NL7807697A

NL7807697A - Werkwijze voor het vervaardigen en verbeteren van de slijtbestendigheid van zuigerveerspanningen voor motoren.

Info

Publication number: NL7807697A
Application number: NL7807697A
Authority: NL
Original assignee: Horst Europ Bv V D
Priority date: 1978-07-18
Filing date: 1978-07-18
Publication date: 1980-01-22

Description

V

vo 4706

Van der Horst Europe B.V.

ZWOLLE

Werkwijze voor het vervaardigen en verbeteren van de slijtbestendigheid van zuigerveerspanningen voor motoren.

* De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verbeteren van de slijtbestendigheid van zuigerveerspanningen van zuigers voor motoren, waarbij men het oppervlak van zuigerveergroeven met een metaal beklbedt.

5 Bij zuigers voor motoren, waarbij het kan gaan om zuigers voor zo wel snel als langzaam lopende viertakt- en tweetakt-motoren, bestaat het algemeen bekende probleem van de slijtage van de flanken van de zuigerveergroeven. Hierdoor ontstaat het gevaar, dat de zuigerveren breken en de motor vastloopt.

10 Het is bekend, dat men op verschillende panieren heeft geprobeerd om dit probleem zoveel mogelijk op te heffen. Volgens de bekende werkwijze worden de zuigerveergroeven bekleed met een laag chroom en vojgpns een andere bekende werkwij ze worden de flanken van de zuigerveergroeven gevlamhard.

15 De bekende werkwijzen hebben gemeen, dat men de verbetering van de weerstand van de zuigerveergroeven tegen slijtage tracht te realiseren door het oppervlak van de groeven zo hard mogelijk te maken.

Dit blijkt bijvoorbeeld uit de volgende literatuurplaatsen: - Mittelschnellaufende Viertakt-Dieselmotoren, Entwicklungs- 20 perspektieven, Dr. Ing. H.R. Lembcke, MAK, blz. 19, - MAN Zweitakt-Dieselmotor K 86/l6 OE, Technische Information,blz.3, - B & W's K-SF Series, Shipbuilding & Marine Engineering International, mei 1975, blz. 287, en - Sulzer Technical Information nr. 760-335^-E, blz. 86-87.

25 Volgens de uitvinding heeft men nu gebroken met de algemeen gehuldigde opvatting van de deskundigen, dat de slijtage van de zuigerveergroeven in hoofdzaak dient te worden tegengegaan door 1 780 76 97 *' 2 / het oppervlak van de groeven zo hard mogelijk te maken. Men heeft namelijk gevonden, dat een aanzienlijke verbetering van de weerstand tegen slijtage van de zuigerveergroeven kan worden bereikt, wanneer men de groeven bekleedt met een metaal of een metaal-5 legering, die een verbetering van de corrosiebestendigheid van het oppervlak van de groeven bewerken, terwijl een dergelijke bekleding veelal ten koste gaat van de hardheid van het betreffende oppervlak.

De in de aanhef van de beschrijving aangegeven werkwijze 10 wordt derhalve volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat men het oppervlak van de zuigerveergroeven bekleedt met een metaal of een . metaallegering, die een wezenlijke verbetering van de weerstand van het oppervlak van de groeven tegen corrosie bewerkt, met dien verstande, dat de bekleding met zuiver of nagenoeg zuiver chroom wordt 15 uitgesloten.

Opgemerkt wordt, dat de bekleding met zuiver of nagenoeg zuiver chroom is uitgesloten, omdat enerzijds de bekleding met chroom met het doel de hardheid van het oppervlak te vergroten bekend is en anderzijds chroom de eigenschap heeft, dat het in 20 zekere mate corrosiebestendig is. Voor het verkrijgen van de verbetering, die volgens de uitvinding kan worden bereikt, is de corrosiebestendigheid van chroom echter volstrekt onvoldoende.

De metalen of metaallegeringen, die volgens de uitvinding kunnen worden toegepast en een wezenlijke verbetering van de corrosie-25 bestendigheid van het oppervlak van de zuigerveergroeven bewerken, kunnen bijvoorbeeld Ki, Co, Ki-Fe, Ni-Co, Ki-Fe-Co, Co-W-Mo,

Sn-Ki, Cr-W, Cr-Mo en Cr-V-Mo zijn.

Het wordt bijzonder verrassend geacht, dat juist met Ki of Ni-legeringen bijzonder goede resultaten worden verkregen, omdat 30 het algemeen bekend is, dat Ki een betrekkelijk slechte weerstand tegen slijtage bezit.

Het bekleden van de zuigerveergroeven met de onderhavige metalen of metaallegeringen kan op een gebruikelijke wijze worden uitgevoerd. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om de bekleding van de 35 groeven uit te voeren met behulp van een bekledingsbad, waarbij zo wel onder toepassing van een stroom als stroomloos kan worden gewerkt.

0 j* 780 76 97 ""I......

V

. . \ 3

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige werkwijze worden in de metaalbekledingen harde deeltjes ingebouwd, bijvoorbeeld deeltjes van metaalcarbiden, zoals SiC, ZrC en B^C, van metaaloxyden, zoals AlgO^ en SiOg, van metaalnitriden, zoals 5 boornitride, en ook van diamant. Hierdoor kan het bereikte voor deel met betrekking tot de corrosiebestendigheid gecombineerd worden met een bevredigende hardheid van de bekledingslaag, hetgeen vooral bij de toepassing van nikkel het geval is.

Volgens een andere uitvoeringsvorm worden in de bekledings-10 laag deeltjes ingebouwd, die de metaalbekleding zelf-smerende eigenschappen geven, bijvoorbeeld deeltjes van grafiet, MoSg,

BaSO. of van een kunststof, zoals Teflon. Hierdoor kan de slij-tage van de flanken van de zuigerveergroeven tot een minimum worden beperkt.

15 Bij een bekleding langs elektrolytiscfae weg wordt de metaal- laag op een gebruikelijke wijze uit een oplossing van het betreffende metaal of de metalen in water of uit een smelt van een zout van het betreffende metaal neergeslagen. Hierbij wordt gewoonlijk gebruik gemaakt van een onoplosbare anode, maar ook een oplos- - 20 bare anode kan worden toegepast. De zuiger zal in het circuit op een gebruikelijke wijze als kathode worden geschakeld, waarbij de zuigeropstelling zowel stilstaand als roterend kan worden uitgevoerd. Ook de stroomvoorziening vindt op een gebruikelijke wijze . plaats, bijvoorbeeld met behulp van een gelijkrichter.

25 Wanneer men harde deeltjes wenst in te bouwen, dan be vinden deze deeltjes zich in de vorm van een suspensie in de waterige oplossing of een smelt, waarbij de suspensie in stand kan worden gehouden door middel van een roerder of door het doorleiden van een gas, zoals lucht.

30 Bij het stroomloos neerslaan van metaallagen, al dan niet met inbouw van harde deeltjes, worden de metaalatomen door reductie in het bad zelf vanuit hun ionen gevormd en op het te bekleden oppervlak neergeslagen. Vooral bij deze methode zal door een geschikte bedekking van alle delen van de zuiger behalve de zuiger-35 veergroeven moeten worden voorkomen, dat het metaal niet op on gewenste plaatsen neerslaat.

T 7807697

J

u

De metaalbekleding wordt in de groeven aangebracht in een dikte, die voldoende is om de corrosie doelmatig te verhinderen. De dikte hangt onder meer af van de afmetingen van de groeven, de toe te passen brandstof en de aard van het bekledingsmetaal en bedraagt gewoonlijk 5 0,01 - 5 mm en bij voorkeur 0,20 - 0,50 mm.

Ten opzichte van de bekende werkwijze, waarbij men de zuiger-veergroeven bekleedt met chroom, heeft de onderhavige werkwijze naast het voordeel van een aanzienlijk verminderde slijtage, nog het voordeel, dat, in het bijzonder bij de toepassing van nikkel, bekledingen 10 met een sterk uniforme laagdikte kunnen worden verkregen. Bij de bekende bekleding met chroom, ttad namelijk het verschijnsel op van een afname van de laagdikte van de bekleding in de groeven, en wel van voren naar achteren. Hierdoor was het noodzakelijk om met een overmaat van het bekledingsmetaal te werken. Een dergelijke overmaat is nu bij de onder-15 havige werkwijze overbodig.

De uitvinding wordt aan de hand van de voorbeelden nader toegelicht.

Voorbeeld

De flanken van zuigerveersponningen van een dieselmotorzuiger 20 werden op een gebruikelijke wijze bekleed met een laag Ni-SiC van 0,3 mm.

Na een langdurige beproeving werd vastgesteld, dat, in vergelijking met een analoge bekleding van de sponningen met chroom, een sterk verminderde slijtage was opgetreden.

q \ 730 76 9 7

Claims

1. Werkwijze voor het verbeteren van de slijtbestendig-heid van zuigerveerspanningen van zuigers voor motoren, waarbij men het oppervlak van zuigerveergroeven met een metaal bekleedt, met het kenmerk, dat men het oppervlak van de zuigerveergroeven, althans de 5 flanken daarvan, bekleedt met een metaal of een metaallegering, die een wezenlijke verbetering van de weerstand van het oppervlak van de groeven tegen corrosie bewerkt, met dien verstande, dat de bekleding met zuiver of nagenoeg zuiver chroom wordt uitgesloten.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men 10 bekleedt met nikkel, cobalt, nikkel-ijzer, nikkelrcobalt, nikkel- ijzer-cobalt, cobalt-wolfraam-molybdeen, tin-nikkel, chroom-wolffaam, chroom-molybdeen of chroom-wolffaam-molybdeen.

3. Werkwijze volgens conclusies 1-2, met het kenmerk, dat men in de bekledingslaag harde deeltjes opneentt.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat men deeltjes van een carbide, oxyde of nitride, of diamantdeeltjes op-neemt·

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat men in de beklèdingslaag deeltjes opneemt, die de bekledingslaag 20 zelfsmerende eigenschappen geven.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat men deeltjes toepast van grafiet, M0S2, BaSO^ of Teflon.

7. Werkwijze volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat men als metaal nikkel en als harde deeltjes siliciumcarbiden 25 toepast.

8. Zuigers voor motoren, voorzien van zuigerveerspanningen, verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens conclusies 1-7. c 5 7807697 \s \