DD228192A5

DD228192A5 - Verfahren zur herstellung von ventilsitzringen

Info

Publication number: DD228192A5
Application number: DD85275003A
Authority: DD
Inventors: Michael Koehler; Wolfgang Petry
Original assignee: Bleistahl Gmbh
Priority date: 1984-04-11
Filing date: 1985-04-09
Publication date: 1985-10-09
Also published as: US4599110A; DE3560952D1; ES8606803A1; BR8501693A; EP0161462B1; MX166958B; KR920001584B1; DE3413593C1; KR850007744A; EP0161462A1; ATE30745T1; JPH0580521B2; JPS60218403A; ES541734A0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ventilsitzringen auf pulvermetallurgischem Wege, bei dem ein Pulvergemisch, das 0,8 bis 1,5 Gew.-% Graphit, 1,0 bis 4 Gew.-% Blei, 0,5 bis 5 Gew.-% Nickel, 1,2 bis 1,8 Gew.-% Molybdaen, 9,6 bis 14,4 Gew.-% Kobalt, Rest Eisen bei einer Presskraft zwischen 40 bis 60, vorzugsweise 50 KN/cm2 zu Ventilsitzringen gepresst, die Ringe anschliessend bei einer Temperatur von 1 100 bis 1 200C in neutraler Atmosphaere gesintert und bei einer ueber 120 KN/cm2 liegenden Presskraft nachverdichtet und gegebenenfalls verguetet werden. Erfindungsgemaess wird dem Pulvergemisch Molybdaendisulfid (MoS2) in eine Menge von 0,5 bis 1,5 Gew.-% zugesetzt. Durch die Erfindung soll die Lebensdauer der Ventilsitzringe erhoeht werden und die geforderten Verschleisseigenschaften wesentlich verbessert werden.

Description

Berlin, den 15. 5. 1985 B 21 D/275 003/7 65 079/23

Verfahren zur Herstellung von Ventilsitzringen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ventilsitzringen auf pulvermetallurgischem Wege, bei dem ein Pulvergemisch, das 0,8 bis 1,5 Gew.-% Graphit, 1,0 bis 4 Gew.-% Blei, 0,5 bis 5 Gew.-% Nickel, 1,2 bis 1,8 Gew.-% Molybdän, 9,6 bis 14,4 Gew.-% Kobalt, Rest Eisen bei einer Preßkraft von etwa 40 bis 60 KN/cm zu Ventilsitzringen mit serienmäßigen Abmessungen gepreßt wird, die Ringe anschließend bei einer zwischen 1 100 und 1 200 ⁰C liegenden Temperatur in neutraler Atmosphäre gesintert und einer Nach-

verdichtung mit einer über 120 KN/cm liegenden Preßkraft unterworfen und gegebenenfalls vergütet werden. Die Nachverdichtung kann eine Heiß- oder Kaltverdichtung sein. Die Nachvergütung kann in der Weise vorgenommen werden, daß die Ventilsitzringe nach der Verdichtung 15 Minuten lang auf eine Temperatur oberhalb des AC-_-Punktes erwärmt, dann abgekühlt und bei einer Temperatur von etwa 600 ⁰C 30 Minuten lang angelassen werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ventilsitzringe, die nach diesem aus der US-PS 3 471 343 bekannten Verfahren hergestellt wurden, weisen eine erhöhte Warmfestigkeit auf und werden für die Auslaßventile von

η η r η Γ < ν - -ι Γ ϊ

Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die Brinellhärte des Materials liegt bei etwa 320 HB bei Raumtemperatur und bei 205 HB bei einer Temperatur von 600 C.

Es ist bekannt, einem Pulvergemisch zur Herstellung von Lagerbüchsen, das eine andere Zusammensetzung hat, Molybdänsulfid zuzusetzen. Der Zusatz erfolgt ausschließlich zur Verbesserung der Gleiteigenschaften, die darauf zurückzuführen sind, daß jede Lamelle des MoS₂ so ausgebildet ist, daß zwischen zwei Ebenen von Schwefelatomen eine Ebene Molybdänatome liegt. Dadurch ergibt sich eine lamellare Kristallstruktur, die der des Graphits ähnelt. Bei der Herstellung der bekannten Lagerbüchsen mit Molybdändisulfid-Zusatz wurde daher darauf geachtet, daß die Sinterung bei einer Temperatur erfolgte, bei der sich das Molybdänsulfid nicht zersetzt, um auf diese Weise die Gleiteigenschaften zu erhalten.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, Ventilsitzringe herzustellen, die eine ausreichende Lebensdauer aufweisen, wenn sie in Motoren eingesetzt werden, die mit bleifreiem Kraftstoff betrieben werden.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Ventilsitzringen auf metallurgischem Wege, bei dem ein Pulvergemisch, das 0,8 bis 1,5 Gew.-% Graphit, 1,0 bis 4 Gew.-% Blei, 0,5 bis 5 Gew.-% Nickel, 1,2 bis 1,8 Gew.-% Molybdän, 9,6 bis 14,4 Gew.-% Kobalt, Rest eisen bei einer Preßkraft zwischen 40 bis 60, vorzugsweise

50 KN/cm zu Ventilsitzringen gepreßt, die Ringe anschließend bei einer Temperatur von 1 100 bis 1 200 ⁰C in neutraler Atmosphäre gesintert und bei einer über 120 KN/cm liegenden Preßkraft nachverdichtet und gegebenenfalls vergütet werden, zu schaffen, bei denen die geforderten Verschleißeigenschaften wesentlich verbessert sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Ausgangs-Pulvergemisch Molybdändisulfid (MoS₂) in Mengen von 0,5 bis 1,5 Gew.-% beigemischt wird.

Die so hergestellten Ringe weisen Dichten von 7,4 bis 7,6 g/cm und Härten von 300 bis 360 HB auf. Sie wurden für die Dauererprobung in Otto-Motoren eingesetzt, die mit bleifreiem Benzin betrieben wurden. Bei den Versuchen mit Auslaßventilsitzringen hat sich herausgestellt, daß die für den Betrieb mit bleifreiem Benzin geforderten Verschleißeigenschaften gegenüber den serienmäßig verwendeten Ventilsitzringen, von denen die Erfindung als Stand der Technik ausgeht, wesentlich verbessert wurden.

Es ist bekannt, einem Pulvergemisch zur Herstellung von Lagerbüchsen, das eine andere Zusammensetzung hat, Molybdänsulfid zuzusetzen. Der Zusatz erfolgt ausschließlich zur Verbesserung der Gleiteigenschaften, die darauf zurückzuführen sind, daß jede Lamelle des MoS„ so ausgebildet ist, daß zwischen zwei Ebenen von Schwefelatomen eine Ebene Molybdänatome liegt. Dadurch ergibt sich eine lamellare Kristallstruktur, die der des Graphits ähnelt. Bei der Herstellung der bekannten Lagerbüchsen mit Molybdändisulfid-Zusatz wurde daher darauf geachtet, daß die Sinterung bei einer Temperatur

-A-

erfolgte, bei der sich das Molybdänsulfid nicht zersetzt, um auf diese Weise die Gleiteigenschaften zu erhalten.

Bei der Herstellung der Ventilsitzringe gemäß vorliegender Erfindung wurde festgestellt, daß das Molybdändisulfid beim Sintern zerfällt und neue Verbindungen durch Zusammenwirken mit dem in dem Werkstoff enthaltenen Kobalt eingeht· Diese Verbindungen sind noch nicht restlos aufgeklärt; es ist jedoch in Schuffbildern eindeutig nachzuweisen, daß die homogene Verteilung des Kobaltpulvers in dem gesinterten Werkstoff erheblich besser ist als bei Verwendung eines Ausgangsgemisches ohne Molybdändisulfid. Außer beim Betrieb mit bleifreiem Benzin wurden Verbesserungen bei turbo-geladenen Dieselmotoren hinsichtlich des Verschleißverhaltens, insbesondere im Einlaßbereich, erzielt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Als Ausgangsgemisch diente eine Pulvermischung folgender Zusammensetzung:

Eisen 100 kg

Kobalt 12 kg

Molybdän 1,96 kg

Nickel 1,84 kg

Blei 1,43 kg

Graphit 1,15 kg

Molybdändisulfid 1,20 kg

Das Pulvergemisch wurde mit einem Druck von 50 KN/cm zu

Ringen mit einem Außendurchraesser von 32,5 mm, einem Innendurchmesser von 27,0 mm und einer Höhe von 9,0 mm verpreßt. Diese Ringe wurden bei einer Temperatur von 1 150 C in neutraler Atmosphäre gesintert, danach einer Kaltverdichtung bei einem Druck von 130 KN/cm unterworfen und anschließend in üblicher Weise vergütet. Die so hergestellten Ringe hatten eine Dichte von 7,5 g/cm und eine Härte von 340 HB. Anschließend wurden die Ringe einer Fertigbearbeitung durch Drehen und Schleifen unterworfen.

Claims

Erfindungsanspruch

Verfahren zur Herstellung von Ventilsitzringen auf pulvermetallurgischem Wege, bei dem ein Pulvergemisch, das 0,8 bis 1,5 Gew.-% Graphit, 1,0 bis 4 Gew.-% Blei, 0,5 bis 5 Gew.-^ Nickel, 1,2 bis 1,8 Gew.-% Molybdän, 9,6 bis 14,4 Gew.-% Kobalt, Rest Eisen bei einer Preßkraft zwischen 40 bis 60, vorzugsweise 50 KN/cm zu Ventilsitzringen gepreßt, die Ringe anschließend bei einer Temperatur von 1 100 bis 1 200 ⁰C in neutraler Atmosphäre gesintert und bei einer über 120 KN/ cm liegenden Preßkraft nachverdichtet und gegebenenfalls vergütet werden, gekennzeichnet dadurch, daß dem Pulvergemisch 0,5 bis 1,5 Gew.-% Molybdändisulfxd (MoS₂) zugesetzt wird.