NO333333B1

NO333333B1 - Stempel for en stor motor, og fremgangsmate for fremstilling av et slitasjebeskyttelsessjikt pa et slikt stempel

Info

Publication number: NO333333B1
Application number: NO20055060A
Authority: NO
Inventors: Lech Moczulski; Michael Eis Benzon; Jesper Vejlo Carsensen; Steen Krogh Jensen
Original assignee: Man B & W Diesel As
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2013-05-06
Also published as: RU2005136884A; PL1618323T3; HRP20050931A2; WO2004097272A1; EP1618323B1; CN100408891C; JP2006522886A; KR100689957B1; NO20055060L; HRP20050931B1; DE502004001170D1; JP4171042B2; ATE335944T1; ES2270368T3; KR20060007410A; RU2310089C2; CN1780997A; DE10319141A1; EP1618323A1

Abstract

På et stempel for en stor motor, med én av et jernmateriale bestående stempeltopp (1) som har omløpende stempelringspor (4) for opptak av en respektiv stempelring (3), idet i det minste det øverste, nærmest forbrenningsrommet beliggende stempelringspor (4) er forsynt med et slitasjebeskyttelsessjikt (5) i området ved den sideflaten som ligger lengst fra forbrenningsrommet, kan det oppnås en høy sliteevne og levetid for slitasjebeskyttelsessjiktet (5) dersom slitasjebeskyttelsessjiktet (5) har en metallisk matrise (7) hvori det er innleiret bærepartikler (6), hvilke bærepartikler har en større hardhet enn krom. Slitasjebeskyttelsessjiktet (5) kan påsprøytes, påsmeltes eller påloddes.

Description

Ifølge et første oppfinnerisk aspekt vedrører oppfinnelsen et stempel for en stor motor, særlig en stor totakt-dieselmotor, med én av jernmateriale bestående stempeltopp med omløpende stempelringspor for opptak av en respektiv stempelring, idet i det minste det øverste, nærmest forbrenningsrommet plasserte stempelringspor er forsynt med et slitasjebeskyttende sjikt i området til dets fra forbrenningsrommet lengst vekk liggende sideflate.

Ifølge nok et oppfinnerisk aspekt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for tilveiebringelse av et slitasjebeskyttelsessjikt på et slikt stempel, hvilket slitasjebeskyttelsessjikt påføres på stempeltoppens jernmateriale i området til den sideflate i stempelringsporet som ligger lengst fra forbrenningsrommet.

Fra CH 375951 er det vist et stempel for en stor motor der minst en side av stempelringsporet er anordnet med et slitasjebeskyttelsessjikt av krom. Videre skal det vises til publikasjonene GB 2246145 og EP 0573383 som begge også vedrører slitasjesjikt.

Ved de kjente utførelser av denne type er slitasjebeskyttelsessjiktet utformet som én av hardtkrom bestående plettering, hvilken plettering som regel påføres elektrogalvanisk. Disse hittil anvendte slitasjebeskyttelsessjikt har imidlertid vist seg ikke å være motstandsdyktige ved høye belastninger i form av høye trykk og høye temperaturer og/eller ved en høy konsentrasjon av slitende partikler i ladeluften, etc. Dette har medført en forholdsmessig kort levetid.

Det er derfor en hensikt med foreliggende oppfinnelse å forbedre et stempel av den innledningsvis nevnte type ved hjelp av enkle og kostnadsgunstige midler, slik at man også ved høye belastninger vil få en forholdsmessig lang levetid for slitasjebeskyttelsessjiktet. Det er også en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en enkel fremgangsmåte for påføring av et slitasjebeskyttelsessjikt ifølge oppfinnelsen.

Den første hensikt oppnås i forbindelse med et stempel av den nevnte type ved at slitasjebeskyttelsessjiktet har en metallisk matrise hvor det er innleiret bærepartikler, idet i det minste bærepartiklene har en større hardhet enn krom.

Hardheten og dermed motstandsevnen til slitasjebeskyttelsessjiktet bestemmes i første rekke av bærepartiklenes egenskaper. Da disse har en større hardhet enn krom henholdsvis kromoksid, vil tiltakene ifølge oppfinnelsen derfor gi en øket slitasjefasthet sammenlignet med de kjente krom-beskyttelsessjikt. Da de harde bærepartikler er innleiret i en mykere matrise, oppnås allikevel en tilstrekkelig duktilitet i slitasjebeskyttelsessjiktet. Ved at bærepartiklene er innleiret i en matrise, kan det for danning av bærepartiklene på fordelaktig måte også benyttes slike materialer som ikke lar seg fremstille in situ som fastlegemer med den ønskede tykkelse. Tiltakene ifølge oppfinnelsen muliggjør derfor fremstillingen av et slitasjebeskyttelsessjikt med enhver ønsket tykkelse og med den ønskede høye bæreevne, hvilket på fordelaktig måte medfører en lang levetid.

Fordelaktige utførelsesformer og hensiktsmessige videreutviklinger av disse overordnede tiltak er angitt i de uselvstendige patentkrav. Således kan bærepartiklene hensiktsmessig ha en avrundet form. Man vil derved være sikret at bærepartiklene ikke virker som slipekorn, slik at man derved unngår en uønsket slitasje av den tilhørende stempelring. Samtidig vil man være sikret en pålitelig avstøtting og forankring i matrisen.

Nok et hensiktsmessig ytterligere tiltak kan være at bærepartiklene har en diameter på fra 20-60 \ i. Dette muliggjør en forholdsmessig høy andel av, så vel som en homogen fordeling av bærepartiklene. Hensiktsmessig kan slitasjebeskyttelsessjiktet bestå av 50 volum% bærepartikler.

En ytterligere videreutvikling av de overordnede tiltak kan være at matrisen består av en legering som inneholder bestanddelene nikkel, krom, bor og silisium. En slik legering gir det på fordelaktig måte matrisen en forholdsmessig stor hardhet. Dessuten vil det nevnte materialet også ha gode flytegenskaper, hvilket sikrer en enkel sprøytebearbeidelse og oppnåelsen av en jevn tykkelse for slitasjebeskyttelsessjiktet.

Fordelaktig kan bærepartiklene bestå av keramisk materiale, fortrinnsvis WC. Disse tiltak vil på en særlig kostnadsgunstig måte gi meget harde bærepartikler.

Hensiktsmessig er tykkelsen til slitasjebeskyttelsessjiktet 0,3-0,5 mm. Derved er man sikret at klaringen i stempelringsporet ikke blir for stor ettersom slitasjebeskyttelsessjiktet nedslites.

En ytterligere fordelaktig utforming av de overordnede tiltak kan bestå i at tykkelsen til slitasjebeskyttelsessjiktet øker innenfra og radielt utover. I stempelringsporets radielt ytre område vil belastningen være størst, slik at man også der må ha den høyeste bæreevnen, hvilket oppnås ved at tykkelsen øker radielt utover. De nevnte tiltak sikrer også at tetthetsfordelingen over stempelringsporets radielle bredde omtrentlig vil tilsvare belastningen, slik at man kan forvente en forholdsmessig jevn nedsliting over hele bredden. Derved forebygges en uønsket kanting av stempelringen.

Et ytterligere fordelaktig tiltak kan være ett hvor jernmaterialet i stempeltoppen herdes i det minste i slitasjebeskyttelsessjiktets hosliggende område. Derved motvirkes en innsynking av slitasjebeskyttelsessjiktet i grunnmaterialet samtidig som det unngås en for stor hardhetsforskjell mellom slitasjebeskyttelsessjiktet og grunnmaterialet, hvilket likeledes vil ha en fordelaktig innvirkning på holdbarheten. Den andre del av den innledningsvis nevnte hensikt oppnås i forbindelse med den nevnte fremgangsmåte ved at materialet som danner slitasjebeskyttelsessjiktet og består av et aggregat med en metallisk legering som danner en matrise, og i denne opptatte bærepartikler med større hardhet enn krom, fortrinnsvis en større hardhet enn 1600 HV, sprøytes på den forberedte sideflaten i stempelringsporet, idet metallegeringen som danner matrisen, foreligger i en smeltet aggregattilstand, og at det deretter eller samtidig gjennomføres en varmebehandling av det påsprøytede materialet.

Ved at det materialet som danner slitasjebeskyttelsessjiktet, sprøytes direkte på den tilordnede sideflaten i stempelringsporet, oppnår en god forbindelse med grunnmaterialet. Den etterfølgende varmebehandling sikrer at tykkelsesforskjeller, som vil kunne oppstå som følge av sprøytevinkelen, utlignes på en pålitelig måte. Samtidig vil varmebehandlingen også gi den ønskede herding av grunnmaterialet.

Hensiktsmessig kan sprøytevinkelen endres over stempelringsporets bredde, idet sprøytevinkelen da er brattere i det radielt sett ytre området enn i det radielt sett indre området. På denne måten oppnås det på en fordelaktig måte en ønsket større tetthet.

Den nevnte oppfinneriske hensikt kan i forbindelse med fremgangsmåten også oppnås ved at det materialet som danner slitasjebeskyttelsessjiktet og som består av et aggregat med en metallisk legering som danner en matrise med i denne opptatte bærepartikler som har en større hardhet enn krom, fortrinnsvis en større hardhet enn 1600 HV, legges på den forberedte sideflaten i stempelringsporet i en ved hjelp av et bindemiddel bundet form, hvoretter det foretas en varmebehandling ved hvilken metallegeringen som danner matrisen smelter og bindemidlet forbrennes. Man unngår da de i sammenheng med en sprøyting for hånden vanskeligheter, som særlig opptrer ved forholdsmessig dype, trange stempelringspor.

Hensiktsmessig kan man gå frem slik at det med det materialet som danner slitasjebeskyttelsessjiktet og under anvendelse av bindemidlet tilveiebringes råemner i form av et segment av det ringformede slitasjebeskyttelsessjikt, hvilke råemner legges på grunnmaterialet og deretter underkastes en varmebehandling. Fremstillingen av råemner letter håndteringen.

Et ytterligere, i alle tilfeller fordelaktig tiltak kan være å gjennomføre varmebehandlingen under en tilførsel av beskyttelsesgass. Derved hindres en oksidering, særlig i forbindelsessonen med grunnmaterialet, hvilket sikrer oppnåelsen av god forbindelse mellom slitasjebeskyttelsessjiktet og grunnmaterialet.

Ytterligere fordelaktige utførelser og hensiktsmessige videreutviklinger av de overordnede tiltak er angitt i de resterende uselvstendige patentkrav og vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse under henvisning til tegningen, hvor:

Fig. 1 viser et utsnitt av et stempel i en stor totakt-dieselmotor,

Fig. 2 viser et forstørret bilde av slitasjebeskyttelsessjiktet i fig. 1,

Fig. 3 viser et forstørret riss av et stempelringspor som i fig. 1 og med et delvis påsprøytet slitasjebeskyttelsessjikt, Fig. 4 viser et forstørret bilde av et stempelringspor som i fig. 1, under en varmebehandling av slitasjebeskyttelsessjiktet, og Fig. 5 viser et grunnriss av i stempelringsporet innlagte, segmentformede råemner for slitasjebeskyttelsessjiktet.

Oppfinnelsens hovedanvendelsesområde er store totakt-dieselmotorer og lignende store motorer. Oppbyggingen og virkningsmåten til slike motorer er i og for seg kjent.

I fig. 1 viser den øvre del, dvs. den såkalte stempeltopp 1 på et stempel 2 i en stor totakt-dieselmotor. I store motorer av denne type består stempeltoppen 1 av et jernmateriale, så som grått støpejern eller stålstøpegods. Stempeltoppen 1 på hvert stempel 2 har én av flere under hverandre anordnede stempelringer 3 bestående stempelringpakke som tetter spalten mellom stempeltoppens 1 mantelflate og løpeflaten til sylinderen hvor stempelet 2 beveger seg. Stempelringene 3 er opptatt i respektive stempelringspor 4 i stempeltoppen 1.

I det minste det øverste stempelringspor 4, dvs. det stempelringspor 4 som ligger nærmest det av stempelet begrensede forbrenningsrom, er i området til den nedre, dvs. den lengst fra forbrenningsrommet liggende sideflate forsynt med et slitasjebeskyttelsessjikt 5 som den tilhørende stempelring 3 ligger an mot. Hensiktsmessig er flere, innbyrdes hosliggende, øvre stempelringspor 4 forsynt med et slikt slitasjebeskyttelsessjikt 5.1 det viste utførelseseksempel er samtlige stempelringspor 4 forsynt med et slikt slitasjebeskyttelsessjikt 5.

Slitasjebeskyttelsessjiktet 5 inneholder, slik det best er vist i den forstørrede fig. 2, bærepartikler 6 med en stor hardhet. Disse bærepartikler er innleiret i en metallisk matrise 7, som er forbundet med det av et jernmateriale dannede grunnmaterialet i stempeltoppen 1. Hardheten til bærepartiklene 6 er større enn hardheten til krom henholdsvis hardheten til det på kromoverflaten dannede kromoksid. Det benyttes for dette bærepartikler 6 som har en hardhet på mer enn 1600 HV. Materialet i matrisen 7 har en mindre hardhet enn bærepartiklene 6, hvilket sikrer en tilstrekkelig duktilitet for slitasjebeskyttelsessjiktet 5. Et egnet materiale for matrisen 7 er en Ni-Cr-Si-Fe-B-C-legering. Denne legering inneholder hensiktsmessig 74 % nikkel, 15 % krom, 4 % silisium, 3,5 % ferrum, 3 % bor og 0,5 % karbon.

Bærepartiklene 6 består hensiktsmessig av keramisk materiale, hvilket muliggjør en kostnadsgunstig bruk. Bærepartikler 6 av WC (wolframkarbid) har vist gode resultater under forsøk.

Bærepartiklene 6 har hensiktsmessig, som antydet i fig. 2, en avrundet til kuleformet utforming. Diameteren til bærepartiklene 6 utgjør 20-60 \ i. Hensiktsmessig er bærepartiklene 6 jevnt fordelt i matrisen 7. Andelen av bærepartikler 6 i det totale slitasjebeskyttelsessjikt 5 kan være opptil 80 volum%. Forsøk med en andel på 50 % har gitt gode resultater.

Tykkelsen til slitasjebeskyttelsessjiktet 5 er dimensjonert slik at ved nedslitt slitasjebeskyttelsessjikt 5 vil den tillatte klaring mellom stempelringen 3 og stempelringsporet 4 ikke overskrides. Hensiktsmessig har derfor slitasjebeskyttelsessjiktet 5 en tykkelse på høyst 1 mm, fortrinnsvis fra 0,3-0,5 mm. I særlig store anordninger ligger den nevnte tykkelsen til slitasjebeskyttelsessjiktet 5 nærmere den øvre grense og omvendt.

Slitasjebeskyttelsessjiktet 5 kan ha en enhetlig tetthet over hele bredden. Hensiktsmessig tilsvarer imidlertid tetthetsforløpet over bredden omtrent belastningsforløpet over bredden. Tilsvarende øker derfor tettheten radielt utover og vil i området ved den ytre kanten i stempelringsporet 4 ha sin maksimale verdi. Derved oppnås en i hovedsaken jevn slitasje over stempelringsporets bredde, slik at den tilhørende stempelring 3 ikke vipper og en kanting hindres.

Slitasjebeskyttelsessjiktet 5 er, som vist i fig. 1, utformet som fylling i en lomme som dannes av en i stempeltoppens grunnmateriale 1 innarbeidet avtrapping 8. Denne lommen er åpen oppad og strekker seg i radialretningen fra et indre trinn 9 og til den ytterste kanten i det tilhørende stempelringspor 4. Trinnet 9 mot avtrapningen 8 vendte flanke er avskrådd, slik at avtrapningen 8 og slitasjebeskyttelsessjiktet 5 der er tilspisset radielt innover. Mellom trinnet 9 og stempelringsporets 4 radielt indre begrensning er det anordnet et omløpende spor 10. Hensikten med dette er å hindre kjervspenninger og varmebrudd.

Slitasjebeskyttelsessjiktet 5 kan, som antydet i fig. 3, sprøytes på grunnmaterialet, eksempelvis ved hjelp av plasmasprøyting eller HVOF-sprøyting. For dette benyttes det en i figuren som et sprøytehode 11 antydet sprøyteinnretning hvormed materialet som danner slitasjebeskyttelsessjiktet 5 kan sprøytes inn i den lomme som dannes av avtrapningen 8. Dette er antydet med sprøytestråler 12. Sprøytevinkelen kan, som antydet i fig. 3 med pilen 13, varieres, slik at det i området ved stempelringsporets ytre kant foreligger en brattere sprøytevinkel enn i området ved slitasjebeskyttelsessjiktets 5 indre kant. På denne måten kan det i området ved slitasjebeskyttelsessjiktets 5 ytre kant oppnås en større tetthet i slitasjebeskyttelsessjiktet 5 enn i det indre kantområdet.

Materialet som danner matrisen 7 vil under sprøytingen foreligge i en flytende, dvs. varmsmeltet form, og materialet vil forbinde seg med grunnmaterialet når det størkner. Bærepartiklene 6 er strødd inn i det flytende matrisematerialet og sprøytes på sammen med dette. Når matrisematerialet størkner, fikseres bærepartiklene i matrisen.

Etter sprøytingen foretas det en i fig. 4 antydet varmebehandling. For dette er det i det viste eksempel benyttet en varmeinnretning 14 som er ført inn i stempelringsporet 4 og som kan benyttes for oppvarming av det innsprøytede slitasjebeskyttelsessjikt 5. Varmeinnretningen 14 består av minst ett forholdsmessig kort, i stempelringsporet 4 innført varmesegment som er induktivt oppvarmbart, dvs. at det har minst én med elektrisk strøm pådragbar spole. Under varmebehandlingen roteres stempeltoppen med stempelringsporene 4, slik at hele omkretsen behandles. Som regel vil én omdreining være tilstrekkelig. Denne prosess gjentas hensiktsmessig for hvert stempelringspor 4 som er forsynt med et slitasjebeskyttelsessjikt 5. Man kan imidlertid også tenke seg å gjennomføre en samtidig varmebehandling for flere eller samtlige stempelringspor 4 som er forsynt med et slitasjebeskyttelsessjikt. Likeledes kan det også benyttes flere, over omkretsen fordelte varmesegmenter, hvorved omdreiningsvinkelen reduseres. Istedenfor en induktiv oppvarmbar varmeinnretning kan man naturligvis også benytte en med én eller flere brennere forsynt varmeinnretning eller en laser-varmeinnretning.

Den ved hjelp av varmeinnretningen 14 oppnåbare temperatur er høyere enn smeltetemperaturen til materialet i matrisen 7.1 det viste eksempel skal denne temperatur være 1000-1200°C. Med denne varmebehandlingen utlignes små tykkelsesforskjeller, som ikke er til å unngå under sprøytingen. Samtidig herdes derved det til slitasjebeskyttelsessjiktet 5 hosliggende område 15 av grunnmaterialet, hvilket er antydet med en brutt linje i fig. 4. Hensiktsmessig kan varmeinnretningen være slik utformet eller varmebehandlingen kan gjennomføres slik at det ikke bare gjennomføres en herding i området 15 ved stempelringsporets 4 nedre sideflanke, men også oppnås en herding i området ved den øvre sideflanke, hvilket i fig. 4 likeledes er antydet med en brutt linje 16.

I utførelseseksemplet foretas varmebehandlingen i tilknytning til sprøytingen. Det vil imidlertid være mulig å gjennomføre varmebehandlingen allerede under sprøytingen. I alle tilfeller gjennomføres sprøytingen og varmebehandlingen i en beskyttelsesgassatmosfære, slik at man hindrer oksidering. Beskyttelsesgassen, eksempelvis argon, kan tilføres med de i fig. 3 og 4 antydede, til sprøytehodet 11 henholdsvis varmeinnretningen 14 tilordnede dyser 17, 18. Disse dyser er forbundet med en her ikke vist beskyttelsesgasskilde.

For under påsprøytingen av slitasjebeskyttelsessjiktet å unngå en uønsket belegging av trinnet 9 og sporet 10 så vel som stempelringsporets 4 radielt sett indre vegg, kan, som vist i fig. 3, en egnet tildekning 21 benyttes. Det kan her dreie seg om en i stempelringsporet 4 innlagt, av flere segmenter bestående ring, som gir den ønskede tildekning. Tildekningen er omkretsmessig slik behandlet eller består av slikt materiale, eksempelvis messing, at tildekningen ikke binder seg til slitasjebeskyttelsessjiktet 5. Påsprøytingen forenkles meget når det benyttes en slik tildekning.

En annen mulighet for påføring av slitasjebeskyttelsessjiktet 5 er én hvor materialet som danner slitasjebeskyttelsessjiktet 5, dvs. matrisematerialet med deri opptatte bærepartikler 6, legges i én ved hjelp av et bindemiddel bundet henholdsvis presintret form på den forberedte, nedre sideflanke i det aktuelle stempelringspor 4, hvoretter det gjennomføres en varmebehandling hvor matrise-metallegeringen smelter og bindemidlet forbrennes. Med en slik fremgangsmåte kan man unngå de vanskeligheter som man må regne med ved en sprøyting særlig i meget dype og trange stempelringspor, hvor man må arbeide med forholdsmessig små sprøytevinkler.

Bindemidlet kan være slik at det sammen med materialet som danner slitasjebeskyttelsessjiktet 5, danner en pasta som kan påføres den aktuelle sideflanken i et stempelringspor. Man kan også tenke seg en fremstilling av et mellomprodukt i form av massive, plateformede eller båndformede råemner, som legges inn i stempelringsporet 4.1 ethvert tilfelle foretas det deretter en varmebehandling for smelting av matrisematerialet og forbrenning av bindemidlet. Bindemidlet kan eksempelvis være fortynnet PVA (polyvinylalkohol), silikon eller lateks.

De nevnte råemner kan eksempelvis, som vist i fig. 5, tilveiebringes i form av segmenter 19 i det ringformede slitasjebeskyttelsessjikt 5. Med flere slike, til hverandre støtende segmenter 19 kan det da dannes en i stempelringsporet 4 liggende ring. Trinnet 9 danner her en pålitelig, indre anslagskant for råemnene 19. Sporet 10 innenfor trinnet 9 vil på en fordelaktig måte begrense varmebehandlingen til området ved den med avtrappingen 8 dannede lomme. Sporet 10 vil da i praksis danne et ubehandlet område, hvorved man kan forebygge et varmebrudd.

Varmebehandlingen kan, som i det foregående eksempel, skje ved hjelp av en elektrisk varmeinnretning eller ved hjelp av en med brennere forsynt varmeinnretning eller ved hjelp av en laserinnretning, og varmebehandlingen foretas likeledes hensiktsmessig i en beskyttelsesgassatmosfære. Den oppnåbare temperatur må i alle tilfeller ligge over smeltetemperaturen til matrisematerialet, altså over 1000-1200°C. For å sikre en god og jevn fordeling av matrisematerialet skal dette ha gode flytegenskaper, noe som er tilfelle for en metallegering med bestanddelene nikkel, krom, bor og silisium. De enkelte elementers andeler kan være som i det lengre foran allerede nevnte eksempel. For bedring av flytegenskapene kan det i mange tilfeller være hensiktsmessig å sette til et såkalt flussmiddel.

For å hindre at flytende materiale drypper ned over den radielt sett ytre kanten i stempelringsporet 4 under en påsprøyting eller påsmelting av slitasjebeskyttelsessjiktet 5, kan den med avtrappingen 8 dannede lomme begrenses ytterst med ett under påføringen anordnet omløpende lukkeorgan 20, som antydet i fig. 3-5. Lukkeorganet 20 fjernes etter størkningen av slitasjebeskyttelsessjiktet 5. Det kan som lukkeorgan eksempelvis dreie seg om en ring som består av flere segmenter og som på innsiden er slik behandlet eller består av et slikt materiale at ringen ikke binder seg til slitasjebeskyttelsessjiktet 5.

Som alternativ kan man også tenke seg å danne slitasjebeskyttelsessjiktet 5 med påloddede segmenter, som på forhånd er dannet av allerede smeltet matrisemateriale og i dette innleirede bærepartikler.

Claims

1. Stempel for en stor motor, særlig en stor totakt-dieselmotor, med én av jernmateriale bestående stempeltopp (1) med omløpende stempelringspor (4) for opptak av en respektiv stempelring (3), idet i det minste det øverste, nærmest forbrenningsrommet plasserte stempelringspor (4) er forsynt med et slitasjebeskyttelsessjikt (5) i området til dets fra forbrenningsrommet lengst vekk liggende sideflate, karakterisert ved at det slitasjebeskyttende sjikt (5) har en metallisk matrise (7) med innleirede bærepartikler (6), hvilken matrise (7) består av en legering som minst inneholder bestanddelene nikkel, krom, bor, silisium, hvor bærepartiklene (6) har en større hardhet enn krom, og slitasjebeskyttelsessjiktet (5) er utformet som en fylling i én i stempeltoppens (1) grunnmateriale innarbeidet avtrapping (8), hvilken avtrapping strekker seg i radiell retning fra et indre trinn (9) og til den ytre kanten i det tilordnede stempelringspor (4).

2. Stempel ifølge krav 1, karakterisert ved at avtrappingen (8) og slitasjebeskyttelsessjiktet (5) som fyller denne, har en radielt innoverrettet spiss.

3. Stempel ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at bærepartiklene (6) har en større hardhet enn 1600 HV.

4. Stempel ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at bærepartiklene (6) har en avrundet form.

5. Stempel ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at bærepartiklene (6) er homogent fordelt i matrisen (7).

6. Stempel ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at andelen av bærepartikler (6) i slitasjebeskyttelsessjiktet (5) utgjør opptil 80 volum%.

7. Stempel ifølge krav 6, karakterisert ved at andelen av bærepartikler (6) i slitasjebeskyttelsessjiktet (5) er 50 volum%.

8. Stempel ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at metallegeringen som danner matrisen (7) inneholder 74 % nikkel, 15 % krom, 4 % silisium, 3,5 % ferrum, 3 % bor og 0,5 % karbon.

9. Stempel ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at bærepartiklene (6) består av keramisk materiale.

10. Stempel ifølge krav 9, karakterisert ved at bærepartiklene (6) består av wolframkarbid (WC).

11. Stempel ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at tykkelsen til slitasjebeskyttelsessjiktet (5) utgjør opptil 1 mm.

12. Stempel ifølge krav 11, karakterisert ved at tykkelsen til slitasjebeskyttelsessjiktet (5) utgjør 0,3-0,5 mm.

13. Stempel ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at tettheten til slitasjebeskyttelsessjiktet (5) øker innenfra og radielt utover.

14. Stempel ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at grunnmaterialet som opptar slitasjebeskyttelsessjiktet (5), er herdet i det minste i et område (15) som er hosliggende slitasjebeskyttelsessjiktet (5).

15. Stempel ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at grunnmaterialet har et herdet område (15, 16) i området ved begge sideflankene i stempelringsporet (4).

16. Stempel ifølge krav 14 eller 15, karakterisert ved at grunnmaterialet ikke er herdet i området ved den radielt sett indre flaten i stempelringsporet (4).

17. Stempel ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at trinnet (9) er adskilt fra stempelringsporets (4) radielt sett indre flate med et omløpende spor (10).

18. Stempel ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at flere, øvre stempelringspor (4) i en stempelringpakke er forsynt med et slitasjebeskyttelsessjikt (5).

19. Stempel ifølge krav 18, karakterisert ved at samtlige stempelringspor (4) er forsynt med et slitasjebeskyttelsessjikt (5).

20. Fremgangsmåte for tilveiebringelse av et slitasjebeskyttelsessjikt på et stempel ifølge et av de foregående krav, hvilket slitasjebeskyttelsessjikt (5) er påført jernmaterialet i stempeltoppen (1) i området til den sideflate i det tilordnede stempelringspor (4) som ligger lengst vekk fra forbrenningsrommet, karakterisert ved at materialet som danner slitasjebeskyttelsessjiktet (5) og som består av en metallisk legering som danner en matrise (7) og av i denne opptatte bærepartikler (6) med en større hardhet enn krom, sprøytes på den forberedte sideflate i stempelringsporet (4), idet metallegeringen som danner matrisen (7) foreligger i en smeltet aggregattilstand, hvoretter eller samtidig det gjennomføres en varmebehandling av det påsprøytede materialet.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert ved at sprøytevinkelen endres over bredden til slitasjebeskyttelsessjiktet (5), idet sprøytevinkelen er brattere i det radielt sett ytre området enn i det radielt sett indre området.

22. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav 20 eller 21, karakterisert ved at de områder i stempelringsporet (4) som er hosliggende slitasjebeskyttelsessjiktets (5) radielt sett indre kant, tildekkes med en tildekning (21) under sprøytingen.

23. Fremgangsmåte for tilveiebringelse av et slitasjebeskyttelsessjikt på et stempel ifølge et av de foregående krav 1-20, idet slitasjebeskyttelsessjiktet (5) påføres jernmaterialet i stempeltoppen (1) i området til den sideflaten i det tilordnede stempelringspor (4) som ligger lengst fra forbrenningsrommet, karakterisert ved at materialet som danner slitasjebeskyttelsessjiktet (5), og som består av en metallisk legering som danner en matrise (7) og i denne opptatte bærepartikler (6) som har en større hardhet enn krom, legges på stempelringsporets (4) forberedte sideflate i en ved hjelp av et bindemiddel bundet form, og at det deretter gjennomføres en varmebehandling, ved hvilken metallegeringen som danner matrisen (7) smeltes og bindemidlet forbrennes.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 23, karakterisert ved at materialet som danner slitasjebeskyttelsessjiktet (5) tilveiebringes i form av råemner i form av respektive segmenter (19) av det ringformede slitasjebeskyttelsessjikt (5) under anvendelse av bindemidlet, hvilke råemner legges på den tilordnede sideflate i stempelringsporet (4) og der underkastes en varmebehandling.

25. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav 20-24, karakterisert ved at varmebehandlingen gjennomføres under tilførsel av beskyttelsesgass.

26. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav 20-25, karakterisert ved at varmebehandlingen gjennomføres ved en temperatur over smeltetemperaturen til det materialet som danner matrisen (7).

27. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav 20-26, karakterisert ved at varmebehandlingen skjer med anvendelse av en induktivt oppvarmbar varmeinnretning (14), hvilken varmeinnretning strekker seg over en del av omkretsen til stempelringsporet (4) og forbi hvilken slitasjebeskyttelsessjiktet (5) beveger seg ved en dreiebevegelse av stempeltoppen (1).

28. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav 20-26, karakterisert ved at varmebehandlingen skjer under anvendelse av minst én brenner og/eller laserinnretning.

29. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav 20-28, karakterisert ved at slitasjebeskyttelsessjiktet (5) innføres i én i grunnmaterialet innarbeidet avtrapping (8).

30. Fremgangsmåte ifølge krav 29, karakterisert ved at avtrappingen (8) frem til en størkning av slitasjebeskyttelsessjiktet (5) begrenses radielt utvendig med en omløpende ring (20).