SE526621C2 - Nötningsbeständigt glidelement - Google Patents

Description

l5 20 25 30 526 621 en basmetall och en sprutbeläggning bildad på en yttre glidyta av basmetallen. Beläggningen är framställd genom sprutning av en iblandning innehållande, uttryckt som massa, 30-70% molybdenpul- ver, 10-40% nickel-kromlegeringspulver, 3-40% keramikpulver och 2-15% fasta smörjmedelspulver, där keramikpulvret omfattar kromoxid. ' Skälet för ett haltintervall av 30-70 mass% av molybdenpul- ver är att när innehållet av molybdenpulver ligger under 30% be- läggningen förstör rephàllfastheten. När innehållet av molybden- pulver överskrider 70% är det svårt att åstadkomma en tillräck- lig hårdhet för beläggningen.

Skälet för ett haltintervall av 10-40 mass% nickel-kromle- geringspulver är att när innehållet av nickel-kromlegerings- pulver ligger under 10% beläggningen inte uppvisar tillräcklig seghet. När innehållet av nickel-kromlegeringspulver överskrider 40% förstör beläggningen rephållfastheten.

Skälet för ett haltintervall av 3-40 mass% keramikpulver är att när innehållet av keramikpulver ligger under 3% beläggningen inte uppvisar tillräcklig hårdhet. När innehållet av keramik- pulver överstiger 40% blir beläggningen så hård att den attacke- rar motparten.

Skälet för ett haltintervall av 2-15 mass% av fasta smörjmedelspulver är att när innehållet av fasta smörjmedels- pulver ligger under 2% smörjeffekten är otillräcklig för att förhindra beläggningen från att öka glidmotståndet och attackera motpartsmaterialet. När innehållet av fasta smörjmedelspulver överskrider 15% blir beläggningen spröd.

Det nötningsbeständiga glidelementet enligt föreliggande uppfinning är på sin glidyta försett med sprutbeläggningen som framställts genom sprutning av en blandning av molybdenpulver, nickel-kromlegeringspulver, keramikpulver och fasta smörjmedels- pulver, resulterande i att den är överlägsen både med avseende på nötningshållfasthet och rephållfasthet och den attackerar motpartsmaterialet mindre beroende på de fasta smörjmedelspulver 10 15 20 25 30 526 621 som ingår i beläggningen jämfört med det sprutade glidelementet som är känt genom ovannämnda referens. Följaktligen används det med fördel som en kolvring eller liknande i högpresterande marindieselmotor med stor storlek. En särskilt fördel är att det möjliggör förlängning av motorns livslängd.

Kort beskrivning av ritningarna Figur 1 är en partiell tvärsnittsvy av en kolvring enligt föreliggande uppfinning; figur 2 är en schematisk vy av en plan glidfriktionsprovare av roterande typ för utförande av olika tester; figur 3 är en kurva som visar resultatet av rephàllfasthetstester; och figur 4 är en kurva som visar avnötta mängder uppmätta i nötningshållfasthetstesterna.

Beskrivning av en utföringsform av uppfinningen Med hänvisning till figur 1 som visar en partiell tvär- snittsvy av en kolvring 10 i enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning är en sprutad beläggning C utbildad på den yttre periferiella ytan av basmetallen M i kolvringen 10.

Sprutbeläggningen C är framställd genom sprutning av en bland- ning innehållande, uttryckt som massa 30-70% molybdenpulver, 10- 40% nickel-kromlegeringspulver, 5-40% keramikpulver och 2-15% fasta smörjmedelspulver.

Den sprutade beläggningen C är överlägsen både i nötnings- hàllfasthet och rephållfasthet samtidigt som den är förhindrad att öka glidmotståndet och att attackera motpartsmaterialet tack vare ingående fast smörjmedelspulver.

Exempel Här beskrivs utföringsformer av glidelementet enligt före- liggande uppfinning närmare med hänvisning till olika tester genomförda i jämförelse med andra glidelement. 10 15 20 25 30 35 526 621 Fjorton typer av testprov framställdes genom att forma fjorton typer av beläggning med 300 pm tjocklek på stycken av samma gjutjärn för kolvringar, som ett basmaterial, av vilka de två proverna nr. 1 och 2 är jämförelseprover eller motsvarar de andra glidelementen som är kända genom ovannämnda referens. De tolv proverna nr. 3, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 är en- ligt uppfinningen eller motsvarar utföringsformerna.

Beläggningarna tillverkades genom plasmasprutning av respektive pulverblandningar, vilkas sammansättning visas i tabell 1.

Tabell 1 Prov Anmärkning Sammansättning av pulverblandning (mass%) Mo Ni-Cr-legering Keramik Fast smörjmedel Nr. 1 Jämförelse 45 20 35(CrC) Nr. 2 Jämförelse 65 30 5(CrC) Nr. 3 Uppfinningen 40 15 30(CrC) 15(CaFfi Nr. 4 Uppfinningen 60 30 5(CrC) 5(CaFfi Nr. 5 Uppfinningen 40 15 30(Cr2O3) 15(CaFfl Nr. 6 Uppfinningen 60 30 5(Cr2Ofl 5(CaFfl Nr. 7 Uppfinningen 40 15 30(CrC) l5(MnS) Nr. 8 Uppfinningen 60 30 5(CrC) 5(MnS) Nr. 9 Uppfinningen 40 15 30(Crflh) l5(MnS) Nr. 10 Uppfinningen 60 30 5(Cr¿Ofl 5(MnS) Nr. 11 Uppfinningen 40 15 30(CrC) 15(MoSfl Nr. 12 Uppfinningen 60 30 5(CrC) 5(MoSfl Nr. 13 Uppfinningen 40 15 30(Cr¿L) l5(MoSfi Nr. 14 Uppfinningen 60 30 5(Cr¿Oy 5(MoSy Plasmasprutbetingelserna är enligt följande: Pistol: Sulzer Metco 7MB plasmasprutpistol (produktnamn) Elektrisk spänning: 60 ~ 70V Elektrisk ström: 500A Rephàllfasthets- och nötningshållfasthetstester genomfördes för varje provstycke enligt följande: 10 15 20 25 30 526 621 Rephållfasthetstester .Rephàllfasthet för varje prov mättes med användning av en glidfriktionsprovare av roterande plantyp, såsom visas schema- tiskt i figur 2. Friktionsprovaren har en mekanism där ett prov ll bringas i kontakt med och hålls pressad mot en roterande plan yta eller motpartsmaterial 12 som roterar vid en konstant has- tighet med ett specifikt yttryck P under en specificerad tidspe- riod, och ett yttryck vid vilket repning uppträder mäts som ett kritiskt repyttryck. Yttryck applicerades pà ett sådant sätt att initialt yttryck av 2,45 MPa upprätthålls under 30 minuter,. varpå yttrycket ökades med 0,98 MPa i på varandra följande 5 mi- nuters intervall.

Mätbetingelserna var enligt följande: Glidhastighet: 5m/sek Smörjolja: SAE30+vit fotogen (lzl) Oljemängd: ingen olja tillfördes, med undantag för initial applicering Motpartsmaterial: Tarkalloy (känd som ett produktnamn ägt av Nippon Piston Ring Co., Ltd. för ett borinnehàllande gjutjärn).

Ett resultat av testerna visas i figur 3. Såsom framgår av figur 3 har alla prover nr. 3-14 enligt uppfinningen sina kri- tiska repyttryck inom ett intervall av 7,8 till 8,8 MPa, under det att de jämförande proverna nr. 1 och 2 har de kritiska rep- yttrycken inom ett intervall av 6,9 till 7,8 MPa. Följaktligen är glidelementet enligt uppfinningen jämförbart eller överlägset jämförelseproverna.

Nötningsbeständighetstester Avnötta mängder för varje prov och dess motpartsmaterial mättes med användning av ovannämnda glidfriktionstestare av roterande plantyp, såsom visas schematiskt i figur 2. Friktions- provaren hade en mekanism, där ett prov ll bringas i kontakt med och hålls pressat mot en roterande plan yta av motpartsmaterial 10 15 20 25 30 526 621 12 som roterar vid en konstant hastighet med ett specifikt yt- tryck P för en specifik testkörtid. Smörjolja appliceras på mot- materialet 12.

Mätbetingelserna var enligt följande: Glidhastighet: 6 m/sek Yttryck: 6 MPa Smörjolja: Spinox S-2 (känt som ett produktnamn ägt av Nip- pon Oil Co., Ltd. för lagerolja) Oljetemperatur: 60 i lO°C Oljemängd: 10* nf/min Testkörtid: 100 timmar Motpartsmaterial: Tarkalloy (känt som ett produktnamn ägt av Nippon Piston Ring Co., Ltd. för ett borinnehållande gjutjärn) Ett resultat av nötningstestet visas i figur 4. Såsom fram- går av figur 4 har samtliga prover 3-14 enligt uppfinningen sina avnötta mängder inom ett intervall av 12,6-17,1 um under det att jämförelseproverna nr. 1 och 2 har sina avnötta mängder inom ett intervall av 17,5-22,3 um. Följaktligen är glidelementet enligt uppfinningen bättre med avseende pà nötningsbeständighet än jämförelseelementet. Samtliga prover nr. 3-14 enligt uppfin- ningen har för motparten avnötta mängder inom ett intervall av 1,1-2,1 pm under det att jämförelseproverna nr. l och 2 har sina av motparten avnötta mängder inom ett intervall av 2,8-4,3 pm.

Följaktligen är glidelementet enligt uppfinningen mycket bättre när det gäller att undvika attack på motpart än jämförelseele- mentet.

Claims (2)

10 526 621 Patentkrav

1. Glidelement (10) uppvisande en basmetall (M) och en sprutad beläggning (C) bildad på en yttre glidyta av basmetallen genom sprutning av en pulverblandning, kännetecknat av att be- läggningen innehåller, uttryckt som massa, 30-70% molybdenpul- ver, 10-40% nickel-kromlegeringspulver, 3-40% keramikpulver och 2-15% fasta smörjmedelspulver, där keramikpulvret omfattar kromoxid.

2. Glidelement enligt krav 1, där det fasta smörjmedelspulvret omfattar åtminstone ett valt från gruppen bestående av kalciumfluorid, mangansulfid och molybdendisulfid.