteten Werkstückes i besteht.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von aus Stahl bestehenden Werkstücken mit einer gute Laufeigenschaften -besitzenden Oberflächenschicht, dadurch gekennzeichnet, idaß idie Oberfläjchenschicht des vorzugsweise aus einem Siliciumstahl mit höcheens o,9 1/o Kohlenstoffgehalt bestehenden Werkstückes aufgekohlt und darauf unter freier Graphitausscheidlung getempert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i zur Herstellun.g von Kolbenringen, dadurch gekennzeichnet"daß von einem Ringaus-gegangen wird, dessen Außendurchmesser etwa dem des fertigen Ringes entspricht-, wobei ider Innendurchmesser um so viel kleiner und fdie Höhe um so viel größer alsdie- des fertigen Ringes sind,daß nach allseitiger Aufkohlung und Entfernungder au#fgekohlten Oberflächen#schicht mit Ausnahme an ,der Lauffläche die Fertigmasse des Ringes erhalten wird.