EP1444421A1 - Method for the production of a valve seat - Google Patents

Method for the production of a valve seat

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EP1444421A1
EP1444421A1 EP02792724A EP02792724A EP1444421A1 EP 1444421 A1 EP1444421 A1 EP 1444421A1 EP 02792724 A EP02792724 A EP 02792724A EP 02792724 A EP02792724 A EP 02792724A EP 1444421 A1 EP1444421 A1 EP 1444421A1
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valve seat
alloy
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Abstract

The invention relates to a method for the production of a valve seat (5) for a cylinder head of an internal combustion engine. According to said method, an additional material is melted with the cylinder head by applying energy in the site in which the valve seat (5) is to be formed. An alloy or a mixture consisting of an aluminum-iron alloy and at least another component is used as additional material.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes Method of manufacturing a valve seat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff der Ansprüche 1, 16, 23 und 29 näher definierten Art. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Ventilsitzanordnung für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for producing a valve seat for a cylinder head of an internal combustion engine according to the type defined in more detail in the preamble of claims 1, 16, 23 and 29. Furthermore, the invention relates to a valve seat arrangement for a cylinder head of an internal combustion engine.
Die DE 199 12 889 AI beschreibt ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes. Dabei wird ein Zusatzmaterial, nämlich eine Legierung oder ein Gemisch aus einer Aluminium-Silizium-Legierung und Nickel, durch einen Laserstrahl mit dem Basismaterial des Zylinderkopfes verschmolzen.DE 199 12 889 AI describes a generic method for producing a valve seat. An additional material, namely an alloy or a mixture of an aluminum-silicon alloy and nickel, is fused to the base material of the cylinder head by a laser beam.
Aus der DE 35 17 077 Cl ist ein Verfahren zum Panzern der Ventilsitzfläche eines Gaswechselventils bekannt, bei welchem in eine umlaufende Vertiefung am Ventilteller vorzugsweise aus einer Nickel- bzw. Kobaltba- sis-Superlegierung bestehendes Panzermaterial eingebracht wird. From DE 35 17 077 Cl a method for armoring the valve seat surface of a gas exchange valve is known, in which armor material consisting of a nickel or cobalt base superalloy is preferably introduced into a circumferential recess on the valve plate.
Ein Verfahren zur Beschichtung der Oberfläche von metallenen Werkstücken mit einem pulver- oder drahtför- mig vorliegenden Zusatzwerkstoff beschreibt die DE 199 12 894 AI.DE 199 12 894 A1 describes a method for coating the surface of metal workpieces with a filler material in powder or wire form.
Ein weiteres derartiges Verfahren ist aus der EP 00 92 683 Bl bekannt. Das Basismaterial des Zylinderkopfes besteht dabei im wesentlichen aus Aluminium und als Zusatzmaterial zur Bildung des Ventilsitzes wird entweder Eisen oder Nickel bzw. eine Legierung mit einem dieser beiden Metalle als Hauptbestandteil verwendet.Another such method is known from EP 00 92 683 B1. The base material of the cylinder head consists essentially of aluminum and either iron or nickel or an alloy with one of these two metals is used as the main component as an additional material for forming the valve seat.
Hierbei ist nachteilig, daß Eisen und Nickel einen wesentlich höheren Schmelzpunkt als der aus Aluminium bestehende Zylinderkopf aufweisen. Dies kann dazu führen, daß bei der Beaufschlagung mit einem Laserstrahl der Zylinderkopf bereits geschmolzen sein kann, wenn das Zusatzmaterial erst zu schmelzen beginnt. Außerdem kann es passieren, daß das zuvor flüssige Eisen bereits erstarrt ist, während das Aluminium noch als Schmelze vorliegt. Dies führt zur Bildung von intermetallischen Phasen im Grenzbereich zwischen Eisen- und Aluminiumwerkstoff, was ein sehr sprödes Gefüge zur Folge haben kann. Deshalb ist es schwierig, eine homogene Verbindung zwischen dem zu schaffenden Ventilsitz und dem Basismaterial des Zylinderkopfes zu erreichen, wobei hier auch die unterschiedlichen Oberflächenspannungen der Materialien eine große Rolle spielen.The disadvantage here is that iron and nickel have a much higher melting point than the aluminum cylinder head. This can lead to the fact that when a laser beam is applied, the cylinder head may already have melted when the additional material only begins to melt. In addition, it can happen that the previously liquid iron has already solidified while the aluminum is still in the form of a melt. This leads to the formation of intermetallic phases in the border area between iron and aluminum material, which can result in a very brittle structure. It is therefore difficult to achieve a homogeneous connection between the valve seat to be created and the base material of the cylinder head, the different surface tensions of the materials also playing an important role here.
Einen aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Zylinderkopf beschreibt die EP 02 28 282 Bl . Die Ventilsitze dieses Zylinderkopfes sind aus einer aufplattierten Kupferlegierungsschicht ausgebildet . Wenn Kupfer als Material für Ventilsitze verwendet wird, entsteht jedoch insbesondere bei Dieselbrennkraftmaschinen der Nachteil, daß der im Dieselkraftstoff enthaltene Schwefel das Kupfer angreift, wodurch Probleme hinsichtlich Abgasentwicklung und Korrosion entstehen. Die Verwendung von Kupfer für Ventilsitze ist somit nur für Ottobrennkraftmaschinen sinnvoll und kann daher nicht in wirtschaftlicher Art und Weise eingesetzt werden.EP 02 28 282 B1 describes a cylinder head made of an aluminum alloy. The valve seats of this cylinder head are made of a plated copper alloy layer. If copper is used as the material for valve seats, however, the disadvantage arises, particularly in diesel internal combustion engines, that the sulfur contained in the diesel fuel attacks the copper, causing problems with regard to exhaust gas development and corrosion. The use of copper for valve seats is therefore only useful for gasoline internal combustion engines and can therefore not be used in an economical manner.
In der DE 196 39 480 AI ist ein Verfahren zur Innenbe- schichtung von Zylinderlaufflächen mittels pulverför- miger Zusatzstoffe, die durch Laserstrahlung auflegiert werden, beschrieben.DE 196 39 480 AI describes a method for the internal coating of cylinder running surfaces by means of powdery additives which are alloyed by laser radiation.
Ein Verfahren zur Oberflächenvergütung von Leichtmetallbauteilen, insbesondere von Leichtmetallkolben von Brennkraftmaschinen, mit einem festigkeitssteigernden und/oder verschleißfesten Zusatzwerkstoff geht aus der DE 22 00 003 AI hervor.A process for the surface coating of light metal components, in particular light metal pistons of internal combustion engines, with a strength-increasing and / or wear-resistant filler material is evident from DE 22 00 003 AI.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, alternative Verfahren zur Herstellung von Ventilsitzen für den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine zu schaffen.It is an object of the present invention to provide alternative methods for producing valve seats for the cylinder head of an internal combustion engine.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Zusatzmaterial eine Legierung oder ein Gemisch aus einer Aluminium-Eisen-Legierung sowie wenigstens einem weiteren Bestandteil verwendet wird.According to the invention, this object is achieved in that an alloy or a mixture of an aluminum-iron alloy and at least one further constituent is used as the additional material.
Bei entsprechender Ausführung des Zylinderkopfes handelt es sich bei einer derartigen Legierung um eine zum Grundwerkstoff des Zylinderkopfes, der häufig aus einer Aluminium-Silizium-Legierung besteht, arteigene Legierung. Dies ermöglicht eine sehr gute metallurgische Anbindung ohne die Bildung spröder intermetallischer Phasen an der Grenzfläche zwischen der Beschichtung bzw. dem Zusatzmaterial und dem Grundwerkstoff. Hierdurch ergibt sich eine geringe Neigung zur Rißbildung. Der Eisengehalt in der erfindungsgemäß für den Zusatzmaterial verwendeten Legierung steigert vorteilhafterweise die Härte derselben.With an appropriate design of the cylinder head, such an alloy is one of the base material of the cylinder head, which is often made of an aluminum-silicon alloy, a type of alloy. This enables a very good metallurgical connection without the formation of brittle intermetallic phases at the interface between the coating or the additional material and the base material. This results in a low tendency to crack. The iron content in the alloy used according to the invention for the additional material advantageously increases the hardness thereof.
Eine alternative Lösung der Aufgabe ergibt sich dadurch, daß als Zusatzmaterial eine Legierung oder ein Gemisch aus Aluminium und Titan verwendet wird.An alternative solution to the problem arises from the fact that an alloy or a mixture of aluminum and titanium is used as the additional material.
Auch hierbei gelten die bereits oben im Bezug auf die Verwendung einer arteigenen Legierung angegebenen Vorteile bezüglich einer geringen Neigung zur Rißbildung. Es entsteht vorteilhafterweise eine intermetallische Phase aus Titan und Aluminium, die Vorteile bezüglich der Härte, der Verschleißfestigkeit und der Temperaturstabilität dieser Legierung mit sich bringt.Here, too, the advantages already mentioned above with regard to the use of a type-specific alloy apply with regard to a low tendency to form cracks. An intermetallic phase of titanium and aluminum is advantageously created, which has advantages in terms of hardness, wear resistance and temperature stability of this alloy.
Eine weitere alternative Lösung der Aufgabe ergibt sich dadurch, daß als Zusatzmaterial eine Legierung o- der ein Gemisch aus einer Eisen-Kohlenstoff-Legierung sowie wenigstens einem weiteren Bestandteil verwendet wird.Another alternative solution to the problem results from the fact that an alloy or a mixture of an iron-carbon alloy and at least one further constituent is used as the additional material.
Diese Zusammensetzung basiert im Prinzip auf bewährten Materialien von als separaten Teilen montierten Ventilsitzringen, sie kann jedoch ebenfalls durch das erfindungsgemäße Schmelzverfahren aufgebracht werden und weist eine hohe Härte und sehr gute Verschleißeigenschaften auf. Eine weitere alternative Lösung der Aufgabe ergibt sich dadurch, daß als Zusatzmaterial eine Legierung o- der ein Gemisch aus einer Nickel-Chrom-Legierung sowie wenigstens einem weiteren Bestandteil verwendet wird.This composition is based in principle on proven materials of valve seat rings assembled as separate parts, but it can also be applied by the melting method according to the invention and has a high hardness and very good wear properties. Another alternative solution to the problem arises from the fact that an alloy or a mixture of a nickel-chromium alloy and at least one further constituent is used as the additional material.
Eine derartige Legierung ermöglicht hohe Temperatur- und Verschleißfestigkeiten und besitzt, bei entsprechender Auswahl des weiteren Bestandteils, sehr gute tribologische Eigenschaften.Such an alloy enables high temperature and wear resistance and, with appropriate selection of the further constituent, has very good tribological properties.
Sämtlichen der genannten Lösungen ist gemein, daß die Verbindung des Ventilsitzes mit dem Zylinderkopf sehr dauerhaft ist und somit in der Praxis äußerst gut eingesetzt werden kann. Des weiteren tragen die beschriebenen Gemische und Legierungen zu einer erheblichen Erhöhung der Prozeßsicherheit bei.All of the solutions mentioned have in common that the connection of the valve seat to the cylinder head is very permanent and can therefore be used extremely well in practice. Furthermore, the mixtures and alloys described contribute to a considerable increase in process reliability.
Eine Ventilsitzanordnung für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ist in Anspruch 46 beschrieben.A valve seat arrangement for a cylinder head of an internal combustion engine is described in claim 46.
Durch die erfindungsgemäßen, die Ventilsitze erweiternden, ringförmigen Bereiche, die sich teilweise ü- berlappen, bestehen die Bereiche zwischen den eigentlichen Ventilsitzen, die sogenannten Ventilstege, auch aus dem hochwertigeren Werkstoff für die Ventilsitze. Hierdurch wird vorteilhafterweise die Rißanfälligkeit dieser Ventilstege und des zugehörigen Bereich des jeweiligen Brennraumes des Zylinderkopfes erheblich verringert. Dadurch ist in diesem Bereich eine höhere thermische und mechanische Belastung des Zylinderkopfes möglich. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.As a result of the annular areas according to the invention, which expand the valve seats and partially overlap, the areas between the actual valve seats, the so-called valve webs, also consist of the higher quality material for the valve seats. As a result, the susceptibility to cracking of these valve webs and the associated area of the respective combustion chamber of the cylinder head is advantageously considerably reduced. This enables a higher thermal and mechanical load on the cylinder head in this area. Advantageous refinements and developments of the invention result from the subclaims and from the exemplary embodiments illustrated in principle below with reference to the drawing.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 ein in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine angeordnetes Ventil mit einem Ventilsitz;1 shows a valve arranged in a cylinder head of an internal combustion engine with a valve seat;
Fig. 2 eine alternative Ausführungsform des Ventilsitzes in einer vergrößerten Darstellung;Figure 2 shows an alternative embodiment of the valve seat in an enlarged view.
Fig. 3 eine weitere alternative Ausführungsform des Ventilsitzes in einer vergrößerten Darstellung;3 shows a further alternative embodiment of the valve seat in an enlarged view;
Fig. 4 eine weitere alternative Ausführungsform des Ventilsitzes in einer vergrößerten Darstellung;4 shows a further alternative embodiment of the valve seat in an enlarged view;
Fig. 5 eine weitere alternative Ausführungsform des Ventilsitzes in einer vergrößerten Darstellung;5 shows a further alternative embodiment of the valve seat in an enlarged view;
Fig. 6 eine weitere alternative Ausführungsform des Ventilsitzes in einer vergrößerten Darstellung;6 shows a further alternative embodiment of the valve seat in an enlarged view;
Fig. 7 das erfindungsgemäße Verfahren als einstufiger Prozeß; und7 shows the method according to the invention as a one-step process; and
Fig. 8 das erfindungsgemäße Verfahren als zweistufiger Prozeß. In Fig. 1 ist ein Teil eines Zylinderkopfes 1 einer in ihrer Gesamtheit nicht dargestellten Brennkraftmaschine gezeigt. In an sich bekannter Weise weist der Zylinderkopf 1 einen Einlaßkanal 2 auf, welcher im vorliegenden Fall selbstverständlich auch als Auslaßkanal ausgebildet sein könnte. Der Einlaßkanal 2 wird durch ein Gaswechselventil 3, im folgenden der Einfachheit halber als Ventil 3 bezeichnet, verschlossen bzw. geöffnet, so daß ein Kraftstoff/Luft-Gemisch aus dem Einlaßkanal 2 in einen Brennraum 4 des Zylinderkopfes 1 eintreten kann.8 shows the method according to the invention as a two-stage process. 1 shows part of a cylinder head 1 of an internal combustion engine, not shown in its entirety. In a manner known per se, the cylinder head 1 has an inlet channel 2, which in the present case could of course also be designed as an outlet channel. The inlet duct 2 is closed or opened by a gas exchange valve 3, hereinafter referred to simply as valve 3, so that a fuel / air mixture from the inlet duct 2 can enter a combustion chamber 4 of the cylinder head 1.
Der Zylinderkopf 1 ist mit einem Ventilsitz 5 versehen, an welchem das Ventil 3 in seinem geschlossenen Zustand anliegt und so den Einlaßkanal 2 von dem Brennraum 4 trennt.The cylinder head 1 is provided with a valve seat 5, against which the valve 3 rests in its closed state and thus separates the inlet duct 2 from the combustion chamber 4.
In den Figuren 2 bis 6 sind verschiedene Ausführungsformen des Ventilsitzes 5 dargestellt, wobei das Verfahren zur Herstellung des jeweiligen Ventilsitzes 5 zu einem späteren Zeitpunkt unter Bezugnahme auf die Figuren 7 und 8 beschrieben wird.Various embodiments of the valve seat 5 are shown in FIGS. 2 to 6, the method for producing the respective valve seat 5 being described at a later point in time with reference to FIGS. 7 and 8.
Der in einer umlaufenden Nut 6 des Zylinderkopfes 1 untergebrachte Ventilsitz 5 gemäß Fig. 2 weist eine Dicke von ca. d = 1 - 6 mm auf, ist an demjenigen Eckpunkt, der sich vollständig innerhalb des Zylinderkopfes 1 befindet, mit einem Radius r versehen und derThe valve seat 5 according to FIG. 2 accommodated in a circumferential groove 6 of the cylinder head 1 has a thickness of approx. D = 1-6 mm, is provided with a radius r at that corner point which is completely inside the cylinder head 1 and the
Winkel α, den die Verbindungsfläche des Ventilsitzes 5 mit dem Zylinderkopf 1 gegenüber der Längsachse des Ventils 3 aufweist, beträgt ca. α = 0° - 45°. Durch den beschriebenen Aufbau, insbesondere durch die ge- nannte Dicke d, ergibt sich eine ausreichende Verschleißreserve für eine eventuelle Nachbearbeitung, beispielsweise im Falle einer erforderlichen Reparatur.Angle α , which the connection surface of the valve seat 5 with the cylinder head 1 has with respect to the longitudinal axis of the valve 3, is approximately α = 0 ° - 45 °. The structure described, in particular the called thickness d, there is a sufficient wear reserve for a possible post-processing, for example in the event of a necessary repair.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform des Ventilsitzes 5 dargestellt, welche ähnlich zu derjenigen gemäß Fig. 2 ist. Im Unterschied zu Fig. 2 ist jedoch der Winkel gegenüber der Längsachse des Ventils 3 negativ, d.h. der Ventilsitz 5 weist eine Hinter- schneidung mit einem Winkel von ca. α = 2 - 15° gegenüber der Nut 6 in dem Zylinderkopf 1 auf, die eine Verkeilung der Beschichtung bzw. des Ventilsitzes 5 gegen Herausfallen aus der Nut 6 bildet.FIG. 3 shows a further embodiment of the valve seat 5, which is similar to that according to FIG. 2. In contrast to FIG. 2, however, the angle with respect to the longitudinal axis of the valve 3 is negative, ie the valve seat 5 has an undercut with an angle of approximately α = 2-15 ° with respect to the groove 6 in the cylinder head 1 forms a wedge of the coating or the valve seat 5 against falling out of the groove 6.
Die Dicke d des Ventilsitzes 5 gemäß Fig. 4 beträgt ca. d = 0,5 - 5 mm und der Winkel α der in diesem Fall gerade ausgeführten Verbindungsfläche des Ventilsitzes 5 mit dem Zylinderkopf 1 gegenüber der Längsachse desThe thickness d of the valve seat 5 according to FIG. 4 is approximately d = 0.5-5 mm and the angle α of the connecting surface of the valve seat 5 with the cylinder head 1, which is just executed in this case, with respect to the longitudinal axis of the
Ventils 3 beträgt ca. α = 45°, wobei selbstverständlich geringe Abweichungen möglich sind.Valve 3 is approximately α = 45 °, although of course slight deviations are possible.
Bei sämtlichen Ausführungsformen gemäß der Figuren 2, 3 und 4 sind geometrische Platzeinsparungen gegenüber herkömmlichen Sitzringgeometrien möglich.In all the embodiments according to FIGS. 2, 3 and 4, geometric space savings are possible compared to conventional seat ring geometries.
Eine weitere Ausführungsform des Ventilsitzes 5 zeigen die Figuren 5 und 6, wobei hier der Ventilsitz 5 einen weitaus größeren Bereich als bei den oben beschriebenen Ausführungsformen einnimmt. Mit anderen Worten, die Ventilsitze 5 sind um einen ringförmigen Bereich 5a erweitert. Die einzelnen Bereiche 5a überlappen sich teilweise, so daß die Bereiche zwischen den ei- gentlichen Ventilsitzen 5, nämlich die sogenannten Ventilstege, auch aus dem hochwertigeren Werkstoff für die Ventilsitze 5 bestehen. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung der Rißanfälligkeit der Ventilstege und dem zugehörigen Bereich des jeweiligen Brennraumes 4 des Zylinderkopfes 1, so daß in diesem Bereich eine höhere thermische und mechanische Belastung des Zylinderkopfes 1 möglich ist. Die Dicke d des Ventilsitzes 5 beträgt d = 1 - 10 mm.A further embodiment of the valve seat 5 is shown in FIGS. 5 and 6, the valve seat 5 here occupying a much larger area than in the embodiments described above. In other words, the valve seats 5 are expanded by an annular region 5a. The individual areas 5a partially overlap, so that the areas between the individual usual valve seats 5, namely the so-called valve webs, also consist of the higher quality material for the valve seats 5. This leads to a considerable reduction in the susceptibility of the valve webs to cracks and the associated area of the respective combustion chamber 4 of the cylinder head 1, so that a higher thermal and mechanical load on the cylinder head 1 is possible in this area. The thickness d of the valve seat 5 is d = 1-10 mm.
In Fig. 7 und Fig. 8 sind zwei unterschiedliche Verfahren zur Herstellung des Ventilsitzes 5 aufgezeigt. Auf das Basismaterial des Zylinderkopfes 1, beispielsweise einer Leichtmetall-Legierung, wie z.B. einer A- luminium-Silizium-Legierung, wird ein Zusatzmaterial 7 in Form eines Pulvers aufgebracht. Auf die Bestandteile des Zusatzmaterials 7 wird zu einem späteren Zeitpunkt näher eingegangen. Alternativ zu einer Aluminium-Silizium-Legierung als Basismaterial des Zylinderkopfes 1 sind selbstverständlich auch andere Leichtmetall-Legierungen und gegebenenfalls auch Grauguß- oder sonstige Legierungen denkbar.7 and 8 show two different methods for producing the valve seat 5. On the base material of the cylinder head 1, for example a light metal alloy, such as an aluminum-silicon alloy, an additional material 7 is applied in the form of a powder. The components of the additional material 7 will be discussed in more detail later. As an alternative to an aluminum-silicon alloy as the base material of the cylinder head 1, other light metal alloys and possibly also gray cast iron or other alloys are of course also conceivable.
Zum Aufbringen des Zusatzmaterials 7 ist im Bereich des zu bildenden Ventilsitzes 5 eine Düse 8 angeordnet, welche das Zusatzmaterial 7 in Richtung des Zylinderkopfes 1 ausgibt. Wenn das Zusatzmaterial 7 auf den Zylinderkopf 1 auftrifft, so wird es bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 prozeßsimultan von einem Laserstrahl 9 zusammen mit der äußeren Schicht des Basismaterials des Zylinderkopfes 1 aufgeschmolzen, um an dem Zylinderkopf 1 eine Schmelze 10 zu erzeugen. Statt des Laserstrahls 9 ist als Energiequelle auch der Einsatz eines nicht dargestellten Elektronen- strahls möglich, um aus dem Zusatzmaterial 7 durch Einbringung von Energie die Schmelze 10 zu erzeugen.To apply the additional material 7, a nozzle 8 is arranged in the region of the valve seat 5 to be formed, which nozzle 8 outputs the additional material 7 in the direction of the cylinder head 1. When the additional material 7 strikes the cylinder head 1, in the embodiment according to FIG. 7 it is melted simultaneously by a laser beam 9 together with the outer layer of the base material of the cylinder head 1 in order to produce a melt 10 on the cylinder head 1. Instead of the laser beam 9, the use of an electron, not shown, is also used as the energy source. beam possible to generate the melt 10 from the additional material 7 by introducing energy.
Um einen fortschreitenden Prozeß zu erreichen, werden die Düse 8 und der Laserstrahl 9 ständig in einer Kreisbewegung weiterbewegt. Wenn sich der Laser- oder Elektronenstrahl 9 in Vorschubrichtung gemäß dem Pfeil A von der Schmelze 10 entfernt hat, erstarrt diese zu einer Schicht 11, die den Ventilsitz 5 bildet.In order to achieve a progressive process, the nozzle 8 and the laser beam 9 are continuously moved in a circular motion. When the laser or electron beam 9 has moved away from the melt 10 in the feed direction according to arrow A, the melt solidifies to form a layer 11 which forms the valve seat 5.
Fig. 8 zeigt ein alternatives Verfahren zur Herstellung des Ventilsitzes 5, bei welchem das Zusatzmaterial 7 beispielsweise in Form einer Paste, eines Drahtes, eines Sinterkörpers oder eines Pulverprefor lings auf den Zylinderkopf 1 aufgebracht bzw. in die Nut 6 eingebracht und anschließend mit dem Laserstrahl 9 o- der auch mit einem Elektronenstrahl zu der Schmelze 10 aufgeschmolzen wird. Auch hier entsteht wiederum aus der Schmelze 10 nach Entfernung des Laserstrahls 9 in Pfeilrichtung A die Schicht 11, die den Ventilsitz 5 bildet. Dieses Verfahren wird als zweistufiger Prozeß bezeichnet .Fig. 8 shows an alternative method for producing the valve seat 5, in which the additional material 7, for example in the form of a paste, a wire, a sintered body or a Pulverprefor lings applied to the cylinder head 1 or introduced into the groove 6 and then with the laser beam 9 or which is also melted into the melt 10 using an electron beam. Here, too, the layer 11, which forms the valve seat 5, is again formed from the melt 10 after removal of the laser beam 9 in the direction of arrow A. This process is called a two-step process.
Wenn das Zusatzmaterial 7 durch Aufnahme von Energie bereits vor dem Auftreffen auf die Oberfläche des Zylinderkopfes 1 erwärmt bzw. teilweise oder vollständig aufgeschmolzen wird, so kann die durch die primäre Energiequelle, also den Laserstrahl 9 oder den Elektronenstrahl, eingebrachte Energie verringert werden. Dadurch wird das Basismaterial des Zylinderkopfes 1 nur geringfügig angeschmolzen, wodurch das Auftreten spröder Phasen und die Rißbildung in der Grenzfläche zwischen dem Zylinderkopf 1 und dem Ventilsitz 5 verringert wird. Auf diese Weise lassen sich auch ansons- ten weniger geeignete Werkstoffe als Zusatzmaterial 7 verwenden. Diese Vorgehensweise ist besonders für den oben beschriebenen, zweistufigen Prozeß gut geeignet.If the additional material 7 is heated or partially or completely melted by absorbing energy before it hits the surface of the cylinder head 1, the energy introduced by the primary energy source, that is to say the laser beam 9 or the electron beam, can be reduced. As a result, the base material of the cylinder head 1 is only slightly melted, thereby reducing the occurrence of brittle phases and the formation of cracks in the interface between the cylinder head 1 and the valve seat 5. In this way, Use less suitable materials as additional material 7. This procedure is particularly suitable for the two-step process described above.
In nicht dargestellter Weise kann im Bereich des Ventilsitzes 5 ein Magnetfeld vorgesehen sein, welches das Zusatzmaterial 7 bzw. die aus dem Zusatzmaterial 7 entstehende Schmelze 10 konturiert und/oder durchmischt, was zu einer homogeneren Verteilung der Stoffe innerhalb der Schmelze 10 führt. Des weiteren können auf diese Weise eventuell in der Schmelze 10 sich befindliche Poren ausgasen.In a manner not shown, a magnetic field can be provided in the area of the valve seat 5 which contours and / or mixes the additional material 7 or the melt 10 formed from the additional material 7, which leads to a more homogeneous distribution of the substances within the melt 10. Furthermore, any pores present in the melt 10 can outgas in this way.
Sowohl bei dem Verfahren gemäß Fig. 7 als auch bei dem Verfahren gemäß Fig. 8 können für das Zusatzmaterial 7 verschiedenartige Gemische und Legierungen verwendet werden, die im folgenden angegeben sind:Both in the method according to FIG. 7 and in the method according to FIG. 8, different mixtures and alloys can be used for the additional material 7, which are given below:
Als Zusatzmaterial 7 kann zunächst eine Legierung oder ein Gemisch aus einer Aluminium-Eisen-Legierung sowie wenigstens einem weiteren Bestandteil verwendet werden. Dabei kann die Aluminium-Eisen-Legierung 6 - 13 Gewichts-% Eisen und 87 - 94 Gewichts-% Aluminium enthalten.An alloy or a mixture of an aluminum-iron alloy and at least one further constituent can first be used as additional material 7. The aluminum-iron alloy can contain 6 - 13% by weight iron and 87 - 94% by weight aluminum.
Als weiteren Legierungsbestandteil kann das Zusatzmaterial 7 1 - 3 Gewichts-% Vanadium und/oder 1 - 3 Gewichts-% Silizium enthalten.The additional material 7 can contain 1-3% by weight of vanadium and / or 1-3% by weight of silicon as a further alloy component.
Des weiteren ist es denkbar, daß das Zusatzmaterial 7 30 - 55 Gewichts-% Nickel und dann gegebenenfalls 3 - 15 Gewichts-% Kupfer enthält.Furthermore, it is conceivable that the additional material 7 contains 30-55% by weight of nickel and then optionally 3-15% by weight of copper.
Alternativ hierzu kann das Zusatzmaterial 7 auch 5 - 20 Gewichts-% Nickel und dann gegebenenfalls 35 - 45 Gewichts-% Kupfer enthalten.As an alternative to this, the additional material 7 can also be 5- Contain 20% by weight of nickel and then optionally 35-45% by weight of copper.
Durch die Verwendung von Nickel und Kupfer entstehen Nickel-Aluminium- bzw. Kupfer-Aluminium-Phasen, welche die Härte des Ventilsitzes 5 erhöhen.The use of nickel and copper results in nickel-aluminum or copper-aluminum phases, which increase the hardness of the valve seat 5.
Ein weiterer Bestandteil des Zusatzmaterials 7 kann 0,2 - 1 Gewichts-% Magnesium sowie 0,2 - 2 Gewichts-% Bor, Titan und/oder Scandium sein. Dies bewirkt eine feinere Ausbildung von intermetallischen Phasen und eine verbesserte Homogenität des Gefüges.Another component of the additional material 7 can be 0.2-1% by weight of magnesium and 0.2-2% by weight of boron, titanium and / or scandium. This results in a finer formation of intermetallic phases and an improved homogeneity of the structure.
Gegebenenfalls ist es außerdem denkbar, daß das Zusatzmaterial 7 Hartstoff omponenten enthält, welche aus einer Verbindung eines Metalls mit Kohlenstoff, Sauerstoff oder Stickstoff bestehen. Derartige Hartstoffe erhöhen die Verschleißbeständigkeit des Ventilsitzes 5 erheblich.If necessary, it is also conceivable that the additional material contains 7 hard material components which consist of a compound of a metal with carbon, oxygen or nitrogen. Such hard materials increase the wear resistance of the valve seat 5 considerably.
Wahlweise können die Hartstoffkomponenten homogen über das Volumen des Ventilsitzes 5 verteilt sein oder es ist möglich, daß die Hartstoffkomponenten inhomogen ü- ber das Volumen des Ventilsitzes 5 verteilt sind, wobei der Gehalt der Hartstoffkomponenten von dem Zylinderkopf 1 zu der Oberfläche des Ventilsitzes 5 hin zunehmen. Die letztgenannte Alternative, also eine sogenannte Gradientenschicht, führt zu einer zunehmenden Konzentration von harten Bestandteilen zur Oberfläche des Ventilsitzes 5 hin, wodurch sich die Härte- und somit die Verschleißeigenschaften des Ventilsitzes 5 erhöhen. Gleichzeitig wird hierdurch aber die Rißanfälligkeit in der Anbindungszone, also an der Verbindungsfläche des Ventilsitzes 5 mit dem Zylinderkopf 1, reduziert .Alternatively, the hard material components can be distributed homogeneously over the volume of the valve seat 5, or it is possible that the hard material components are distributed inhomogeneously over the volume of the valve seat 5, the content of the hard material components increasing from the cylinder head 1 to the surface of the valve seat 5 , The latter alternative, that is to say a so-called gradient layer, leads to an increasing concentration of hard constituents towards the surface of the valve seat 5, as a result of which the hardness and thus the wear properties of the valve seat 5 increase. At the same time, however, the susceptibility to cracks in the connection zone, that is to say on the connecting surface of the valve seat 5 with the cylinder head 1, reduced.
Das für die Hartstoffkomponenten bezüglich der Vorteile Ausgesagte gilt auch für die Bestandteile an Nickel und Kupfer, die einerseits homogen über das Volumen des Ventilsitzes 5 oder andererseits inhomogen über das Volumen des Ventilsitzes 5 verteilt sein können, wobei der Gehalt der Bestandteile an Nickel und Kupfer von dem Zylinderkopf 1 zu. der Oberfläche des Ventilsitzes 5 hin zunehmen.What has been said for the hard material components with regard to the advantages also applies to the components of nickel and copper, which on the one hand can be distributed homogeneously over the volume of the valve seat 5 or on the other hand inhomogeneously over the volume of the valve seat 5, the content of the components in nickel and copper being to the cylinder head 1. increase the surface of the valve seat 5.
Alternativ zu der Ausführung mit einer Aluminium- Eisen-Legierung bzw. einem Gemisch aus diesen Metallen kann als Zusatzmaterial 7 auch eine Legierung oder ein Gemisch aus Aluminium und Titan verwendet werden. In diesem Fall kann das Zusatzmaterial 7 beispielsweise 30 - 40 Gewichts-% Aluminium und 60 - 70 Gewichts-% Titan enthalten. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß das Zusatzmaterial 7 13 - 17 Gewichts-% Aluminium und 83 - 87 Gewichts-% Titan enthält.As an alternative to the embodiment with an aluminum-iron alloy or a mixture of these metals, an alloy or a mixture of aluminum and titanium can also be used as additional material 7. In this case, the additional material 7 can contain, for example, 30-40% by weight aluminum and 60-70% by weight titanium. Alternatively, it can also be provided that the additional material 7 contains 13-17% by weight aluminum and 83-87% by weight titanium.
Das Zusatzmaterial 7 kann in diesem Fall wenigstens einen weiteren Bestandteil enthalten, und zwar 0,5 - 5 Gewichts-% oder 17 - 50 Gewichts-% Niob, was zur Verminderung der Versprödungsneigung sehr gut geeignet ist. Möglich ist auch, daß das Zusatzmaterial 7 0,5 - 5 Gewichts-% Chrom, Vanadium, Mangan, Molybdän und/oder Tantal enthält.In this case, the additional material 7 can contain at least one further constituent, namely 0.5-5% by weight or 17-50% by weight of niobium, which is very suitable for reducing the tendency to embrittlement. It is also possible for the additional material 7 to contain 0.5-5% by weight of chromium, vanadium, manganese, molybdenum and / or tantalum.
Eine dritte Möglichkeit zur Bildung des Zusatzmaterials 7 kann darin bestehen, daß für dasselbe eine Legierung oder ein Gemisch aus einer Eisen-Kohlenstoff- Legierung sowie wenigstens einem weiteren Bestandteil verwendet wird. Als weiterer Bestandteil kann in dieser Ausführungsform des Verfahrens 0,5 - 4 Gewichts-% Nickel und/oder 0,5 - 4 Gewichts-% Chrom und/oder 0,5 - 4 Gewichts-% Mangan und/oder 5 - 15 Gewichts-% Molybdän und/oder Kobalt enthält. Durch die Verwendung von Nickel und/oder Chrom können Carbide entstehen, die die Härte des Ventilsitzes 5 steigern. Des weiteren kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, daß das Zusatzmaterial 7 10 - 25 Gewichts-% Kupfer enthält. Kobalt, Kupfer und Molybdän verbessern die Schmiereigenschaften, Kupfer die thermische Leitfähigkeit.A third possibility for forming the additional material 7 can consist in that an alloy or a mixture of an iron-carbon alloy and at least one further component is used for the same. In this embodiment of the method, 0.5-4% by weight of nickel and / or 0.5-4% by weight of chromium and / or 0.5-4% by weight of manganese and / or 5-15% by weight of % Contains molybdenum and / or cobalt. The use of nickel and / or chromium can produce carbides which increase the hardness of the valve seat 5. Furthermore, it can be provided in this connection that the additional material contains 7 10-25% by weight copper. Cobalt, copper and molybdenum improve the lubricating properties, copper the thermal conductivity.
Eine vierte Möglichkeit zur Ausführung des Verfahrens besteht darin, daß als Zusatzmaterial 7 eine Legierung oder ein Gemisch aus einer Nickel-Chrom-Legierung sowie wenigstens einem weiteren Bestandteil verwendet wird, wobei dann die Nickel-Chrom-Legierung 10 - 30 Gewichts-% Chrom und 70 - 90 Gewichts-% Nickel enthalten kann.A fourth possibility for carrying out the method is that an alloy or a mixture of a nickel-chromium alloy and at least one further constituent is used as additional material 7, in which case the nickel-chromium alloy contains 10-30% by weight of chromium and May contain 70-90% by weight of nickel.
Für diese Ausführungsform kann als weiterer Legierungsbestandteil 3 - 5 Gewichts-% Silizium verwendet werden. Weitere mögliche Legierungsbestandteile bestehen in 3 - 5 Gewichts-% Bor sowie in 3 - 5 Gewichts-% Eisen.For this embodiment, 3-5% by weight silicon can be used as a further alloy component. Further possible alloy components consist of 3 - 5% by weight boron and 3 - 5% by weight iron.
Gegebenenfalls kann in dem Zusatzmaterial 7 10 - 40 Gewichts-% Molybdän enthalten sein. Des weiteren ist es möglich, daß das Zusatzmaterial 7 5 - 10 Gewichts-% Kupfer und/oder Kobalt enthält. Außerdem ist möglich, daß das Zusatzmaterial 7 5 - 12 Gewichts-% Aluminium sowie 0,1 - 2 Gewichts-% Kohlenstoff und/oder Yttrium enthält . If necessary, the additional material 7 can contain 10-40% by weight of molybdenum. Furthermore, it is possible for the additional material 7 to contain 5-10% by weight of copper and / or cobalt. It is also possible that the additional material 7 contains 5-12% by weight aluminum and 0.1-2% by weight carbon and / or yttrium.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, bei welchem durch Einbringung von Energie ein Zusatzmaterial an derjenigen Stelle mit dem Zylinderkopf verschmolzen wird, an welchem der Ventilsitz gebildet werden soll, da dur ch ge kenn z e i chne t , daß als Zusatzmaterial (7) eine Legierung oder ein Gemisch aus einer Aluminium-Eisen-Legierung sowie wenigstens einem weiteren Bestandteil verwendet wird.1. A method for producing a valve seat for a cylinder head of an internal combustion engine, in which an additional material is fused to the cylinder head at the point at which the valve seat is to be formed by the introduction of energy, as a result of the characteristic that additional material is used (7) an alloy or a mixture of an aluminum-iron alloy and at least one further component is used.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aluminium-Eisen-Legierung 6 - 13 Gewichts-%2. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the aluminum-iron alloy 6 - 13% by weight
Eisen und 87 - 94 Gewichts-% Aluminium enthält.Contains iron and 87-94% by weight aluminum.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) als weiteren Legierungsbestandteil 1 - 3 Gewichts-% Vanadium enthält.3. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the additional material (7) contains 1 - 3% by weight vanadium as a further alloy component.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge kenn z e i chnet , daß das Zusatzmaterial (7) als weiteren Legierungsbestandteil 1 - 3 Gewichts-% Silizium enthält.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the additional material (7) contains 1-3% by weight of silicon as a further alloy component.
5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 30 - 55 Gewichts-% Nickel enthält.5. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the additional material (7) contains 30-55% by weight of nickel.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 3 - 15 Gewichts-% Kupfer enthält.6. The method of claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the additional material (7) contains 3 - 15% by weight copper.
7. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 5 - 20 Gewichts-% Nickel enthält.7. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the additional material (7) contains 5 - 20% by weight of nickel.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 35 - 45 Gewichts-% Kupfer enthält .8. The method according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the additional material (7) contains 35-45% by weight copper.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 0,2 - 1 Gewichts-% Magnesium enthält.9. The method according to any one of claims 1 to 8, that the additional material (7) contains 0.2-1% by weight of magnesium.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 0,2 - 2 Gewichts-% Bor, Titan und/oder Scandium enthält. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the additional material (7) contains 0.2 - 2% by weight boron, titanium and / or scandium.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) Hartstoffkomponenten enthält, welche aus einer Verbindung eines Metalls mit Kohlenstoff, Sauerstoff oder Stickstoff bestehen.11. The method according to any one of claims 1 to 10, that the additive (7) contains hard material components which consist of a compound of a metal with carbon, oxygen or nitrogen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch ge kenn z e i chnet , daß die Hartstoffkomponenten homogen über das Volumen des Ventilsitzes (5) verteilt sind.12. The method according to claim 11, characterized in that the hard material components are homogeneously distributed over the volume of the valve seat (5).
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch ge kenn z ei chnet , daß die Hartstoffkomponenten inhomogen über das Volumen des Ventilsitzes (5) verteilt sind, wobei der Gehalt der Hartstoffkomponenten von dem Zylinderkopf (1) zu der Oberfläche des Ventilsitzes (5) hin zunehmen.13. The method according to claim 11, characterized ge z ei chnet that the hard material components are inhomogeneously distributed over the volume of the valve seat (5), the content of the hard material components from the cylinder head (1) to the surface of the valve seat (5) increase ,
14. Verfahren nach Anspruch 11, da durch ge kenn z e ichnet , daß die Bestandteile an Nickel und Kupfer homogen über das Volumen des Ventilsitzes (5) verteilt sind.14. The method according to claim 11, characterized by ge z e ichnet that the constituents of nickel and copper are homogeneously distributed over the volume of the valve seat (5).
15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch ge kenn z e i chne t , daß die Bestandteile an Nickel und Kupfer inhomogen ü- ber das Volumen des Ventilsitzes (5) verteilt sind, wobei der Gehalt der Bestandteile an Nickel und Kupfer von dem Zylinderköpf (1) zu der Oberfläche des Ventilsitzes (5) hin zunehmen.15. The method according to claim 11, characterized in that the components of nickel and copper are inhomogeneously distributed over the volume of the valve seat (5), the content of the components of nickel and copper being from the cylinder head (1) increase towards the surface of the valve seat (5).
16. Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, bei welchem durch Einbringung von Energie ein Zusatzmaterial an derjenigen Stelle mit dem Zylinderkopf verschmolzen wird, an welchem der Ventilsitz gebildet werden soll, dadurch ge kenn ze i chnet , daß als Zusatzmaterial (7) eine Legierung oder ein Gemisch aus Aluminium und Titan verwendet wird.16. Process for producing a valve seat for a cylinder head of an internal combustion engine in which an additional material is fused to the cylinder head at the point at which the valve seat is to be formed by the introduction of energy, characterized in that the additional material (7) is an alloy or a mixture of aluminum and titanium is used.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch ge kennzei chnet , daß das Zusatzmaterial (7) 30 - 40 Gewichts-% Aluminium und 60 - 70 Gewichts-% Titan enthält.17. The method according to claim 16, characterized in that the additional material (7) contains 30-40% by weight aluminum and 60-70% by weight titanium.
18. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 13 - 17 Gewichts-% Aluminium und 83 - 87 Gewichts-% Titan enthält.18. The method according to claim 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the additional material (7) contains 13-17% by weight aluminum and 83-87% by weight titanium.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch ge kenn ze i chnet , daß das Zusatzmaterial (7) wenigstens einen weiteren19. The method according to claim 16, characterized in that the additional material (7) is at least one further
Bestandteil enthält.Contains ingredient.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch ge kenn ze i chnet , daß als weiterer Bestandteil 0,5 - 5 Gewichts-% Niob verwendet wird.20. The method according to claim 19, characterized in that the further constituent used is 0.5-5% by weight of niobium.
21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch ge kenn zei chnet , daß als weiterer Bestandteil 17 - 50 Gewichts-% Niob verwendet wird. 21. The method according to claim 19, characterized ge zei chnet that 17 - 50% by weight niobium is used as a further component.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 0,5 - 5 Gewichts-% Chrom, Vanadium, Mangan, Molybdän und/oder Tantal enthält.22. The method according to any one of claims 19 to 21, so that the additional material (7) contains 0.5-5% by weight of chromium, vanadium, manganese, molybdenum and / or tantalum.
23. Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, bei welchem durch Einbringung von Energie ein Zusatzmaterial an derjenigen Stelle mit dem Zylinderkopf verschmolzen wird, an welchem der Ventilsitz gebildet werden soll, dadurch ge kenn z e i chnet , daß als Zusatzmaterial (7) eine Legierung oder ein Gemisch aus einer Eisen-Kohlenstoff-Legierung sowie wenigstens einem weiteren Bestandteil verwendet wird.23. A method for producing a valve seat for a cylinder head of an internal combustion engine, in which an additional material is fused to the cylinder head at the point at which the valve seat is to be formed by introducing energy, characterized in that the additional material (7) an alloy or a mixture of an iron-carbon alloy and at least one further component is used.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch ge kenn z e i chnet , daß als weiterer Bestandteil 0,5 - 4 Gewichts-% Nickel verwendet wird.24. The method according to claim 23, characterized in that 0.5 - 4% by weight of nickel is used as a further constituent.
25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch ge kenn z e i chnet , daß als weiterer Bestandteil 0,5 - 4 Gewichts-% Chrom verwendet wird.25. The method according to claim 23, characterized in that 0.5 - 4% by weight chromium is used as a further constituent.
26. Verfahren nach Anspruch 23, 24 oder 25 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als weiterer Bestandteil 0,5 - 4 Gewichts-% Mangan verwendet wird.26. The method of claim 23, 24 or 25 d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that 0.5 - 4% by weight manganese is used as a further component.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 5 - 15 Gewichts-% Molybdän und/oder Kobalt enthält.27. The method according to any one of claims 23 to 26, characterized in that the additional material (7) contains 5-15% by weight of molybdenum and / or cobalt.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 10 - 25 Gewichts-% Kupfer enthält.28. The method according to any one of claims 23 to 27, that the additive (7) contains 10-25% by weight copper.
29. Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, bei welchem durch Einbringung von Energie ein Zusatzmaterial an derjenigen Stelle mit dem Zylinderkopf verschmolzen wird, an welchem der Ventilsitz gebildet werden soll, dadur ch ge kenn z e i chnet , daß als Zusatzmaterial (7) eine Legierung oder ein Gemisch aus einer Nickel-Chrom-Legierung sowie wenigstens einem weiteren Bestandteil verwendet wird.29.Method for producing a valve seat for a cylinder head of an internal combustion engine, in which, by introducing energy, an additional material is fused to the cylinder head at the point at which the valve seat is to be formed, so that the additional material (7 ) an alloy or a mixture of a nickel-chromium alloy and at least one further component is used.
30. Verfahren nach Anspruch 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Nickel-Chrom-Legierung 10 - 30 Gewichts-%30. The method according to claim 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the nickel-chromium alloy 10 - 30% by weight
Chrom und 70 - 90 Gewichts-% Nickel enthält.Chromium and 70 - 90% by weight contains nickel.
31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als weiterer Legierungsbestandteil 3 - 5 Gewichts- % Silizium verwendet werden.31. The method according to claim 29 or 30, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that 3 - 5% by weight silicon are used as a further alloy component.
32. Verfahren nach Anspruch 29, 30 oder 31, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als weiterer Legierungsbestandteil 3 - 5 Gewichts- % Bor verwendet wird.32. The method according to claim 29, 30 or 31, characterized in that as a further alloy component 3 - 5 weight % Boron is used.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als weiterer Legierungsbestandteil 3 - 5 Gewichts- % Eisen verwendet wird.33. The method according to any one of claims 29 to 32, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that 3-5% by weight iron is used as a further alloy component.
34. Verfahren nach Anspruch 29, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 10 - 40 Gewichts-% Molybdän enthält .34. The method according to claim 29, wherein the additional material (7) contains 10-40% by weight of molybdenum.
35. Verfahren nach Anspruch 29, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 5 - 10 Gewichts-% Kupfer und/oder Kobalt enthält.35. The method according to claim 29, wherein the additional material (7) contains 5-10% by weight of copper and / or cobalt.
36. Verfahren nach Anspruch 29, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 5 - 12 Gewichts-% Aluminium enthält .36. The method according to claim 29, which also means that the additional material (7) contains 5-12% by weight aluminum.
37. Verfahren nach Anspruch 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) 0,1 - 2 Gewichts-% Kohlenstoff und/oder Yttrium enthält.37. The method according to claim 29, so that the additional material (7) contains 0.1-2% by weight of carbon and / or yttrium.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 37, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) mittels eines Laserstrahls (9) mit dem Zylinderkopf (1) verschmolzen wird.38. The method according to any one of claims 1 to 37, so that the additional material (7) is fused to the cylinder head (1) by means of a laser beam (9).
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 37, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) mittels eines Elektronenstrahls mit dem Zylinderkopf (1) verschmolzen wird.39. The method according to any one of claims 1 to 37, characterized in that the additional material (7) is fused to the cylinder head (1) by means of an electron beam.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 39, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Bereich des Ventilsitzes (5) ein Magnetfeld vorgesehen ist, welches das Zusatzmaterial (7) bzw. die aus dem Zusatzmaterial (7) entstehende Schmelze (10) konturiert und/oder durchmischt.40. The method according to any one of claims 1 to 39, characterized in that in the region of the valve seat (5) a magnetic field is provided which contours the additional material (7) or the melt (10) formed from the additional material (7) and / or mixed.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 40, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) gleichzeitig mit der Energieeinbringung auf den Zylinderkopf (1) aufgebracht wird.41. The method according to any one of claims 1 to 40, that the additional material (7) is applied to the cylinder head (1) simultaneously with the introduction of energy.
42. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 41, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) in Pulverform auf den Zylinderkopf (1) aufgebracht wird.42. The method according to any one of claims 1 to 41, that the additional material (7) is applied in powder form to the cylinder head (1).
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 42, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) mittels einer Düse (8) auf den Zylinderkopf (1) aufgebracht wird.43. The method according to any one of claims 1 to 42, that the additional material (7) is applied to the cylinder head (1) by means of a nozzle (8).
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 40, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial (7) auf den Zylinderkopf (1) aufgebracht wird und anschließend mittels der E- nergieeinbringung mit dem Zylinderkopf (1) verschmolzen wird. 44. The method according to any one of claims 1 to 40, characterized in that the additional material (7) is applied to the cylinder head (1) and then is fused to the cylinder head (1) by means of the energy input.
45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch ge kenn z e i chnet , daß das Zusatzmaterial (7) in Pulverform auf den Zylinderkopf (1) aufgebracht wird.45. The method according to claim 44, characterized in that the additional material (7) is applied in powder form to the cylinder head (1).
46. Ventilsitzanordnung für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, mit mehreren, nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 45 hergestellten, aus dem Zusatzmaterial (7) bestehenden Ventilsitzen (5) , wobei die Ventilsitze (5) jeweils derart um einen ebenfalls aus dem Zusatzmaterial (7) bestehenden ringförmigen Bereich (5a) erweitert sind, daß sich die einzelnen ringförmigen Bereiche (5a) wenigstens teilweise überlappen. 46. Valve seat arrangement for a cylinder head of an internal combustion engine, with a plurality of valve seats (5) made by the method according to one of claims 1 to 45 and consisting of the additional material (7), the valve seats (5) in each case also being made of the additional material (7) existing annular area (5a) are expanded so that the individual annular areas (5a) at least partially overlap.
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