ES2228329T3 - Procedimiento para formar un revestimiento resistente al desgaste en/sobre componentes de un motor de combustion interna, especialmente un asiento de valvula. - Google Patents
Procedimiento para formar un revestimiento resistente al desgaste en/sobre componentes de un motor de combustion interna, especialmente un asiento de valvula.Info
- Publication number
- ES2228329T3 ES2228329T3 ES00108215T ES00108215T ES2228329T3 ES 2228329 T3 ES2228329 T3 ES 2228329T3 ES 00108215 T ES00108215 T ES 00108215T ES 00108215 T ES00108215 T ES 00108215T ES 2228329 T3 ES2228329 T3 ES 2228329T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- valve seat
- diamond
- metal
- titanium
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-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
- F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
- F01L3/04—Coated valve members or valve-seats
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Procedimiento para formar un revestimiento resistente al desgaste en superficies preconformadas de piezas de impulsión de válvulas de un motor de combustión interna, - en el que se dispone térmicamente un material compuesto de diamante-metal, caracterizado porque: - se reviste un asiento de válvula (4) formado por un procedimiento de arranque de virutas directamente en una zona del borde de un canal de selección de gas (2, 3) en una culata (1) de motor de combustión interna, hecha de un metal ligero, con un polvo de cobre-titanio mezclado con partículas de diamante, el cual - se introduce bajo una atmósfera de gas protector en una masa fundida producida por medio de un haz rico en energía en la zona de la superficie del asiento de válvula (4) para establecer una unión térmica del material de dicho polvo con el metal ligero, - añadiéndose a la matriz metálica de cobre-titanio formada a partir de una soldadura dura pulverizada partículas de diamante de D=1 ìm-15 ìm en una proporción en volumen de 10-60% y - estando la proporción de titanio entre 5 y 15% de partes en peso, y - lográndose la conformación definitiva del asiento de válvula revestido (4) por medio de rectificado y/o pulido.
Description
Procedimiento para formar un revestimiento
resistente al desgaste en/sobre componentes de un motor de
combustión interna, especialmente un asiento de válvula.
La invención se refiere, según el preámbulo de la
reivindicación independiente, a un procedimiento para formar un
revestimiento resistente al desgaste en superficies preconformadas
de piezas de impulsión de válvula de un motor de combustión
interna, en donde se dispone térmicamente un material compuesto de
diamante-metal.
Un revestimiento de esta clase con un material
compuesto de diamante-níquel se ha descrito en la
patente US 5,441,024 creadora del presente género de objeto y está
previsto para aumentar la resistencia al desgaste en el caso de una
pequeña holgura de deslizamiento permanente en un vástago de una
válvula selectora de gas de un motor de combustión interna. El
revestimiento se efectúa sin corriente eléctrica sobre una
superficie catalíticamente activa de la válvula selectora de gas
bajo la aportación de calor a temperaturas de hasta aproximadamente
95ºC.
Un bronce pulverizado con partículas de diamante
es aplicado sobre la pieza de trabajo en un procedimiento de
revestimiento conocido por la patente US 3,879,175 para producir
superficies de deslizamiento portantes duras y el bronce es fundido
bajo una ligera presión a aproximadamente 750ºC.
Se conoce también por la patente US 5,040,501 un
procedimiento para formar un revestimiento resistente al desgaste
tanto sobre un asiento de válvula instalado por separado como sobre
una válvula de platillo correspondiente de un motor de combustión
interna, en donde se produce primero para cada uno de los
componentes citados en una atmósfera que contiene carbono, mediante
aportación de energía, sobre la respectiva superficie del
componente, una capa de diamantes artificiales. En un paso
subsiguiente del procedimiento se reviste esta capa de diamantes
artificiales con un metal para lograr las propiedades tribológicas
necesarias. Este procedimiento es complicado y costoso de manera
desventajosa, pudiendo citarse como inconveniente adicional las
capas relativamente delgadas y sólo gruesas en algunas posiciones
atómicas, las cuales resultan dañadas durante una fuerte
deformación elástica o plástica del substrato del componente.
Se conoce por el documento GB 2 201 425 el
recurso de agregar a una matriz metálica partículas de diamante con
un tamaño de grano de 40-163 \mum en una
proporción en volumen de 24 a 60%. Este documento describe un
procedimiento para formar un revestimiento resistente de un
material compuesto de diamante-metal en/sobre una
herramienta, aplicándose primero el material compuesto que contiene
diamante sobre la herramienta por medio de proyección con llama y
uniéndose a continuación con la herramienta por sinterización
mediante acoplamiento térmico de los materiales y bajo una
temperatura relativamente alta y un calentamiento por resistencia
eléctrica.
Se conocen por la patente US 5,368,890 tamaños de
grano más pequeños para partículas de diamante de un procedimiento
de revestimiento.
El documento PCT/EP 96/04341 describe y muestra
un procedimiento de revestimiento para una herramienta en el que un
polvo proyectado de diamante- metal se funde por exposición a la
acción de un láser para adherirse a la superficie de la
herramienta.
Por la patente US 5,848,348 se conoce un
procedimiento de revestimiento con una matriz de
diamante-metal, en el que se forma una matriz de
metal o de carburo metálico sin aplicación de presión con ayuda de
microondas para obtener un cuerpo sinterizado.
Asimismo, se conoce por la patente US 4,749,594
un procedimiento de revestimiento en el que se aplica sobre un
cuerpo metálico un aglutinante orgánico para recibir un polvo
metálico mezclado, y sobre esta capa empezada a secar se aplica una
vez más aglutinante para recibir una capa de polvo de diamante,
desligándose térmicamente las capas bajo un atmósfera de gas
protector a aproximadamente 100ºC y uniéndose por soldadura dura
con el cuerpo metálico.
Por último, se conoce por la patente US 5,492,769
un procedimiento de revestimiento para materiales con capas
superficiales que han de reblandecerse para recibir partículas
duras, por ejemplo partículas de diamante, que están fijadas en la
capa superficial reendurecible.
La invención se basa en el problema de
perfeccionar el procedimiento del género expuesto de modo que
en/sobre partes de impulsión de válvula de un motor de combustión
interna se logre con un coste relativamente menor un revestimiento
altamente resistente al desgaste, disipador de calor y mecánicamente
resistente.
Este problema se resuelve con la reivindicación
independiente.
Con la invención se logra para un asiento de
válvula formado por arranque de viruta directamente en una culata
de una aleación de aluminio una unión obtenida ventajosamente por
acoplamiento de materiales entre el material base de aluminio de la
culata y el revestimiento reivindicado, con el que se combinan de
manera ventajosa adicional las propiedades características del
diamante, como, por ejemplo, la gran dureza, la alta conductividad
térmica y las buenas características tribológicas con las
ventajosas propiedades de la matriz de cobre-titanio
reivindicada, favoreciendo ventajosamente la matriz elegida,
especialmente por su alta afinidad con el material base de aluminio,
la conductividad térmica de las partículas de diamante sometidas
ventajosamente a una humectación metálica.
Las ventajas antes citadas se conservan cuando,
en lugar de titanio, se emplea, según la reivindicación 2, vanadio
o cromo o zirconio. Estos materiales son ciertamente conocidos para
revestimientos de diamante-metal, pero no para una
aplicación según la invención en una culata de metal ligero.
Respecto de la conductividad calorífica del
diamante o las partículas de diamante, cabe remitirse al documento
EP 0 364 155 A2, según el cual unas partículas de diamante
incrustadas, por ejemplo, en una matriz de cobre o de aluminio
sirven como dispositivos de disipación de calor.
Se describe la invención haciendo referencia a
una culata representada en el dibujo con asiento de válvula
integralmente formado a base de un metal ligero para un motor de
combustión interna.
Una culata 1 de flujo transversal representada
solamente de forma esquemática para un motor de combustión interna
no mostrado está hecha de una aleación de aluminio y presenta un
canal de admisión 2 y un canal de salida diametralmente dispuesto
3. Los canales 2 y 3 de selección de gas son controlados por medio
de válvulas de platillo no mostradas. Por cada válvula de platillo
está asociado un asiento de válvula 4 a cada canal 2, 3 por el lado
de la cámara de combustión.
Cada asiento de válvula 4 se ha formado primero
en su configuración geométrica por un procedimiento de arranque de
virutas directamente en la zona del borde de cada canal 2, 3 de
selección de gas de la
culata 1.
culata 1.
Para lograr un asiento de válvula 4 altamente
resistente al desgaste, buen disipador del calor y mecánicamente
resistente se reviste cada asiento de válvula 4 según la invención
con un material compuesto de diamante-metal,
revestimiento 5.
El material compuesto de
diamante-metal previsto para el revestimiento de los
asientos de válvula 4 comprende preferiblemente una matriz metálica
semejante a soldadura dura a base de un compuesto de
cobre-titanio, pulverizándose primero cada uno de
los metales citados y mezclándose los dos polvos metálicos uno con
otro o bien aleándolos o prealeándolos mecánica o térmicamente. A
este polvo de cobre-titanio se añaden partículas de
diamante con un tamaño de grano de, por ejemplo, 5 \mum en una
proporción en volumen de, por ejemplo, 45%, estando la proporción
de titanio entre 5 y 15% de partes en peso.
Bajo una atmósfera de gas protector, por ejemplo
una atmósfera de argón, este polvo de
diamante-metal es introducido en una masa fundida
producida por un haz rico en energía, por ejemplo un láser, en la
zona de la superficie de un asiento de válvula 4 para establecer
una unión térmica por medio de su material con el material de base
de la culata 1. La aplicación del revestimiento 5 se efectúa
continuamente, siendo hecha girar, por ejemplo, la culata 1 en torno
al eje de la respectiva válvula de platillo para el respectivo
asiento de válvula 4 o bien eligiéndose una conducción
correspondiente del haz.
Este compuesto de cobre-titanio
mezclado con partículas de diamante puede aplicarse de manera
ventajosa, sin una capa intermedia, sobre un componente de metal
ligero, tal como, por ejemplo, una culata, con lo que se logra un
procedimiento más sencillo.
La conformación definitiva del asiento de válvula
revestido 4 se efectúa por medio de rectificado y/o pulido.
En otra clase de aplicación del revestimiento se
pulverizan también los metales cobre y titanio preferiblemente
empleados, a los cuales se agrega un aglutinante polímero. Se pueden
añadir a este polvo metálico partículas de diamante con el tamaño
antes mencionado y en la proporción en volumen antes mencionada.
Este polvo de diamante-metal así formado, al
aplicarlo en una zona de la superficie del componente, se mantiene
en la superficie por medio del aglutinante polímero, tras lo cual el
revestimiento aplicado se refunde/funde sobre la superficie, después
de un desligado químico y/o térmico, por medio de un haz rico en
energía - haz de electrones o láser - para formar el revestimiento
5 firmemente adherido en la culata 1.
Aparte de titanio, pueden utilizarse también,
para la ventajosa humectación metálica de las partículas de
diamante, vanadio, cromo o zirconio en combinación con cobre.
Claims (2)
1. Procedimiento para formar un revestimiento
resistente al desgaste en superficies preconformadas de piezas de
impulsión de válvulas de un motor de combustión interna,
- en el que se dispone térmicamente un material
compuesto de diamante-metal,
caracterizado porque
- se reviste un asiento de válvula (4) formado
por un procedimiento de arranque de virutas directamente en una zona
del borde de un canal de selección de gas (2, 3) en una culata (1)
de motor de combustión interna, hecha de un metal ligero, con un
polvo de cobre-titanio mezclado con partículas de
diamante, el cual
- se introduce bajo una atmósfera de gas
protector en una masa fundida producida por medio de un haz rico en
energía en la zona de la superficie del asiento de válvula (4) para
establecer una unión térmica del material de dicho polvo con el
metal ligero,
- añadiéndose a la matriz metálica de
cobre-titanio formada a partir de una soldadura dura
pulverizada partículas de diamante de D = 1 \mum - 15 \mum en
una proporción en volumen de 10-60% y
- estando la proporción de titanio entre 5 y 15%
de partes en peso, y
- lográndose la conformación definitiva del
asiento de válvula revestido (4) por medio de rectificado y/o
pulido.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el material compuesto de
diamante-metal a base de cobre puede formarse
también con vanadio o cromo o zirconio.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19918813 | 1999-04-26 | ||
| DE19918813 | 1999-04-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2228329T3 true ES2228329T3 (es) | 2005-04-16 |
Family
ID=7905843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00108215T Expired - Lifetime ES2228329T3 (es) | 1999-04-26 | 2000-04-14 | Procedimiento para formar un revestimiento resistente al desgaste en/sobre componentes de un motor de combustion interna, especialmente un asiento de valvula. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1048825B1 (es) |
| DE (1) | DE50008880D1 (es) |
| ES (1) | ES2228329T3 (es) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10353473B4 (de) * | 2003-11-15 | 2007-02-22 | Daimlerchrysler Ag | Bauteil einer Brennkraftmaschine und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE102018212909B4 (de) * | 2018-08-02 | 2022-12-29 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren zur Ausbildung eines Ventilsitzes eines Zylinderkopfs, sowie mit dem Verfahren bearbeiteter Ventilsitzbereich des Zylinderkopfs |
| DE102019123456A1 (de) * | 2019-09-02 | 2021-03-04 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Tellerventil mit kern und verfahren zu deren herstellung |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3879175A (en) * | 1971-06-24 | 1975-04-22 | De Beers Ind Diamond | Bearing bodies and methods of forming bearing surfaces |
| DE3635369A1 (de) * | 1986-10-17 | 1988-04-28 | Degussa | Verfahren zum beschichten von oberflaechen mit hartstoffen |
| CH672320A5 (es) * | 1987-02-27 | 1989-11-15 | Inst Nadezhnosti I Dolgovechno | |
| US5040501A (en) | 1987-03-31 | 1991-08-20 | Lemelson Jerome H | Valves and valve components |
| US5368890A (en) * | 1992-09-01 | 1994-11-29 | De Nagybaczon; Erno N. | "Coating process for depositing extremely hard films on substrates" |
| US5492769A (en) * | 1992-09-17 | 1996-02-20 | Board Of Governors Of Wayne State University | Method for the production of scratch resistance articles and the scratch resistance articles so produced |
| US5441024A (en) * | 1994-05-09 | 1995-08-15 | Val-Kro, Inc. | Engine valve |
| US5848348A (en) * | 1995-08-22 | 1998-12-08 | Dennis; Mahlon Denton | Method for fabrication and sintering composite inserts |
| ES2153986T3 (es) * | 1995-10-05 | 2001-03-16 | Blz Gmbh | Procedimiento para la fabricacion de una herramienta de corte. |
-
2000
- 2000-04-14 ES ES00108215T patent/ES2228329T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-14 EP EP00108215A patent/EP1048825B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-14 DE DE2000508880 patent/DE50008880D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE50008880D1 (de) | 2005-01-13 |
| EP1048825A1 (de) | 2000-11-02 |
| EP1048825B1 (de) | 2004-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3034902B1 (en) | Brake disc and method of manufacturing the same | |
| JP7369307B2 (ja) | 車両用ブレーキの構成要素およびその製造方法 | |
| CA2407390C (en) | Abrasion-resistant coating and method for applying the same | |
| TWI244418B (en) | Reducing metals as a brazing flux | |
| JP4791487B2 (ja) | 半導体素子実装用基板とそれを用いた半導体装置および半導体素子実装用基板の製造方法 | |
| JP6157452B2 (ja) | ブレーキディスクおよびブレーキディスクの製造方法 | |
| JP4589458B2 (ja) | 滑り対偶に属する機械部材および当該機械部材の製造方法 | |
| ES2791711T3 (es) | Método y dispositivo para aplicar capas de material a una pieza de trabajo de TiAl | |
| US11396207B2 (en) | Wheel hub unit with thermally insulating coating for reducing the thermal load on a wheel bearing | |
| ES2976057T3 (es) | Disco de freno y procedimiento para su fabricación | |
| ES2228329T3 (es) | Procedimiento para formar un revestimiento resistente al desgaste en/sobre componentes de un motor de combustion interna, especialmente un asiento de valvula. | |
| Gorjan et al. | Ceramic protection plates brazed to aluminum brake discs | |
| CN105556005A (zh) | 用于生产制动盘的方法及制动盘 | |
| CN115596786A (zh) | 用于机动车的制动体以及用于制造制动体的方法 | |
| JP2006516313A (ja) | 弁座及び弁座を製造する方法 | |
| JP5391448B2 (ja) | ブレーキ用ディスクロータ | |
| WO1996015359A1 (fr) | Piece coulissante en ceramique | |
| KR102279857B1 (ko) | 초경합금을 접합한 디젤 엔진용 타펫의 개량된 제조방법 | |
| JPH10141019A (ja) | 内燃機関用タペット及びその製造方法 | |
| JPH08270499A (ja) | 接合型バルブシート | |
| US7552911B2 (en) | Multipart composite valve for an internal combustion engine | |
| JP2003326387A (ja) | 金属部材の補修用ろう材、補修用材料および補修方法 | |
| TW499553B (en) | Method for making a brake disk | |
| KR100205795B1 (ko) | 내연기관용 밸브리프터 및 그 제조방법 | |
| JPH09112217A (ja) | バルブリフタおよびバルブリフタの製造方法 |