SE518807C2 - Förfarande och anordning för att belägga ett kolvringsämne med ett skikt samt kolvring försedd med ett påvärmt beläggningsskikt - Google Patents

Förfarande och anordning för att belägga ett kolvringsämne med ett skikt samt kolvring försedd med ett påvärmt beläggningsskikt

Info

Publication number
SE518807C2
SE518807C2 SE9904040A SE9904040A SE518807C2 SE 518807 C2 SE518807 C2 SE 518807C2 SE 9904040 A SE9904040 A SE 9904040A SE 9904040 A SE9904040 A SE 9904040A SE 518807 C2 SE518807 C2 SE 518807C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
piston ring
ring blank
powder
coating
blank
Prior art date
Application number
SE9904040A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9904040L (sv
SE9904040D0 (sv
Inventor
Mehdi Aram
Hans Sunden
Original Assignee
Koncentra Verkst S Ab
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koncentra Verkst S Ab filed Critical Koncentra Verkst S Ab
Priority to SE9904040A priority Critical patent/SE518807C2/sv
Publication of SE9904040D0 publication Critical patent/SE9904040D0/sv
Priority to AU14276/01A priority patent/AU1427601A/en
Priority to EP00976513A priority patent/EP1230426A1/en
Priority to CNB008154651A priority patent/CN1198959C/zh
Priority to US10/110,965 priority patent/US6600130B1/en
Priority to KR1020027005898A priority patent/KR100725796B1/ko
Priority to JP2001536792A priority patent/JP2003514123A/ja
Priority to PCT/SE2000/002178 priority patent/WO2001034875A1/en
Publication of SE9904040L publication Critical patent/SE9904040L/sv
Priority to NO20022215A priority patent/NO20022215L/no
Publication of SE518807C2 publication Critical patent/SE518807C2/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/10Pistons  having surface coverings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/26Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

518 807 2 under beläggningsskiktet är risken stor att skiktet kom- mer att lossna från arbetsstycket då detta används.
Ett annat problem vid sådan beläggning är att olika stadier av uppvärmning och nedkylning av arbetsstycket krävs. Därmed kan spänningar uppstå både i arbetsstycket och mellan arbetsstycket och beläggningsskiktet, vilka spänningar i sin tur påverkar beläggningens och arbets- styckets hållbarhet.
Vid tillverkning av kolvringar uppstår dessutom sär- skilda problem. En kolvring bildas vanligen genom att ”skivor” skärs från ett gjutet rör med ett svagt ovalt tvärsnitt. I ett bearbetningssteg förses de ovalformiga ringarna med en genomgående slits, för att möjliggöra passage av gaser samt god anliggning mot det till kolven hörande mantelfodret under operation av motorn. Den ovala formen är i sig svår att hantera, jämfört med mer symmet- riska former. Den nödvändiga spänningen i materialet är kritisk för kolvringens funktion, men är svår att kombi- nera med ett starkt, väl fäst slitskikt i form av en be- läggning.
Föreliggande uppfinning har till syfte att tillhan- dahàlla ett förfarande och en anordning för anordnande av ett slitstarkt och fast förankrat slitskikt vid ett kolv- ringsämne.
Sammanfattning av uppfinningen Syftet med föreliggande uppfinning uppnås medelst ett förfarande enligt inledningen varvid ett beläggnings- pulver matas på ett av successivt följande partier av kolvringsämnet, varefter beläggningspulvret smältes me- delst en energistràlningsanordning med ett konstant av- stånd relativt det senast frammatade beläggningspulvret på kolvringsämnet för bildande av ett beläggningsskikt på nämnda kolvringsämnesparti, varvid energistrålningen får verka pá beläggningspulvret under en tidsperiod vilken är anpassad så att väsentligen ingen värme utöver den som krävs för smältning av pulvermaterialet utvecklas, varvid 10 15 20 25 30 35 518 807 3 kolvringsämnet förflyttas successivt relativt pulvermat- ningsdonet samt energisträlningsanordningen, och varvid förfarandet påbörjas och avslutas vid ett och samma omrä- de av kolvringsämnet.
Energistrálen får verka mot beläggningspulvret, var- vid dess energi absorberas av pulvret och omvandlas till värme, vilken smälter pulvret. Med rätt vald energistràl- ning, ástadkommes därmed en smältning av pulvret, med mi- nimal påverkan av kolvringsämnet. Denna smältning är just tillräcklig för god fastsvetsning av beläggningsskiktet, och medger därmed minimering av det värmepàverkade omrä- det (HAZ-Heat Affected Zone) sulterar slutligen i en kolvring med ett starkt belägg- i kolvringsämnet. Detta re- ningsskikt vilket är stabilt bundet till kolvringen.
Energistrálningen får verka på beläggningspulvret under en tidsperiod vilken är anpassad sä att väsentligen ingen värme utöver den som krävs för smältning av pulver- materialet utvecklas. Energistràlningen kan vara anpassad till beläggningspulvrets sammansättning och mängden pul- ver, varvid processen kan styras med hjälp av verknings- tiden, pà så sätt att väsentligen just sä mycket värme som krävs för smältning av pulvermaterialet utvecklas.
Den energistràlning som används för att smälta pulv- ret kan företrädesvis vara en lasersträlning, men även exempelvis plasmastrálning är tänkbart.
Föreliggande uppfinnings andra aspekt uppnår uppfin- ningens syfte medelst en anordning för beläggning av ett skikt pà ett kolvringsämne, i synnerhet av det slag som är avsedd för användning vid större dieselmotorer. Anord- ningen innefattar ett pulvermatningsdon, vilket är anord- nat i närheten av kolvringsämnet för matning av ett be- läggningspulver pà ett av successivt följande partier av kolvringsämnet samt en energistràlningsanordning, vilken är anordnad relativt kolvringsämnet med ett konstant av- stånd till det senast utmatade beläggningspulvret pà kolvringsämnet för smältning av beläggningspulvret i nämnda parti, 10 15 20 25 30 35 518 807 4 varvid anordningen är inrättad sä, att energistràlningen fàr verka på beläggningspulvret under en tidsperiod vil- ken är anpassad sà att väsentligen ingen värme utöver den som krävs för smältning av pulvermaterialet utvecklas, varvid anordningen innefattar ett drivorgan för inbördes rörelse mellan kolvringsämnet och pulvermatningsdonet samt energistràlningsanordningen, vilket drivorgan är sä- dant att ett kolvringsämnesparti först passerar pulver- matningsdonet och därefter energistràlningsanordningen, och varvid drivorganet är anordnat att styra nämnda in- bördes rörelse, sä att pàförandet av beläggningsskiktet påbörjas och avslutas i samma omrâde av kolvringsämnet.
Energistràlningsanordningen är företrädesvis ett la- serdon för àstadkommande av en laserstràle. Denna typ av don är väl kända och relativt enkla att kontrollera.
Enligt förfarandet förflyttas kolvringsämnet succes- sivt relativt pulvermatningsdonet samt energistràlnings- anordningen. Efter varje parti av kolvringsämnet framförs därmed successivt ett nytt parti av kolvringsämnet, var- vid förfarandet kan ske kontinuerligt i anordningen.
Enligt förfarandet pàföres pulvret före värmningen me- delst energistràlen. Detta gör att kolvringsmaterialet inte uppvärms mer än vad som just är nödvändigt för att bildning av ett beläggningskikt genom smältning av be- läggningspulvret skall ske. Denna minimala uppvärmning av kolvringsmaterialet är, sásom nämnts ovan, orsaken till att HAZ (Heat Affected Zone) och därmed martensitbild- ningen i kolvringsämnet minimeras.
Förfarandet påbörjas och avslutas vid ett och samma område av kolvringsämnet. Start- och stoppomràdet riske- rar nämligen att bli ojämnt eller oregelbundet. Genom att lägga dessa intill varandra är det möjligt att vid till- verkning av kolvringar fràn kolvringsämnet ta ut just detta omràde för att bilda den nödvändiga slitsen. Det material som används i den slutliga kolvringen blir säle- des fritt fràn spänningar eller oregelbundenheter i kan- terna av beläggningen. 10 15 20 25 30 35 518 807. 5 Företrädesvis roteras kolvringsämnet kring väsentli- gen sin egen axel under förfarandet. Lämpligen kan driv- organet vara anordnat att rotera kolvringsämnet väsentli- gen kring sin egen axel. I ett sådant utförande kan pul- vermatningsdonet och laseranordningen båda vara statio- närt anordnade, varvid kolvringsämnet successivt matas förbi desamma.
Energistràlningen får verka med ett konstant avstånd relativt det senast frammatade beläggningspulvret på kolvringsämnet. Detta ger en jämn dos av energi vilken omvandlas till värme i beläggningspulvret. Därmed blir beläggningsskiktets kvalitet jämn längs hela kolvringen.
Energistrålningens bredd är företrädesvis sådan att den väsentligen motsvarar kolvringsämnets bredd, och på motsvarande sätt är i anordningen energistràlningsanord- ningen inrättat att alstra en laserstrále vars bredd vä- sentligen motsvarar kolvringsämnets. En bred energistråle under beläggningsförfarandet medverkar till en jämn kva- litet hos beläggningsskiktet, såväl vid kolvringspartiets mitt som dess kanter.
Företrädesvis väljes beläggningspulvret av ett slag med väsentligen samma värmeexpansionskoefficient som kolvringsämnet, vilket förhindrar uppkomst av spänningar i materialen vid uppvärmning och avsvalning. För erfor- derlig styrka kan pulvermaterialet lämpligen vara av så- dant slag som bildar en metallmatris innefattande Cr3C2 och Mo. Lämpligen innehåller pulvermaterialet därvid 30- 50 Vikt% Cr, 5-15 Vikt% MO, 1,5-5 Vikt% C, 30-50 Vikt% Ni Och 1,5-5 vikt% W.
Lämpligen àstadkommes för- och eftervärmning av kolvringspartiet med hjälp av ett flertal uppvärmnings- element. För- och eftervärmningen av ämnet syftar till att minska de spänningar i de båda materialen som blir följden av alltför kraftiga och snabba temperatur- förändringar. Fördelen i att anordna ett flertal uppvärm- ningselement ligger bland annat i att dessa kan styras individuellt, och uppvärmningen kan således kontrolleras 10 15 20 25 30 35 518 807, 6 väl. Dessutom sker denna värmning under beläggningsförfa- randets gång.
Dessa element är företrädesvis jämnt utspridda kring kolvringsämnets omkrets, varvid spänningarna i ringen mi- nimeras.
Företrädesvis kan uppvärmningselementen utgöras av induktionsspolar. Dessa är särskilt fördelaktiga då kolv- ringsämnets yta uppvärms i högre grad än dess inre vid användning av sådana spolar. Detta medför att kolvrings- ämnet inte uppvärms mer än nödvändigt för själva belägg- ningen, och minskar därmed martensitbildningen i materia- let.
Företrädesvis innefattar anordningen en upp- hängningsanordning för kolvringen under beläggnings- förfarandet. Upphängningsanordningen innefattar därvid åtminstone ett stödorgan mot vilket ett område av kolv- ringsämnet anligger.
Upphängningsanordningen kan med fördel vara en an- ordning i vilken kolvringen bildas att rotera. Då kolv- ringsämnet är något ovalt, är det särskilt lämpligt med en anordning innefattande fjäderbelastade stödorgan, vil- ka verkar radiellt utåt mot kolvringsämnets insida. Pà så sätt följer stödorganet utan problem den ovala formen.
Stödorgan och uppvärmningselement kan enkelt anordnas vid kolvringsämnets omkrets, utan att hindra varandra, t ex på ett sådant sätt som beskrives i utföringsexemplet ned- an.
Kort beskrivning av ritningarna Fig 1 visar en utföringsform av en anordning enligt uppfinningen sedd från sidan.
Fig 2 är en perspektivvy av utföringsformen i fig 1 vilken visar ett ytterparti av ett kolvringsämne vid vil- ket pulvermatningsdonet och laseranordningen är anordnat.
Fig 3 är diagram över slitagetest utförda med ett konventionellt slitskikt respektive ett slitskikt som an- bringats medelst den uppfinningsenliga metoden. 10 15 20 25 30 35 518 807- Beskrivning av föredragna utföringsformer I fig 1 visas en utföringsform av en anordning en- ligt uppfinningen. Ett kolvringsämne 1 vilket på sin ut- sida skall beläggas med ett slitskikt är anordnat i en anordning för beläggning enligt uppfinningen. Anordningen innefattar ett pulvermatningsdon 3 vilket är förbundet med ett magasin (ej visat) för beläggningspulver. Intill pulvermatningsdonet 3 är även en energistràlningsanord- ning 4, företrädesvis en laseranordning anordnad.
Kolvringsämnet 1, vilken är något oval till formen, uppbärs av en upphängningsanordning 5. Upphängnings- anordningen 5 innefattar tre stödorgan 6, 7, 8 mot vilka kolvringsämnet anligger. I denna utföringsform är stöd- organen 6, 7, 8 väsentligen cylinderformiga och vridbara kring respektive cylinderaxel. Ett av stödorganen 6, är förbundet med ett drivorgan (ej visat), exempelvis en mo- torenhet, vilken driver detta cylinderformiga stödorgan 6 i rotation moturs. På grund av friktion mellan stöd- organet 6 och kolvringsämnet 1 bringas därvid även kolv- ringsämnet l i moturs rotation. Stödorganen är anordnade vid stela armkonstruktioner 9 och 10, vilka i sin tur är anordnade vid ett basparti 11. Den första armkonstruktio- nen 9 är anordnad vid baspartiet 11 via en spiralfjäder (ej visad) vilken verkar för att pressa de till armkon- struktionen 9 hörande stödorganen 6,8 radiellt utåt, vil- ket i det här fallet innebär att armkonstruktionen 9 är spänd medurs. Den andra armkonstruktionen 10 med stödor- ganet 7 är på motsvarande sätt via en spiralfjäder spänd moturs.
De tre stödorganen 6, 7, 8 anligger således alla mot kolvringsämnet, utan att dess ovala form orsakar problem.
Att notera är även att energistrålningsanordningen 4 är anordnad mitt över ett av stödorganen 8. Detta stödorgan 8 är förhindrat att röra sig i vertikalriktningen, vilket medger att avståndet mellan energistràlningsanordningen 4 och det därunder belägna partiet 12 av kolvringsämnet 1 10 15 20 25 30 35 518 807 8 är konstant. För detta ändamàl är armkonstruktionen 9, vilken uppbär stödorganet 8 försedd med en horisontellt liggande armdel 16. Denna del 16 hindras fràn att röra sig i vertikalriktningen av styrelement 15. Styrelementen utgörs här av fyra parvis anordnade styrrullar 15. Armde- len 16 kan således fritt förflyttas i horisontell rikt- ning mellan styrrullsparen 15, men är förhindrad att för- flyttas i vertikalriktningen. Således befinner sig det överst liggande stödoganet 8 ständigt pà samma höjd, och avståndet till energistrålningsanordningen 4 är konstant.
Symmetriskt kring kolvringsämnet är fyra värme- element 13 anordnade. Värmeelementen 13 utgörs här av in- duktionsslingor genom vilka kolvringsämnet kan rotera.
Kolvringsämnet uppvärms därvid kontinuerligt dà det förs genom induktionsslingorna 13 vid rotation av kolvrings- ämnet 1. Induktionsslingorna 13 är jämt fördelade över kolvringsämnets 1 omkrets, vilket minimerar eventuella spänningar till följd av temperaturskillnader i kolv- ringsämnet 1. Vad gäller induktionsslingornas 13 ström- försörjning kan denna ske antingen centralt, varvid alla slingor 13 förses med samma mängd ström, eller in- dividuellt, varvid varje slinga 13 kan styras enskilt.
Strömförsörjningen visas ej i fig 1.
Konfigurationen av stödorgan 6,7,8, och värmeelement 13, liksom deras respektive antal kan givetvis varieras inom ramen för uppfinningen. Att notera är hur upp- hängningsanordningens 5 konstruktion gör det möjligt att pá ett enkelt vis anordna både stödorgan 6, 7, 8 och vär- meelement 13 vid lämpliga ställen.
I fig 2 ses i perspektivvy hur pulvermaterial lägges pà ytterytan 2 av ett tänkt område 12' av kolvringsämnet 1 medelst pulvermatningsdonet 3. Strax bredvid, i kolv- ringsämnets 1 rotationsriktning anbringas en laserstràle via energistràlningsanordningen 4 i ett annat tänkt omrà- de 12. Laserstràlningen smälter pulvermaterialet vilket bildar en beläggning som ses i området 12. 10 15 20 25 30 35 518 807. 9 En utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas i anslutning till funktionen hos den i fig 1 visade utföringsformen av anordningen enligt uppfinningen.
Under hela beläggningsförfarandet är kolvringsämnet 1 anordnat vid en upphängningsanordning 5. Före upp- hängningen kan kolvringsämnet företrädesvis ha uppvärmts på vanligt vis i en ugn av lämpligt slag. I upphängnings- anordningen anligger ringen mot de tre stödorganen 6, 7 och 8. Stödorganet 6 är anslutet till ett drivorgan, som driver kolvringsämnet 1 i motursriktning kring väsent- ligen dess egen axel. Under rotationens gång påförs be- läggningspulver till ett parti av kolvringen 12. Rotatio- nen 12 för snabbt partiet 12 i närheten av en energistrà- le vilken smälter pulvret, varvid detta bildar det önska- de beläggningsskiktet. Under tiden har nästa successivt följande parti 12' av ringen förts fram under pulvermata- ren.
Förfarandet kan på detta sätt ske kontinuerligt.
Uppvärmningen vid uppvärmningselementen 13 minskar spän- ningar i ringen, och avståndet till energistràlen för varje parti 12, 12' av ringen hålles konstant med hjälp av anordningens fjäderspända stödorgan 7, 8. Förfarandet påbörjas och avslutas i ett och samma parti eller område av kolvringsämne. Detta område tas bort då en kolvring slutligen bildas av ämnet.
I fig 3 ses resultatet av slitagetest som utförts för ett konventionellt beläggningsskikt 3a och ett beläg- gingsskikt enligt uppfinningen 3b. Det framgår tydligt av diagrammen att beläggningsskiktet enligt uppfinningen är betydligt tåligare än det konventionella skiktet. Det konventionella skiktet när relativt snabbt en slitage- gräns där själva skiktet helt enkelt förstörs. En sådan gräns observeras över huvud taget inte för det skikt som belagts enligt uppfinningen, vid de givna förhållandena.
Den verkningstid under vilken laseranordningen får verka på ett parti av kolvringsämnet varierar med exem- 10 518 807 10 pelvis ringdiametern och kan styras genom kolvringsämnets rotationshastighet. Det äv viktigt att basmaterialet hål- ler en jämnt hastighet för att skiktet skall bli jämnt över ringens hela ytteryta.
Eventuellt kan kolvringen för- och/eller eftervärmas pà konventionellt vis i en ordinär ugn, före respektive efter beläggningsförfarandet utförs.
Med pulvermaterial avses i denna ansökan utöver kon- ventionella pulvermaterial även sådana som blandats med ett bindemedel för att erhålla en krämig konsistens, vil- ket kan vara en fördel vid pàförandet av pulvermaterialet pà kolvringsämnet.

Claims (37)

10 15 20 25 30 35 518 807 ll PATENTKRAV
1. Förfarande för att belägga ett kolvringsämne (1) med ett skikt, i synnerhet ett kolvringsämne för till- verkning av en kolvring av det slag som är avsedd för an- vändning vid större dieselmotorer, k ä n n e t e c k n a t a v att ett beläggningspulver matas pà ett av successivt följande tänkta partier (l2,l2') av kolvringsämnet (1) medelst ett pulvermatningsdon (3), varefter beläggningspulvret smältes medelst en energi- stràlningsanordning (4) med ett konstant avstånd relativt det senast frammatade beläggningspulvret på kolvringsäm- net (1) för bildande av ett beläggningsskikt pà nämnda kolvringsämnesparti (12, l2'), varvid energistràlningen får verka på beläggningspulvret under en tidsperiod vilken är anpassad sà att väsentligen ingen värme utöver den som krävs för smältning av pulver- materialet utvecklas, varvid kolvringsämnet (1) förflyt- tas successivt relativt pulvermatningsdonet (3) samt energistràlningsanordningen (4), och varvid förfarandet påbörjas och avslutas vid ett och samma omrâde av kolv- ringsämnet (1).
2. Förfarande enligt krav 1, varvid energi- stràlningen är en laserstràlning.
3. Förfarande enligt något av kraven 1-2, varvid kolvringsämnet (1) roteras kring väsentligen sin egen axel under förfarandet.
4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, varvid energistràlningens bredd väsentligen motsvarar kolvrings- bredd.
5. Förfarande enligt krav 4 och krav 2, varvid la- ämnets (1) serstrálningen breddas medelst dubbelfokuserande optik.
6. Förfarande enligt krav 4 och krav 2, varvid la- serstràlningen breddas medelst linjefokuserande optik.
7. Förfarande enligt nàgot av kraven l-6, varvid pulvermaterialet väljes så att det har väsentligen samma värmeexpansionskoefficient som kolvringsämnet (l). lO 15 20 25 30 518 807 12
8. Förfarande enligt något av kraven 1-7, varvid pulvermaterialet väljes vara av sådant slag som vid smältning bildar en metallmatris innefattande Cr3C2 och Mo.
9. Förfarande enligt krav 8, varvid pulvermaterialet väljes vara av ett sådant slag som innefattar ungefärli- gen 30-50 vikt% Cr, 5-15 vikt% Mo, 1,5-5 vikt% C, 30-50 vikt% Ni och 1,5-5 vikt% W.
10. Förfarande enligt något av kraven 2-9, varvid laserstràlningen åstadkommes medelst en kontinuerligt verkande CO2-laser.
11. Förfarande enligt något av kraven 1 till 10, varvid pulvermatningen àstadkommes med användning av en bärgas, företrädesvis kväve, för pulvret.
12. Förfarande enligt något av kraven 1-11, varvid de successivt följande kolvringsämnespartierna (12, 12') för- och/eller eftervärmes kontinuerligt under belägg- ningsförfarandets gång.
13. Förfarande enligt krav 12, varvid för- och eller eftervärmningen av kolvringspartierna (12, 12') utförs med regelbundna avstånd kring kolvringens (1) omkrets.
14. Förfarande enligt krav 12 eller 13, varvid nämn- da för- och/eller eftervärmning åstadkommes medelst ett flertal uppvärmningselement (13).
15. Förfarande enligt något av kraven 12-14, varvid för- och/eller eftervärmningen åstadkommes medelst induk- tion.
16. Förfarande enligt något av kraven 1-15, varvid kolvringsämnet (1) uppbärs av en upphängningsanordning (5) under förfarandet. 10 15 20 25 30 35 518 807 13
17. Anordning för att belägga ett kolvringsämne (1) med ett skikt, i synnerhet ett kolvringsämne för till- verkning av en kolvring av det slag som är avsedd för an- vändning vid större dieselmotorer, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen innefattar ett pulvermatningsdon (3), vilket är anordnat i närheten av kolvringsämnet (1) för matning av ett beläggningspulver pà ett av successivt följande tänkta partier (12, 12') av kolvringsämnet (1), en ener- gistrálningsanordning (4), vilken är anordnad relativt kolvringsämnet (1) med ett konstant avstånd till det senast utmatade beläggnings- pulvret pà kolvringsämnet (1) för smältning av belägg- ningspulvret i nämnda parti (12, 12'), varvid anordningen är inrättad sà, att energistràlningen får verka pà beläggningspulvret under en tidsperiod vil- ken är anpassad så att väsentligen ingen värme utöver den som krävs för smältning av pulvermaterialet utvecklas, varvid anordningen innefattar ett drivorgan för inbördes rörelse mellan kolvringsämnet (1) och pulvermatningsdonet (3) samt energistràlningsanordningen (4), vilket drivor- gan är sådant att ett kolvringsämnesparti (12, l2') först passerar pulvermatningsdonet (3)och därefter energistràl- ningsanordningen (4), och varvid drivorganet är anordnat att styra nämnda inbördes rörelse, så att pàförandet av beläggningsskiktet påbörjas och avslutas i samma område av kolvringsämnet (1).
18. Anordning enligt krav 17, varvid energistràl- ningsanordningen (4) är en laseranordning för åstadkom- mande av en laserstràle.
19. Anordning enligt något av kraven 17-18, varvid drivorganet är anordnat att rotera kolvringsämnet (1) vä- sentligen kring sin egen axel.
20. Anordning enligt nàgot av kraven 17-19, varvid energistràlningsanordningen (4) är inrättat att alstra en energistrále vars bredd väsentligen motsvarar kolvrings- ämnets (1) bredd. 10 15 20 25 30 35 518 807 14
21. Anordning enligt krav 20 och krav 18, varvid energistràlningsanordningen (4) innefattar dubbelfokuse- rande optik.
22. Anordning enligt krav 20 och krav 18, varvid energistràlningsanordningen (4) innefattar linjefokuse- rande optik.
23. Anordning enligt nàgot av kraven 17-22, varvid pulvermaterialet har väsentligen samma värmeexpansionsko- efficient som kolvringsämnet (1).
24. Anordning enligt nàgot av kraven 17-23, varvid pulvermaterialet är av sådant slag som vid smältning bil- dar en metallmatris innefattande Cr3C2 och Mo.
25. Anordning enligt krav 24, varvid pulvermateria- let innefattar ungefärligen 30-50 vikt% Cr, 5-15 vikt% Mo, 1,5-5 vikt% C, 30-50 vikt% Ni Och 1,5-5 Vikt% W.
26. Anordning enligt nàgot av kraven 17-25, varvid energistràlningsanordningen (4) innefattar en kontinuer- lig C02-laser.
27. Anordning enligt nàgot av kraven 17-26, varvid pulvermataren (3) är anordnad att utmata kväve som bärgas för pulvret.
28. Anordning enligt nàgot av kraven 17 till 27, varvid ett flertal uppvärmningselement (13) är anordnade i närheten av kolvringsämnet för för- och/eller efter- värmning av kolvringspartiet.
29. Anordning enligt krav 28, varvid uppvärmnings- elementen (13) är placerade med regelbundna avstånd mel- lan varandra kring kolvringens (1) omkrets.
30. Anordning enligt nàgot av kraven 28 och 29, var- vid uppvärmningselementen (13) utgörs av induktionsspo- lar.
31. Anordning enligt nàgot av kraven 28-30, varvid anordningen innefattar en drivanordning för inbördes rö- relse mellan ett kolvringsämnesparti (12, l2') och upp- värmningsanordningarna (13). 10 15 20 25 518 807 15
32. Anordning enligt något av kraven 17-31, varvid anordningen innefattar en upphängningsanordning (5) för upphängning av kolvringsämnet (1) under beläggnings- förfarandet.
33. Anordning enligt krav 32, varvid upphängnings- anordningen (5) innefattar åtminstone ett stödorgan (6, 7, 8), mot vilket ett område av kolvringsämnet (l) anlig- ger.
34. Anordning enligt krav 33, varvid åtminstone ett stödorgan (6) är anslutet till ett drivorgan för rotation av kolvringsämnet (1).
35. Anordning enligt något av kraven 32-34, varvid upphängningsanordningens stödorgan (7, 8) är fjäderbelas- tade i riktning radiellt utàt mot kolvringsämnets (l) in- sida.
36. Anordning enligt nàgot av kraven 17-35, varvid kolvringsämnet (1) pá sin utsida är försett med ett kring Omkretsen löpande spàr (2), i vilket beläggningspulvret är anordnat att matas.
37. Kolvring, vilken är försedd med ett pàvärmt be- läggningsskikt, k ä n n e t e c k n a d a v att den är tillverkad av ett kolvringsämne (1) vilket belagts med ett skikt enligt det förfarande som definieras i krav 1, och att området vari förfarandet påbörjats och avslutats är avlägsnat för att bilda en slits i den slutliga kolv- ringen.
SE9904040A 1999-11-09 1999-11-09 Förfarande och anordning för att belägga ett kolvringsämne med ett skikt samt kolvring försedd med ett påvärmt beläggningsskikt SE518807C2 (sv)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9904040A SE518807C2 (sv) 1999-11-09 1999-11-09 Förfarande och anordning för att belägga ett kolvringsämne med ett skikt samt kolvring försedd med ett påvärmt beläggningsskikt
PCT/SE2000/002178 WO2001034875A1 (en) 1999-11-09 2000-11-08 Method and device for providing a layer to a piston ring
US10/110,965 US6600130B1 (en) 1999-11-09 2000-11-08 Method and device for providing a layer to a piston ring
EP00976513A EP1230426A1 (en) 1999-11-09 2000-11-08 Method and device for providing a layer to a piston ring
CNB008154651A CN1198959C (zh) 1999-11-09 2000-11-08 活塞环的涂层方法及装置
AU14276/01A AU1427601A (en) 1999-11-09 2000-11-08 Method and device for providing a layer to a piston ring
KR1020027005898A KR100725796B1 (ko) 1999-11-09 2000-11-08 피스톤 링에 층을 마련하는 방법 및 장치
JP2001536792A JP2003514123A (ja) 1999-11-09 2000-11-08 ピストンリングに層を形成するための方法および装置
NO20022215A NO20022215L (no) 1999-11-09 2002-05-08 Fremgangsmåte og anordning for å tilveiebringe et sjikt på en stempelring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9904040A SE518807C2 (sv) 1999-11-09 1999-11-09 Förfarande och anordning för att belägga ett kolvringsämne med ett skikt samt kolvring försedd med ett påvärmt beläggningsskikt

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9904040D0 SE9904040D0 (sv) 1999-11-09
SE9904040L SE9904040L (sv) 2001-05-10
SE518807C2 true SE518807C2 (sv) 2002-11-26

Family

ID=20417646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9904040A SE518807C2 (sv) 1999-11-09 1999-11-09 Förfarande och anordning för att belägga ett kolvringsämne med ett skikt samt kolvring försedd med ett påvärmt beläggningsskikt

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6600130B1 (sv)
EP (1) EP1230426A1 (sv)
JP (1) JP2003514123A (sv)
KR (1) KR100725796B1 (sv)
CN (1) CN1198959C (sv)
AU (1) AU1427601A (sv)
NO (1) NO20022215L (sv)
SE (1) SE518807C2 (sv)
WO (1) WO2001034875A1 (sv)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7898642B2 (en) * 2004-04-14 2011-03-01 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7051645B2 (en) * 2004-06-30 2006-05-30 Briggs & Stratton Corporation Piston for an engine
DE102007044696A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-08 Ks Kolbenschmidt Gmbh Schmelzbehandelter Muldenrand einer Kolben-Brennraummulde
US20110200838A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-18 Clover Industries, Inc. Laser clad metal matrix composite compositions and methods
WO2014144619A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Mahle International Gmbh Wearable anti-friction coating for piston assembly
CN112048717B (zh) * 2020-08-13 2023-01-17 济南重工集团有限公司 一种激光熔覆用大型环类零件变尺寸立式夹具及使用方法
CN114592190B (zh) * 2022-03-11 2024-04-12 长沙理工大学 一种大尺寸密封环件熔覆再制造装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US421844A (en) 1890-02-18 Repeating mechanism for watches or other time-pieces
AT299627B (de) 1968-01-20 1972-06-26 Goetzewerke Verfahren zur Herstellung von Kolbenringen
DE2433814B2 (de) 1974-07-13 1977-08-04 Goetzewerke Friedrich Goetze Ag, 5093 Burscheid Plasmaspritzpulver fuer verschleissfeste beschichtungen
IT1172891B (it) * 1978-07-04 1987-06-18 Fiat Spa Procedimento per rivestire con materiale antiusura una superficie metallica
US4299401A (en) * 1979-09-12 1981-11-10 Ramsey Corporation Piston ring and method of making same
JPS6012159B2 (ja) 1980-03-27 1985-03-30 株式会社リケン ピストンリングの製造方法
AU1416783A (en) 1982-05-03 1983-12-01 Inductalloy Corp. Coating metal bars, tubes etc with powdered metal preferably chromium
DE3515107C1 (de) 1985-04-26 1986-07-31 Goetze Ag, 5093 Burscheid Spritzpulver fuer die Herstellung verschleissfester und ausbruchsicherer Beschichtungen
JPH0230799B2 (ja) * 1986-02-03 1990-07-09 Kobe Steel Ltd Nikikokanikumoryoyosetsuzairyo
JPS63216979A (ja) * 1987-03-04 1988-09-09 Inoue Japax Res Inc 表面処理方法
ATE117027T1 (de) * 1991-02-02 1995-01-15 Theysohn Friedrich Fa Verfahren zur erzeugung einer verschleissmindernden schicht.
JPH04327387A (ja) * 1991-04-26 1992-11-16 Toshiba Corp レーザー溶接装置
JP2968907B2 (ja) * 1993-05-12 1999-11-02 株式会社リケン 耐摩耗性被膜
JP2615362B2 (ja) * 1994-02-10 1997-05-28 理化学研究所 レーザによる表面付着物の除去方法及び装置
JP3666052B2 (ja) * 1995-04-26 2005-06-29 石川島播磨重工業株式会社 ピストンリング
WO1998015672A1 (de) * 1995-10-05 1998-04-16 Blz Bayerisches Laserzentrum Gemeinnützige Forsch Ungsgesellschaft Mbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines schneidwerkzeuges
JP3354377B2 (ja) * 1996-03-05 2002-12-09 東京都 レーザ溶射法による高耐食性改質層の作製方法
US5713129A (en) 1996-05-16 1998-02-03 Cummins Engine Company, Inc. Method of manufacturing coated piston ring
US6127046A (en) * 1997-12-04 2000-10-03 Cummins Engine Company, Inc. Formation of a graphite-free surface in a ferrous material to produce an improved intermetallic bond

Also Published As

Publication number Publication date
CN1390267A (zh) 2003-01-08
CN1198959C (zh) 2005-04-27
US6600130B1 (en) 2003-07-29
KR20020068532A (ko) 2002-08-27
NO20022215D0 (no) 2002-05-08
AU1427601A (en) 2001-06-06
EP1230426A1 (en) 2002-08-14
SE9904040L (sv) 2001-05-10
WO2001034875A1 (en) 2001-05-17
JP2003514123A (ja) 2003-04-15
NO20022215L (no) 2002-07-05
SE9904040D0 (sv) 1999-11-09
KR100725796B1 (ko) 2007-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2510994C2 (ru) Способ сварки заготовок из высокожаропрочных суперсплавов с особой массовой скоростью подачи сварочного присадочного материала
US5989343A (en) Directionally solidified thermal barrier coating
JP6838199B2 (ja) プレス硬化性マンガン−ホウ素鋼でできた一枚以上の鋼板のレーザービーム溶接のための方法
JP5797887B2 (ja) 耐熱性の超合金からなる部品を溶接する方法および装置
RU2466841C2 (ru) Способ и устройство для сварки деталей из термостойких жаропрочных сплавов
US6303897B1 (en) Process and device for laser treatments of inside surfaces
EP0279113B1 (en) Manufacture of shape melted austenitic material components
SE518807C2 (sv) Förfarande och anordning för att belägga ett kolvringsämne med ett skikt samt kolvring försedd med ett påvärmt beläggningsskikt
JPH0434627B2 (sv)
GB1466163A (en) Manufacture of integral metal shafts
US6781083B1 (en) Weld overlay system
KR20220100951A (ko) 다중 레이저 증착 용접 헤드를 갖는 레이저 증착 용접 장치
EP1173304B1 (de) Verfahren zur herstellung eines oberflächenlegierten zylindrischen, teilzylindrischen oder hohlzylindrischen bauteils
JP2003525351A5 (sv)
JP4327907B2 (ja) 連続キャスター・ロールのステンレス鋼表面クラッディング
JP2010502859A (ja) ローラ体の製造方法およびローラ体
JP2017529455A (ja) 積層造形されるロータリー切削ユニット用アンビル
DE2824373A1 (de) Verfahren zum oberflaechenhaerten eines gusseisernen werkstuecks begrenzter waermekapazitaet
JP2003514123A5 (sv)
JPS648074B2 (sv)
CN107675171A (zh) 一种激光修复曲轴连杆轴颈的方法
EP1677939A1 (en) Manufacture of hardfaced plates
JP7531211B2 (ja) タービンロータの突起部の補修方法
JP6671830B2 (ja) 熱処理装置
JPS6237565A (ja) 再溶融チルカムシヤフトの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed