DE912633C

DE912633C - Teil, insbesondere Kolben, fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE912633C
Application number: DEH5698D
Authority: DE
Original assignee: HEINRICH HERBST DR
Current assignee: HEINRICH HERBST DR
Priority date: 1943-06-22
Filing date: 1943-06-22
Publication date: 1954-05-31

Description

Teil, insbesondere Kolben, für Brennkraftmaschinen Teile von Brennkraftmaschinen, insbesondere Kolben, werden meist aus Aluminiumlegierungen hergestellt, die aber den Nachteil zeigen, daß sie einen sehr hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen, der weit über dem des Graugusses oder Stahls liegt, welche Baustoffe meist für die Zylinder verwendet werden. Hierdurch ergeben sich Schwierigkeiten beim Betrieb der Motoren, deren Beseitigung sich die Erfindung zum Ziel gesetzt hat.
Die Erfindung betrifft einen Teil, insbesondere Kolben, für Brennkraftmaschinen, welcher sich dadurch auszeichnet, daß er ganz oder teilweise aus einer Legierung besteht, die mindestens 55 °/o, vorzugsweise 7o bis 98 % Silizium enthält. Diese Legierungen zeigen den Vorteil, daß sie einen verhältnismäßig kleinen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, der dem des Graugusses oder Stahls weitgehend angeglichen werden kann. Vorteilhaft enthält die Legierung für den Motorteil bzw. Kolben außer Silizium noch eines oder mehrere der Elemente Silber, Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan, Chrom, Molybdän, Wolfram, Vanadium, Niob, Tantal, Titan, Zirkon, Hafnium, Bor, Beryllium, Magnesium in einer Menge bis zu 45°4, vorzugsweise 2 bis 30 °/o.
Vorteilhaft enthält die Legierung außer Silizium eine Legierung von einem oder mehreren der Metalle Silber, Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan; Chrom oder Magnesium mit Beryllium, deren Berylliumgehalt bis zu 20 °/o, vorzugsweise o, i bis 8 °/o, beträgt. Die Legierung kann ferner außer Silizium eine Legierung von zwei oder mehreren der Metalle Silber, Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan, Chrom oder Magnesium mit Zirkon enthalten, deren Zirkongehalt bis zu 2o 0i., vorzugsweise o, i bis 8 0(o, beträgt. Die Legierung kann ferner vorteilhaft außer Silizium eine Legierung von zwei oder mehreren der Metalle Silber, Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan, Chrom oder Magnesium mit Niob enthalten, deren Niobgehalt bis zu 20 0,r'., vorzugsweise o,1 bis 8 0j0, beträgt. Die Legierung kann sowohl auf dem Schmelzwege als auch auf dem Sinterwege hergestellt werden.
Im folgenden ist die Erfindung noch an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert: Dem Silizium kann z. B. in einer Menge von 2o % eine Legierung von Kupfer-Kobalt-Beryllium zulegiert werden, die 95 % Kupfer, 3 0i0 Kobalt und 2 % Beryllium enthält. In ähnlichen Mischungsverhältnissen können zulegiert werden: Kupfer-Nickel-Beryllium, Mangan--Kobalt-Beryllium, Mangan-Nickel-Beryllium, Mangan-Chrom-Beryllium, Aluminium-Chrom-Beryllium, Nickel-Kobalt-Beryllium, Kupfer-Silber-Beryllium, ferner Kupfer-Chrom-Zirkon, Silber-Chrom-Zirkon. Bei diesen Dreistofflegierungen ist der Hauptbestandteil wenigstens 8o 0/0, und die beiden übrigen Bestandteile bilden den Rest. Bei Legierungen, die neben Silizium noch eins oder mehrere der Elemente Silber, Kupfer, Kobalt, Chrom, Molybdän, Vanadin, Niob, Tantal, Titan, Zirkon, Hafnium oder Bor enthalten, kann außerdem auch noch Aluminium enthalten sein.
Man kann mit verhältnismäßig geringen Zusätzen zum Silizium auskommen und dabei gute Festigkeitswerte und vorzügliche Gleiteigenschaften erzielen.
:Man kann dabei entweder den ganzen Kolben aus der hochprozentigen Siliziumlegierung herstellen oder auch nur Teile des Kolbens, die man bisher aus sogenanntem Invarmetall machte und die zur Kompensation der Ausdehnung dienten. Diese hochprozentigen Siliziumlegierungen lassen sich mit Ausdehnungskoeffizienten zwischen 0,000 007 und o,ooo 0i5, z. B. o,ooo 0o9, bequem herstellen. Diese Legierungen zeigen auch gute Verschleißwerte, die noch besser sind als die der niederprozentigen Siliziumlegierungen mit Aluminium.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:. i. Brennkraftmaschinenteil, insbesondere Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß er ganz oder teilweise aus einer Legierung besteht, die mindestens 55°/0 vorzugsweise 7o bis 98% Silizium und als Rest noch eines oder mehrere der Metalle Silber, Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan, Chrom, Molybdän, Wolfram, Vanadium, Niob, Tantal, Titan; Zirkon, Hafnium, Bor, Beryllium, Magnesium enthält.
2. Brennkraftmaschinenteil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung außer Silizium als Rest eine Legierung aus einem oder mehreren der Metalle Silber, Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan, Chrom oder Magnesium mit Beryllium enthält, deren Berylliumgehalt bis zu 200110, vorzugsweise o, i bis 80/" , beträgt.
3. Brennkraftmaschinenteil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung außer Silizium als Rest eine Legierung von zwei oder mehreren der Metalle Silber, Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan, Chrom oder Magnesium mit Zirkon enthält, deren Zirkongehalt bis zu 2o 0/0, vorzugsweise o, i bis 8 0/0, beträgt.
4.. Brennkraftmaschinenteil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung außer Silizium als Rest eine Legierung von zwei oder mehreren der Metalle Silber, Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan, Chrom oder Magnesium mit Niob enthält, deren Niobgehalt bis zu 2o 0/0, vorzugsweise ö,i bis 8 °/o, beträgt.
5. Brennkraftmaschinenteil nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Silizium besteht, dem in einer Menge von bis zu 2o % eine Legierung von Kupfer-Kobalt-Beryllium zulegiert ist, die 95 % Kupfer, 3 % Kobalt und 2 % Beryllium enthält.
6. Brennkraftmaschinenteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Silizium an Stelle der Kupfer-Kobalt-Beryllium-Legierung in entsprechenden Mischungsverhältnissen zulegiert sind: Kupfer-Nickel-Beryllium, Mangan-Kobalt-Beryllium, Mangan-Nickel-Beryllium, Mangan-Chrom-Beryllium, Aluminium-Chrom-Beryllium, Nickel-Kobalt-Beryllium, Kupfer-Silber-Beryllium, Kupfer-Chrom-Zirkon oder Silber-Chrom-Zirkon, wobei bei diesen Dreistofflegierungen der Hauptbestandteil wenigstens 8o0/, und die beiden übrigen Bestandteile den Rest bilden.
7. Brennkraftmascldnenteil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung neben Silizium und einem oder mehreren der Elemente Silber, Kupfer, Kobalt, Chrom, Molybdän, Vanadium, Niob, Tantal, Titan, Zirkon, Hafnium; Bor noch Aluminium enthält, mit der Maßgabe, daß der Hauptbestandteil der dem Silizium zulegierten Dreistoff- oder Mehrstofflegierungen wenigstens 8o0/,) beträgt und die übrigen Bestandteile den i Rest bilden, wobei vorzugsweise die Metalle Zirkon und,(oder Hiob in einer kleinen Menge von o,r bis 8 % vorliegen: -