SE521471C2 - Kolvring och beläggning på en kolvring innefattande ett kompositmaterial av en keram och en intermetallisk förening - Google Patents

Kolvring och beläggning på en kolvring innefattande ett kompositmaterial av en keram och en intermetallisk förening

Info

Publication number
SE521471C2
SE521471C2 SE0101089A SE0101089A SE521471C2 SE 521471 C2 SE521471 C2 SE 521471C2 SE 0101089 A SE0101089 A SE 0101089A SE 0101089 A SE0101089 A SE 0101089A SE 521471 C2 SE521471 C2 SE 521471C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
piston ring
composition
ring according
ceramic
compound
Prior art date
Application number
SE0101089A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0101089L (sv
SE0101089D0 (sv
Inventor
Mehdi Aram
Original Assignee
Koncentra Holding 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 Holding Ab filed Critical Koncentra Holding Ab
Priority to SE0101089A priority Critical patent/SE521471C2/sv
Publication of SE0101089D0 publication Critical patent/SE0101089D0/sv
Priority to CN2004100115815A priority patent/CN1661267A/zh
Priority to JP2002585684A priority patent/JP2004531669A/ja
Priority to CNB028074106A priority patent/CN1272452C/zh
Priority to US10/469,686 priority patent/US6838196B2/en
Priority to KR1020037012577A priority patent/KR100854666B1/ko
Priority to DE60218356T priority patent/DE60218356T2/de
Priority to EP04030436A priority patent/EP1524459B1/en
Priority to US10/471,561 priority patent/US7052018B2/en
Priority to JP2002585685A priority patent/JP4361739B2/ja
Priority to PCT/SE2002/000503 priority patent/WO2002088407A1/en
Priority to KR1020037012576A priority patent/KR100854667B1/ko
Priority to PCT/SE2002/000502 priority patent/WO2002088406A1/en
Priority to DE60229225T priority patent/DE60229225D1/de
Priority to EP02704048A priority patent/EP1373587A1/en
Priority to EP02707374A priority patent/EP1379705B1/en
Priority to CNB028074211A priority patent/CN1266292C/zh
Priority to AT02707374T priority patent/ATE410528T1/de
Publication of SE0101089L publication Critical patent/SE0101089L/sv
Priority to NO20034320A priority patent/NO20034320L/no
Priority to NO20034319A priority patent/NO20034319L/no
Publication of SE521471C2 publication Critical patent/SE521471C2/sv
Priority to US11/010,289 priority patent/US7144017B2/en
Priority to NO20045524A priority patent/NO20045524L/no
Priority to JP2004379789A priority patent/JP2005147406A/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/02—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of piston rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/047—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy comprising intermetallic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • 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
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12736—Al-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12944—Ni-base component

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Description

lO 15 20 25 30 br) UI 521 471 2 I drift är framför allt några kontaktytor mellan kolvringen och cylinderfodermaterial utsatta för höga temperaturer, avsevärda temperaturskillnader och mycket korrosiva miljöer.
För att kunna tåla dessa spänningsinducerande på- frestningar bör därför kolvringen eller åtminstone dess beläggning även uppvisa avsevärd slitstyrka, duktilitet och termisk stabilitet. Med duktilitet menas häri och i det följande en maximal, möjlig deformering av materialet innan sprickbildningar bildas.
Idag tillverkas kolvringar vanligtvis från en bas av gjutjärn, vilken uppfyller materialkraven som rör håll- fasthet och elasticitet, men inte slitstyrka vid den mot cylinderloppet vettande ytan. Gjutjärn har inte den öns- kade termiska stabiliteten vid hög temperatur. En kolv- ring av gjutjärnsråämne är därför normalt försedd med ett slitstarkt slitskikt på ytorna som utsätts mest för sli- Slitskiktet, krominnehàllande material, tage. vilket normalt är tillverkat av ett anbringas vanligtvis på kolv- ringsämnet i en elektrolytisk process som beskrivs exem- pelvis i patentskriften EP-0668 375. skrift förses kolvringsämnet med ett hårt kromlager i en I enlighet med denna elektrolytisk process. Emellertid uppstår svårigheter i att skapa tillräckligt starka bindningar mellan basmate- rial och slitskiktsmaterial, vilket leder till problem på grund av att slitskiktsmaterialet riskerar att slitas loss från basmaterialet. När detta händer exponeras ytan av det jämförelsevis mjuka basmaterialet för slitage i ett kontaktområde mot cylinderloppet, vilket resulterar i en avsevärd förkortning av kolvringens livslängd.
Ett annat problem är att slitskiktet gradvis slits bort, även om bindningen mellan ytorna är jämförelsevis stark. Slitaget av kolvringen framåtskrider sakta så länge som slitskiktet är intakt, men sker mycket snabbt så fort som detta skikt har försvunnit. Som ett resultat kan det vara svårt att bestämma tiden då ett byte av kolvring bör ske. 10 15 20 25 30 35 521 471 3 Ett annat mål är att öka oxidationsresistansen hos kolvringen vid höga temperaturer. I WO9532314 beskrivs en nickel-aluminiumintermetallisk baslegering som är sär- skilt användbar för detaljer, såsom gasturbinblad som ex- poneras för höga och kontinuerliga termiska påfrestning- ar. Denna legering påstås förbättra termisk-, oxidations- och termochockresistens. Hårdhetsegenskaperna och slit- styrkan hos denna förening anses dock otillräcklig för att användas för andra detaljer och element vilka utsätts för slitage och termisk påfrestning.
Sammanfattning av uppfinningen Således är det ett syfte med uppfinningen att tillhandahålla ett material med de ovan nämnda och till synes motsägande egenskaperna. Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett material, särskilt avsett för medel- och högtemperaturapplikationer såsom som uppfyller de nödvändiga kraven beträffan- hårdhet, kolvringar, de slitstyrka, spänst, anti-korrosivitet, ter- misk stabilitet och duktilitet.
Ett annat syfte är att tillhandahålla en kolvring, vilken inte har de ovan nämnda nackdelarna som finns i känd teknik. Andra särdrag och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att bli tydliga i den följande beskriv- ningen av uppfinningen.
Föreliggande uppfinning tillhandahåller en slitstark kompositsammansättning som är avsedd för medel- till hög- i synnerhet för kolvringar, var- (hárdfas).
Nämnda kompositsammansättning innefattar även åtminstone temperaturapplikationer, vid materialet innefattar en keramförening en intermetallisk nickel-aluminid som är vald från grup- pen bestående av NiAI och Ni3Al eller en blandning därav.
En av fördelarna med den slitstarka kompositsamman- såttningen enligt uppfinningen är förmågan att motstå flytgränsuppmjukning upp till en temperatur på omkring 600 °C. Det är inte ovanligt att en kolvring lokalt behö- ver motstå temperaturer i intervallet 400 till 500 °C el- lO 15 20 25 30 35 521 471 4 ler mer under driftförhållanden. Om det metalliska mate- rialet (matris) i en sådan komposit av någon anledning, t ex uppmjukning som orsakats av hög temperatur, inte kan stå emot rörelser av hårdfasen i kompositen, kommer härd- fasen troligtvis inte att stanna på plats. Hårdfasen kom- mer att lämna sin plats och sedan fungera som ett pole- ringsmedel och orsaka mer slitage (trekroppsslitage).
Det är således fördelaktigt att använda en interme- tallisk nickel-aluminid för att tillhandahålla stöd till keramföreningen i kompositmaterialet. Ett viktigt syfte med den intermetalliska nickel-aluminiden är att hälla hårdfasen på plats under kontakt med cylinderfodermateri- alet för att undvika den tidigare nämnda poleringseffek- ten även inom det ovannämnda temperaturintervallet.
I en föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning innefattar nämnda kompositsammansättning en matris som är bildad av intermetalliska nickel-aluminider från nämnda grupp.
Det är således fördelaktigt att använda en interme- tallisk nickel-aluminidmatris för att tillhandahålla stöd till keramföreningen i kompositmaterialet. Ett viktigt syfte med den intermetalliska nickel-aluminidmatrisen är alltså att hålla härdfasen på plats.
Den slitstarka sammansättningen enligt föreliggande uppfinning innefattar en härdfas som företrädesvis består av åtminstone en keramförening som är vald från en grupp bestående av aluminiumoxid, kromkarbid, kromoxid och ki- selkarbid, t ex Al2O3, Cr3C2, Cr2O3 och SiC.
Hårdfasen förbättrar slitstyrka och förmågan att motstå termisk utmattningsdeformation av kompositen. Sam- tidigt reduceras den termiska utvidgningskoefficienten hos kompositsammansättningen enligt föreliggande uppfin- ning. Kompatibiliteten hos hårdfasen och matrisen är en viktig faktor i detta fall. Al2O3är föredragen på grund av högre kontaktytsbindning med matrismaterialet, men de andra hårdfaserna fungerar bra i detta avseende. lO l5 20 25 30 b) U'| 521 471 5 Ett syfte med föreliggande uppfinning är att även tillhandahålla en kolvring, i synnerhet avsedd för dieselmotorer, som utgörs av den slitresistenta samman- sättningen enligt uppfinningen.
I enlighet med föreliggande uppfinning tillhanda- hàlls även en kolvring, i synnerhet avsedd för dieselmo- torer, varvid nämnda kolvring innefattar en ytbeläggning av den slitstarka sammansättningen enligt uppfinningen.
Genom att använda den slitstarka sammansättningen fram- förallt som ytbeläggning på ett substrat erhålls en mer kostnadseffektiv produkt.
Medan uppfinningen har beskrivits i detalj och med referens till specifika utföringsformer därav, kommer det att för fackmannen vara uppenbart att olika ändringar och modifikationer kan göras utan att frängà andemeningen och omfattningen därav. Således inses det att olika metoder, sàsom plasma-, HVOF-sprutning eller andra relaterade kän- da tekniker kan användas för att belägga ett substrat, såsom t ex en kolv, kolvring, ett cylinderfoder eller àt- minstone partier av desamma med sammansättningen enligt uppfinningen pà.
Kort beskrivning av ritningarna För närvarande föredragna utföringsformer av före- liggande uppfinning kommer nu att beskrivas mer i detalj under hänvisning till bifogad ritning.
Fig l är en schematisk àtergivning av överstruktur- dislokationer i ett enkelt tvàdimensionellt kubiskt git- ter.
Fig 2 är ett diagram som visar graden av slitage re- lativt tryckexponeringen i tester av kompositen i enlig- het med en utföringsform av uppfinningen jämfört med en under namnet Darcast för kolvringar välkänd gjutjärns- kolvring.
Fig 3 är en SEN-bild av en sammansättning i enlighet med uppfinningen. lO 15 20 25 30 U) Ul 521 471 6 Fig 4 visar en utföringsform av en kolvring i enlig- het med den föreliggande uppfinningen.
Beskrivning av föredragna utföringsformer I enlighet med en föredragen utföringsform av upp- finningen åstadkoms en slitstark kompositsammansättning som är avsedd att användas för medel- och högtemperatur- applikationer och särskilt för kolvringar, varvid den slitstarka kompositsammansättningen innefattar en keram- blandning av en intermetallisk sammansättning och en ke- ramförening. Den slitstarka kompositsammansättningen in- nefattar särskilt en intermetallisk nickel-aluminid som är vald ur gruppen bestående av NiAl och Ni3Al. Den in- termetalliska nickel-aluminiden eller nickel-aluminiderna bildar en matris till vilken en hàrdfas adderas.
Med intermetalliska föreningar menas häri en grupp av material som kan betraktas som att de upptar en mel- lanliggande position mellan legeringar och keramer avse- ende materialegenskaper. De anses även vara en unik grupp av metalliska material som uppvisar en vidsträckt ordnad kristallstruktur under en kritisk temperatur, vilken van- ligtvis refereras till som den kritiska ordningstempera- (TC)- De nödvändiga förutsättningarna för en väsentligen turen solid lösning av en lämplig sammansätting att bli ordnad är att olika atomer dvs. olika element måste attrahera varandra mer än likadana atomer för att minska den fria enregin vid ordnandet. Med andra ord, är graden av ord- ning i intermetalliska starkt förknippad till bindningens natur. Dessa ordnade intermetaller existerar vanligtvis i relativt snäva sammansättningsomràden kring enkla stoiko- metriska förhållanden.
Dessa ordnade strukturer av nickel-aluminider gör det möjligt att uppnå hög spänningsduktilitet. Duktilite- Len hos polykristallint Ni3Al ökas ytterligare genom mik- rolegering med addition av bor som segregerar korngrän- serna och dämpar skör intergranulär delning. lO 15 20 25 30 35 521 471 7 En ovan nämnd effekt som beror pà kristallstrukturen representeras schematiskt i fig. 1 av en överstrukturs- dislokation i ett enkelt tvàdimensionellt kubiskt gitter.
Intermetalliska sammansättningar uppvisar en mycket hög draghållfasthet som ofta upprätthålls upp till höga tem- peraturer. Deformation i ordnade legeringar kontrolleras av överstrukturens glidning eller parvisa dislokationer, sàsom superdislokationer, illustrerade för ett tvàdimen- sionellt ordnat gitter i fig. 1 som har en AB- eller ledande, dislokationen vilket kan betrak- sammansättning. Den första, skapar ett skikt i ett antifasomràde, tas som ett skikt med felaktig bindning, och den andra, eller följande dislokationen återställer ordningen. Den relativt låga flyttbarheten för dislokationerna ger en högre draghàllfasthet, dvs. draghàllfastheten ökar snara- re än minskar med ökande temperatur.
Den slitstarka sammansättningen innefattar en matris som är bildad av intermetallisk nickel-aluminid som är vald ur en grupp bestående av NiAl och Ni3Al. Sammansätt- ningen innefattar även en keramisk förening som är vald fràn en grupp bestående av kromkarbid, kromoxid och alu- miniumoxid till exempel Cr¿O3, Cr3C2, SiC och Al2O3. Exem- pel pä utföringsformer av uppfinningen är givet i det nedanstående.
Exempel 1 En sammansätting bereddes genom att blanda följande ingredienser, vilka är givna i viktsandelar i tabell 1.
Tabell 1 Nr. Namn Komponent Ni Al Cr Zr Nb 1 NiAl-Nb wt% 65-66 27-28 2-3 O,5-1 4-4,5 Ett pulver förbereddes genom att blanda komponenter- na som är givna i tabell 1 i exempel 1. 5-10 volym% av den ursprungliga blandningen ersattes dessutom av 5-10 lO 15 20 25 30 35 521471 8 volym% Al2O3. Den resulterande sammansättningen upphetta- des och applicerades pà ett substrat i enlighet med meto- der av tidigare känd teknik för att bilda en slitstark sammansätting pä substratet. Den erhållna sammansättning- en visade goda egenskaper för slitstyrka, duktilitet och termisk stabilitet.
Fig. 2 är ett diagram som visar graden av slitage i förhållande till tryckexponeringen i tester av samman- sättningen i enlighet med en utföringsform av uppfinning- en i jämförelse med en under namnet Darcast välkänd kolv- ring av gjutjärn. I syfte att ytterligare illustrera egenskaperna hos uppfinningen hänvisas till fig. 3 som är en SEM-bild av en föredragen utföringsform av en slit- stark sammansättning i enlighet med uppfinningen. Pà den aktuella bilden visas en matris som innehåller mörkare ”öar” av en hàrdfas. I detta fall är hàrdfasen kromkar- bid. Genom diffusion mellan matris och hàrdfas bildas en föreningszon, vilken också framträder tydligt pà bilden.
Föreningszonen medför att en härd bindning bildas mellan hàrdfas och matris och är företrädesvis symmetriskt ut- bredd kring hàrdfasen. En ytterligare utföringsform av en slitstark sammansättning i enlighet med uppfinningen ges i det följande exemplet 2.
Exempel 2 Tabell 2 Nr Namn Komponent Ni Al Fe Mn Ti Zr B 2 Ni3A|-Fe wt% 77-78 9-10 11-12 0,5 0,5 0,01 0,1 Ett pulver förbereddes genom att blanda komponenter- na som är givna i tabell 2 i exempel 2. 5-10 volym% av den ursprungliga blandningen ersattes dessutom av 5-10 volym% Algh. Den resulterande sammansättningen upphetta- des och applicerades pà ett substrat i enlighet med meto- der av tidigare känd teknik för att bilda en slitstark 10 l5 20 25 30 35 521 471 9 sammansätting pä substratet. Den erhållna sammansättning- en visade goda egenskaper för slitstyrka, duktilitet och termisk stabilitet.
Exempel 3 Ett tredje exempel pà en slitstark sammansättning enligt uppfinningen är givet i den nedanstående tabellen.
Tabell 3 Nr. Namn Komponent Ni Al Cr C Mn Ti Zr B 3 Ni3A|-Cr wt% 81-83 8-9 7-8 0,1 0,4-O,5 1 0,6 0,1 En slitstark sammansättning preparerades i enlighet med tidigare exempel genom att bilda en blandning av kom- ponenter såsom anges i tabell 3 i exempel 3. I detta ex- empel används kromkarbid som härdfas jämfört med de tidi- gare givna exemplen. Genom att istället tillsätta hàrdfa- sen Algb till blandningen i exempel 3 i enlighet med de tidigare exemplena erhölls en ökad termisk stabilitet jämfört blandningen i enlighet med tabell 3. Fastän Alflh är angivet som det föredragna alternativet för en härd- fasförening i de flesta av de ovan uppräknade exemplena, uppnàddes utmärkta resultat även med andra hàrdfasföre- ningar.
Det är naturligtvis möjligt att använda valfri hård- fas ur gruppen som består av kromoxid, kiselkarbid, alu- Cr3C2, SiC och A120; i kombination med valfri sammansättning som är given i tabellerna 1-3. miniumoxid, Cr¿Oæ Fig 4 är en utföringsform av en kolvring i enlighet med uppfinningen. Kolvringen innefattar företrädesvis en beläggning av nämnda slitstarka sammansättning. I en andra föredragen utföringsform av en uppfinningen består kolvringen väsentligen av den uppfinningsenliga slitstar- ka sammansättningen.
Det inses att föreliggande uppfinning inte är be- gränsad till de utföringsformer och exempel som är be- lO 521 471 lO skrivna häri. Exempelvis, kan ytterligare substanser tillsättas till den slitstarka sammansättningen i syfte att modifiera dess egenskaper pà ett fackmannamässigt sätt. Även andra blandningar och kombinationer än de lis~ tade i tabellerna 1-3 är möjliga inom ramen för uppfin- I speciella fall kan sà mycket som upp till 50 och allra helst ningen. volym%, företrädesvis mellan l-30 volym%, mellan 5-10 volym% av den totala sammansättningen vara hàrdfas såsom exempelvis kromoxid, kiselkarbid, Crflb och Al2O3 .

Claims (25)

10 15 20 25 30 35 521 47í1ïiïif' ll PATENTKRAV i .
1. Kolvring innefattande en beläggning av slitstark kom- positsammansättning, plikationer, innefattar en keramförening, k ä n n e t e c k n a d särskilt avsedd för högtemperaturap- där den slitstarka kompositsammansättningen aV att nämnda slitstarka sammansättning även innefattar ät- minstone en intermetallisk nickel-aluminid vald från gruppen som bestàr av NiAl och Ni3Al.
2. Kolvring enligt patentkrav l, i vilken nämnda samman- sättning innefattar en matris som är bildad av en inter- metallisk nickel-aluminid vald från nämnda grupp som be- står av NiAl och Ni3Al.
3. Kolvring enligt något av patentkrav l-2, i vilken den intermetalliska nickel-aluminiden är en blandning av NiAl och Ni3Al.
4. Kolvring enligt något av patentkrav föreningen är Cr3C2.
5. Kolvring enligt något av patentkrav föreningen är en kromoxid.
6. Kolvring enligt något av patentkrav föreningen är Crflh.
7. Kolvring enligt nägot av patentkrav föreningen är SiC.
8. Kolvring enligt något av patentkrav föreningen är en aluminiumoxid.
9. Kolvring enligt patentkrav 8, är Algoj; . l-3, l-3, l-3, varvid keram- varvid keram- varvid keram- varvid keram- varvid keram- varvid keramföreningen 10 15 20 25 30 u) UI 521 471 l2
10. Kolvring enligt något av ovanstående patentkrav, var- vid sammansättningen innefattar åtminstone 50 volym%, in- termetallisk nickel-aluminid baserat på den totala voly- men av den slitstarka sammansättningen.
11. Kolvring enligt patentkrav 10, varvid sammansättning- en innefattar företrädesvis mellan 70-99 volym% interme- tallisk nickel-aluminid baserat på den totala volymen av den slitstarka sammansättningen.
12. Kolvring enligt patentkrav 10, varvid sammansättning- en innefattar företrädesvis mellan 90-95 volym% interme- tallisk nickel-aluminid baserat på den totala volymen av den slitstarka sammansättningen.
13. Kolvring, särskilt avsedd för dieselmotorer, k ä n - n e t e c k n a d av att den innefattar en beläggning av kompositsammansättningen såsom definierats i något av ovanstående patentkrav 1-12.
14. Kolvring innefattande en slitstark kompositsamman- sättning, särskilt avsedd för högtemperaturapplikationer, där den slitstarka kompositsammansättningen innefattar en keramförening, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda slit- starka sammansättning även innefattar åtminstone en in- termetallisk nickel-aluminid vald fràn gruppen som består av NiAl och Ni3Al.
15. Kolvring enligt patentkrav 14, i vilken nämnda sam- mansättning innefattar en matris som är bildad av en in- termetallisk nickel-aluminid vald från nämnda grupp som består av NiAl och Ni3Al.
16. Kolvring enligt något av patentkrav 14-15, i vilken den intermetalliska nickel-aluminiden är en blandning av NiAl och Ni3Al. 10 15 20 25 30 u.) Un _ ,, _ . , _ ._ . ... . » w 5 - f Q- i '!_ ' : i ï' 2 f, , f., .» U.. 1 = v I . _ | . f . I f a ~ v Y- v ° a.. , . . . . . . i 1 ß 13
17. Kolvring enligt något av patentkrav 14-16, varvid ke- ramföreningen är Cr3C2.
18. Kolvring enligt något av patentkrav 14-17, varvid ke- ramföreningen är en kromoxid.
19. Kolvring enligt något av patentkrav 14-16, varvid ke- ramföreningen är Crfih.
20. Kolvring enligt något av patentkrav 14-16, varvid ke- ramföreningen är SiC.
21. Kolvring enligt något av patentkrav 14-16, varvid ke- ramföreningen är en aluminiumoxid.
22. Kolvring enligt patentkrav 21, varvid keramföreningen är Al2O3 .
23. Kolvring enligt något av patentkrav 14-22, varvid sammansättningen innefattar åtminstone 50 volym%, inter- metallisk nickel-aluminid baserat pà den totala volymen av den slitstarka sammansättningen.
24. Kolvring enligt patentkrav 23, varvid sammansättning- en innefattar företrädesvis mellan 70-99 volym% interme- tallisk nickel-aluminid baserat på den totala volymen av den slitstarka sammansättningen.
25. Kolvring enligt patentkrav 23, varvid sammansättning- en innefattar företrädesvis mellan 90-95 volym% interme- tallisk nickel-aluminid baserat pà den totala volymen av den slitstarka sammansättningen.
SE0101089A 2001-03-27 2001-03-27 Kolvring och beläggning på en kolvring innefattande ett kompositmaterial av en keram och en intermetallisk förening SE521471C2 (sv)

Priority Applications (23)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0101089A SE521471C2 (sv) 2001-03-27 2001-03-27 Kolvring och beläggning på en kolvring innefattande ett kompositmaterial av en keram och en intermetallisk förening
AT02707374T ATE410528T1 (de) 2001-03-27 2002-03-18 Intermetallischer verschleissfester werkstoff für kolbenringe
PCT/SE2002/000503 WO2002088407A1 (en) 2001-03-27 2002-03-18 Nickel-aluminide based wear resistant material for piston rings
PCT/SE2002/000502 WO2002088406A1 (en) 2001-03-27 2002-03-18 Intermetallic wear-resistant material for piston rings
CNB028074106A CN1272452C (zh) 2001-03-27 2002-03-18 耐磨组合物
US10/469,686 US6838196B2 (en) 2001-03-27 2002-03-18 Nickel-aluminide based wear resistant material for piston rings
KR1020037012577A KR100854666B1 (ko) 2001-03-27 2002-03-18 피스톤 링용의 내마모성 니켈-알루미나이드계 재료
DE60218356T DE60218356T2 (de) 2001-03-27 2002-03-18 Einen verschleissfesten Werkstoff enthaltender Kolbenring
EP04030436A EP1524459B1 (en) 2001-03-27 2002-03-18 Piston ring comprising a wear-resistant composition
US10/471,561 US7052018B2 (en) 2001-03-27 2002-03-18 Piston ring having wear resistant composition
JP2002585685A JP4361739B2 (ja) 2001-03-27 2002-03-18 ピストンリング用のニッケル−アルミナイドベースの耐磨耗性材料
CN2004100115815A CN1661267A (zh) 2001-03-27 2002-03-18 耐磨组合物
KR1020037012576A KR100854667B1 (ko) 2001-03-27 2002-03-18 피스톤 링용의 내마모성 금속간 화합물 재료
JP2002585684A JP2004531669A (ja) 2001-03-27 2002-03-18 ピストンリング用の金属間化合物を含む耐磨耗性材料
DE60229225T DE60229225D1 (de) 2001-03-27 2002-03-18 Intermetallischer verschleissfester werkstoff für kolbenringe
EP02704048A EP1373587A1 (en) 2001-03-27 2002-03-18 Nickel-aluminide based wear resistant material for piston rings
EP02707374A EP1379705B1 (en) 2001-03-27 2002-03-18 Intermetallic wear-resistant material for piston rings
CNB028074211A CN1266292C (zh) 2001-03-27 2002-03-18 用于活塞环的镍的铝化物基耐磨材料
NO20034319A NO20034319L (no) 2001-03-27 2003-09-26 Intermetallisk slitefast materiale for stempelringer
NO20034320A NO20034320L (no) 2001-03-27 2003-09-26 Nikkel-aluminid basert slitefast materiale for stempelringer
US11/010,289 US7144017B2 (en) 2001-03-27 2004-12-14 Piston ring having wear resistant composition
NO20045524A NO20045524L (no) 2001-03-27 2004-12-17 Slitefast sammensetning
JP2004379789A JP2005147406A (ja) 2001-03-27 2004-12-28 ピストンリング用の金属間化合物を含む耐磨耗性材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0101089A SE521471C2 (sv) 2001-03-27 2001-03-27 Kolvring och beläggning på en kolvring innefattande ett kompositmaterial av en keram och en intermetallisk förening

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0101089D0 SE0101089D0 (sv) 2001-03-27
SE0101089L SE0101089L (sv) 2002-09-28
SE521471C2 true SE521471C2 (sv) 2003-11-04

Family

ID=20283559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0101089A SE521471C2 (sv) 2001-03-27 2001-03-27 Kolvring och beläggning på en kolvring innefattande ett kompositmaterial av en keram och en intermetallisk förening

Country Status (10)

Country Link
US (3) US6838196B2 (sv)
EP (3) EP1373587A1 (sv)
JP (3) JP2004531669A (sv)
KR (2) KR100854666B1 (sv)
CN (3) CN1661267A (sv)
AT (1) ATE410528T1 (sv)
DE (2) DE60218356T2 (sv)
NO (3) NO20034320L (sv)
SE (1) SE521471C2 (sv)
WO (2) WO2002088406A1 (sv)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE521471C2 (sv) * 2001-03-27 2003-11-04 Koncentra Holding Ab Kolvring och beläggning på en kolvring innefattande ett kompositmaterial av en keram och en intermetallisk förening
KR100794294B1 (ko) 2004-03-04 2008-01-14 고경현 내마모성 금속-세라믹 복합체 코팅 형성 방법
US7326441B2 (en) * 2004-10-29 2008-02-05 General Electric Company Coating systems containing beta phase and gamma-prime phase nickel aluminide
KR100802328B1 (ko) * 2005-04-07 2008-02-13 주식회사 솔믹스 내마모성 금속기지 복합체 코팅층 형성방법 및 이를이용하여 제조된 코팅층
KR100802329B1 (ko) * 2005-04-15 2008-02-13 주식회사 솔믹스 금속기지 복합체 형성방법 및 이를 이용하여 제조된 코팅층및 벌크
KR100946196B1 (ko) * 2005-08-17 2010-03-08 아주대학교산학협력단 분무 코팅에 의한 금속표면 개질방법 및 이에 의하여 제조되는 금속
CN100395056C (zh) * 2006-03-07 2008-06-18 北京科技大学 一种制备Al2O3弥散强化Ni3Al基复合材料的方法
US20070287317A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-13 Reum Rex J Independent Leg Seal
CN100419242C (zh) * 2006-12-27 2008-09-17 吴炬平 内燃机用活塞环及其制备工艺
TW200831166A (en) * 2007-01-26 2008-08-01 Advanced Int Multitech Co Ltd Jointing method for a gold club head
DE102007007960C5 (de) * 2007-02-17 2015-08-27 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Kolbenring
CN101613817B (zh) * 2008-06-27 2010-08-11 中国科学院金属研究所 一种镍铝基复合材料作为高温自润滑耐磨材料的应用
DE102008057514B3 (de) * 2008-11-15 2010-02-18 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Kolbenring für eine Brennkraftmaschine
KR101715149B1 (ko) * 2009-09-14 2017-03-10 고리츠다이가쿠호징 오사카후리츠다이가쿠 Ｔａ가 첨가된 Ｎｉ３(Ｓｉ,Ｔｉ)계 금속간 화합물
CN102134663B (zh) * 2011-03-04 2012-07-25 株洲硬质合金集团有限公司 以铁－铝金属间化合物为主粘结相的硬质合金及其制备方法
JP5967764B2 (ja) * 2012-09-12 2016-08-10 国立研究開発法人物質・材料研究機構 耐酸化コーティング用合金粉末の製造方法、その粉末を用いた耐酸化特性に優れた合金の製造方法、その合金を用いた部材の製造方法
CN103895282B (zh) * 2012-12-26 2016-06-15 北京有色金属研究总院 一种高温真空集热管用复合梯度阻氢涂层及其制备方法
BR102013019686B1 (pt) * 2013-08-01 2020-11-03 Mahle Metal Leve S/A anel de pistão e seu processo de fabricação
CN104233065B (zh) * 2014-08-26 2017-08-01 盐城市鑫洋电热材料有限公司 一种碳化硅增强铁铝复合材料及其制备方法
CN104451510A (zh) * 2014-10-30 2015-03-25 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种Ni-SiC纳米涂层及其制备方法
CN107530771B (zh) * 2015-03-19 2020-05-08 霍加纳斯股份有限公司 新粉末组合物及其用途
CN104831220A (zh) * 2015-05-09 2015-08-12 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种Fe-TiO2-Co涂层材料及其制备方法
CN104831221A (zh) * 2015-05-09 2015-08-12 芜湖鼎恒材料技术有限公司 硬质Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料及其制备方法
CN107475655A (zh) * 2016-06-03 2017-12-15 南京理工大学 一种活塞环表面镍铝基自润滑耐磨涂层及制备方法
CN112963529B (zh) * 2021-02-04 2023-03-10 山东锐凯工程机械有限公司 一种耐磨式破碎锤活塞及其加工设备

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3936295A (en) * 1973-01-10 1976-02-03 Koppers Company, Inc. Bearing members having coated wear surfaces
US3938814A (en) * 1974-09-23 1976-02-17 Koppers Company, Inc. Bearing member having a wear resistant coating on its bearing face
AU536976B2 (en) * 1980-09-10 1984-05-31 Comalco Limited Aluminium-silicon alloys
US4474861A (en) * 1983-03-09 1984-10-02 Smith International, Inc. Composite bearing structure of alternating hard and soft metal, and process for making the same
JPS61163229A (ja) * 1985-01-14 1986-07-23 Mazda Motor Corp ロ−タリピストンエンジンのアペツクスシ−ル
GB8704325D0 (en) 1987-02-24 1987-04-01 Ae Plc Piston & ring
AU615265B2 (en) * 1988-03-09 1991-09-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Aluminum alloy composite material with intermetallic compound finely dispersed in matrix among reinforcing elements
US5236787A (en) * 1991-07-29 1993-08-17 Caterpillar Inc. Thermal barrier coating for metallic components
DE4203869C2 (de) * 1992-02-11 1994-06-16 Daimler Benz Ag Hochbelastbare, beschichtete Bauteile aus einem Werkstoff, der aus der intermetallischen Phase Titan-Aluminid besteht
US5537133A (en) 1992-04-02 1996-07-16 Hewlett-Packard Company Restraining element for a print cartridge body to reduce thermally induced stress
CN1029524C (zh) 1992-11-30 1995-08-16 冶金工业部钢铁研究总院 高温耐磨镍铝基合金
DE69407525T2 (de) * 1993-09-17 1998-04-16 Honda Motor Co Ltd Kolbenring aus TiAl basierender intermetallischer Verbindung und Verfahren zur Oberflächenbehandlung
IT1267394B1 (it) 1994-02-18 1997-02-05 Ind S R L Procedimento per la realizzazione di riporti galvanici compositi in cromo duro con una fase dispersa e riporto anti-usura realizzato con
DE4417936C1 (de) * 1994-05-21 1995-12-07 Max Planck Inst Eisenforschung Nickel-Aluminium-Legierung
DE4447130A1 (de) * 1994-12-29 1996-07-04 Nils Claussen Herstellung eines aluminidhaltigen keramischen Formkörpers
DE19750599A1 (de) * 1997-01-10 1998-07-30 Claussen Nils Metall-keramisches Konstruktionselement - sein Aufbau und seine Herstellung
CN1106457C (zh) 1997-12-25 2003-04-23 中国科学院兰州化学物理研究所 一种碳钢表面耐磨涂层的制备工艺
SE521471C2 (sv) * 2001-03-27 2003-11-04 Koncentra Holding Ab Kolvring och beläggning på en kolvring innefattande ett kompositmaterial av en keram och en intermetallisk förening

Also Published As

Publication number Publication date
CN1266292C (zh) 2006-07-26
US7052018B2 (en) 2006-05-30
DE60218356T2 (de) 2007-10-31
JP2004531678A (ja) 2004-10-14
NO20034319D0 (no) 2003-09-26
EP1524459B1 (en) 2007-02-21
NO20034320D0 (no) 2003-09-26
CN1500153A (zh) 2004-05-26
KR20040015076A (ko) 2004-02-18
EP1524459A3 (en) 2005-04-27
CN1272452C (zh) 2006-08-30
WO2002088407A1 (en) 2002-11-07
JP2005147406A (ja) 2005-06-09
JP4361739B2 (ja) 2009-11-11
NO20034319L (no) 2003-11-27
ATE410528T1 (de) 2008-10-15
CN1661267A (zh) 2005-08-31
US20050127612A1 (en) 2005-06-16
US20040080114A1 (en) 2004-04-29
NO20034320L (no) 2003-11-27
US6838196B2 (en) 2005-01-04
CN1500154A (zh) 2004-05-26
KR100854667B1 (ko) 2008-08-27
EP1379705A1 (en) 2004-01-14
KR100854666B1 (ko) 2008-08-27
KR20040015075A (ko) 2004-02-18
DE60218356D1 (de) 2007-04-05
WO2002088406A1 (en) 2002-11-07
DE60229225D1 (de) 2008-11-20
US20040076851A1 (en) 2004-04-22
EP1379705B1 (en) 2008-10-08
EP1524459A2 (en) 2005-04-20
SE0101089L (sv) 2002-09-28
SE0101089D0 (sv) 2001-03-27
JP2004531669A (ja) 2004-10-14
NO20045524L (no) 2004-12-17
EP1373587A1 (en) 2004-01-02
US7144017B2 (en) 2006-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE521471C2 (sv) Kolvring och beläggning på en kolvring innefattande ett kompositmaterial av en keram och en intermetallisk förening
Bewlay et al. Refractory metal-intermetallic in-situ composites for aircraft engines
US20030207151A1 (en) Rhenium-containing protective layer for protecting a component against corrosion and oxidation at high temperatures
EP2420584B1 (en) Nickel-based single crystal superalloy and turbine blade incorporating this superalloy
US20080017694A1 (en) Braze Alloy And The Use Of Said Braze Alloy
JPS6117894B2 (sv)
US6924046B2 (en) Rhenium-containing protective layer for protecting a component against corrosion and oxidation at high temperatures
US5932033A (en) Silicide composite with niobium-based metallic phase and silicon-modified laves-type phase
JPH06212455A (ja) チタン−アルミニド金属間相からなる高負荷性被覆構造部材
CN111172430A (zh) 镍基超合金和制品
RU2149202C1 (ru) Изделие для направления горячего, окисляющего газа
US20230398621A1 (en) Amorphous ductile braze alloy compositions, and related methods and articles
JP6982172B2 (ja) Ｎｉ基超合金鋳造材およびそれを用いたＮｉ基超合金製造物
EP3290537B1 (en) Modified articles, coated articles, and modified alloys
JPH08311584A (ja) 高融点超合金
Tenyama et al. Interfacial microstructure of silicon carbide and titanium aluminide joints produced by solid-state diffusion bonding
Berthod et al. Dependence on the chromium content of the high-temperature oxidation behavior of Ta-rich nickel-based cast alloys
KR102340057B1 (ko) 니켈기 단결정 초내열합금 및 이의 제조방법
KR20050019756A (ko) 내마모성 조성물
WO2024036104A1 (en) High performance alumina-forming multi- element materials for high temperature applications
JPS6152339A (ja) Ｎｉ基耐熱合金
JPS6050136A (ja) 一方向凝固用Νｉ基耐熱合金

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed