DE2258405A1 - Verfahren zur herstellung einer gegen abnutzung bzw. abrieb widerstandsfaehigen, der gleitreibung ausgesetzten oberflaeche - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer gegen abnutzung bzw. abrieb widerstandsfaehigen, der gleitreibung ausgesetzten oberflaeche

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DE2258405A1
DE2258405A1 DE19722258405 DE2258405A DE2258405A1 DE 2258405 A1 DE2258405 A1 DE 2258405A1 DE 19722258405 DE19722258405 DE 19722258405 DE 2258405 A DE2258405 A DE 2258405A DE 2258405 A1 DE2258405 A1 DE 2258405A1
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Yoshikatsu Nakamura
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Nippon Piston Ring Co Ltd
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Nippon Piston Ring Co Ltd
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    • F16J10/04—Running faces; Liners
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Description

20.11.1972 IG/Tg
ΗΙΡΡΟΙΓ PZSSOV RUrO 00·, ISjD.
Vo. 1-18, Uehisaiwai-eho 2-ehome»
Chiroda-ku
Tokyo/Japan
▼erfahren zur Hera teilung einer gegen Abnutzung bzw· Abrieb widerstandsfähigen, der Gleitreibung ausgesetzten Oberfläche.
Die Erfindung betrifft ein Yerfahren zur Herstellung einer gegen Abnutaung bzw· Abrieb widerstandsfähigen, der Gleitreibung ausgesetzten Oberfläche eines Sauteile» unter Terwendung von Perrioxyd*
Serartige Bauteile sind insbesondere Kolbenringe oder Zylinderlaufbuchse» für innere Brennkraftmaschinen·
Zwar 1st bereits ein Kolbenring bekannt, der am Aussenumfang •ine Yleleahl von luten hat, und die luten mit einer Mischung ausgefüllt sind, bestehend aus fe«Oj-?ulyer und aus Äatrium-Slllkat als Bindemittel, wonach dar TUllermaterlal in den »uten durch Sintern bei Hltee verbunden wird. Das bekannte Verfahren bezweckt, die Abnutsung und den Abrieb am Kolbenring zu vermindern. Solche Kolbenringe werden auch als "yerrox-Binsatzringe" beaelehnet.
Jhrar kann «an ferroi-JEineatsringe unter schweren Betriebsbedingungen verwenden, bei welchen sie einer widerholten Abnutsung ausgesetst werden. Dies wird dadurch ermöglicht, dass das Schäler öl impg&gnierend Im Yerrox-Sinsaterlng wirkt und einen fell der Reibung «wischen Kolbenring und Zylinder herabsetzt · Hierbei ist jedoch manteilig, dass der bekannte Kolbenring seine Bigensohaft* der Abnutzung und dem Abrieb zu widerstehen,, nicht längere Seit beibehalten kann, da die Bindekraft von Katrium-Silikat nicht hinreichend hoch ist, und zweitens deshalb weil die Härte des Ttlllerwerkstoffes Insgesamt nicht gerade hoch liegt.
309823/0790
Andrergtite let aber eine lerrox-Behandlung bekannt· um Bruohersohelnungen swleohen dem Kolbenring und den Zylinder fit unter~ binden ι wobei auf der Aussenoberfläohe deo Kolbenringe* till au* '•3O4 bestehender film gebildet wird. Jedoch 1st dieser Ι·«Ο< · film iehr dünn und wird τοη der Oberfläche des Kolbensinge* während einer Zwisohenperiodo entfernt» beror der Kolbenring den normaltn Betriebebelastungen ausgesetst wird. Deehalb keim »ueh dieser Kolbenring keine hinreiohende Betriebafestigkelt »ufwei-
Der Irfindung liegt die Aufgabe sugrunde, die Toretehenden laebteile« Insbesondere bei Kolbenringen, su vermeiden und ein Ter» fahren sur Heretellung eines rerbeeeerten Kolbenringes odgl. bsw. einen Kolbenring bsw· ein Ähnliohee lauteil ansugeben, der bsw. das einen erhöhten Widerstand gegen Abnutzung und Abrieb aufwelet, wobei diese erhöhte eigenschaft wesentlloh über denjenigen der ttbllohen Kolbenringe liegt» und wobei doch die eusgeseiohnete fähigkelt der Τ·«Ο. - teilchen, der Abnuteuag su widerstehen, ausgenutst wird.
lrflndungsgeaäss wird rorgeschlagen, dass aus Ferrioxyd 5^ beetehenden Teilchen gebildet« Bohioht auf den arundkörper dieses Bauteile duroh Aufsprltsen aufgebracht wird· Hierbei 1st dieser Orunftkörper Xeil des gleitenden Körpers, wie Kolbenringes· oder fell eines Bauteile· das relativ der Oleitreibung ausgeeetst wird wie B.B. eine Zylinderlaufbuchse. Bas Terfahren des Aufsprltsens entsprioht demjenigen des Metallauftpritatna bzw. Hetallaufsprühens. Hierbei werden Fe3O4 - feilohen Torsmgsweise bei der Plaemahltze (Plaamaflammenhltse) aufgeeprltst; bisw· aufgesprüht,
309Π2Π/079Ο
BAD ORIGINAL
es kann aber «uoh eine andere Heiequelle verwendet werden·
Ba gtmäes diesem Terfahren die fein verteilten Pe3O4^ - Seilohen auf den Grundkörper des gleitenden Bauteilea aufgespritet bsw. aufgesprüht werden und ewar mit extrem hoher Geschwindigkeit,
haften «le sehr fest an der Oberfläche des Grundkörperθ. Sie
Härte der aufgesprühten Schicht ist sehr hoch und kann sogar
Hr (50) 700 erreichen. Ferner kann die aufgesprühte Sohloht
nach wie vor mit dem Schmier91 imprägniert werden» da es porös let« Deshalb εβigt eine dermaoeen aufgespritzte Fe,O, - Schicht eine hohe Abriebfest igtet It1 ferner die Eigenschaft das Schmieröl längere Seit in sich festzuhalten,und einen hohen Abnutaungswiderstand.
Sine Aueführungsform der Erfindung wird anhand der einsigen
Zeichnung erläutert. Diese 1st eine grafische Darstellung, wobei die Abszisse die jeweiligen Teraucheproben voneinander trennt, während auf der Ordinate das Hass der Abnutzung aufgetragen 1st.
Das Muster Ib. 2 ist dasjenige, hergestellt nach dem erflndungsgemässen Terfahren* das Muster No«1 ein handelsüblicher Kolbenring! dessen Gleitfläche mit Molybdän bespritzt ist» alt
einer Sohloht stärke von 0,2 mm, während der Huster Ho «2 dec erflndungsgemässe Kolbenring eine aufgespritzte bzw« aufgesprühte Ie«Oj - Oberflächenschicht von 0,1 ram Dicke hat·
Beispiel
Reine '««0. - feilchen wurden bei Plasmahitsse auf die obere Umfangsfläohe eines aus Gusseisen bestehenden Kolbenringes aufge-
309823/0790 BADOKQ1NAL.
spritet bzw. aufgesprüht, wobei der Kolbenring die folgenden Zusammensetzungen hattet 3,5 % Kohlenstoff, 2,6 $ SiIioium, 0,6 £ Mangan, Rest Eisen· Durch das Aufspritzen wurde eine Gleitechicht von 0,1 mm Diolce gebildet, unter Einhaltung folg·»· der Spritebedingungen. Die Br (5O)-Mrte der als Ergebnis erzielten, gespritzten ßohioht betrug 700.
Terwendete Spritzpistoleι Meteoo 3 K Plaema-Spritapietole V9-Oasdruekt 962 g/om2
1Z"
Burohflussrolumen ron I2-OaSt 150 1/pro 8td. H2*(laedruclct 562 g/om Durehflueeroluaen ron
S2-OaSt 10 1/8td.
Elektrischer Strom 500 A
Abstand Bwieohen Spritepistole und der Oberfläche des Crrundkörperei oa. 10 ob
Der mit einer geeprlteen Γβ.Ο^-Bohioht rereehene, derart gewonnene Kolbenring und ein handelettblioher lolbenring, bsi dem eine Molvbdän-Sohioht τοη ο,2 am Dioke duroh PleemaepritBen aufgebracht wurde, wurden im Motor einen Betriebeyereuoh un^erworfen, um ihre Abriebfestigksit unter naohfolgenden Bedingungen su bestimment
Tersuehsmotort Bwangeweiee luftgekühlter Tiertaktaotor,
deseam £wei:^linder horieontal gegenüber angeordnet waren·
Ldurohaeeeer mal Hubt 85 ζ
gesamtee Saugrolument 790 oom* maximal« leietungt 56f 8/4600 U/min.
Arbeitebedingungent
Oeeohwindigkeiti 5ooo U/min Pferdekräfte ι 22 PS
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last* 7 kg
Laufeeit s 50. Std. Ö:L-*empl 110 ± 1O0C
Zylinder-
legierung* PC 25 (JIS)
Die Tersuehsergebnisse sind in der Zeichnung dargestellt« Des Muster Nr. 1 ist der handelsübliche Kolbenring, bei dem 100 ji-iges Molybdän in einer Dicke von 0,2 mm aufgesprüht wurde» während Muster Hr, 2 der erfindungsgemäö behandelte Kolbenring ist, bei dem eine Schicht aus 100 Jfr-igem Fi*,O. in einer Dicke Ton 0,1 ns aufgespritzt wurde.
Die Ergebnisse zeigen, daß die Größe des Abriebs beim Huster Mr. 2 erheblich geringer ist und weniger als ein Drittel des Abriebs, verglichen mit Muster Sr. 1, hat, sodaß Muster Hr. 2 einen hohen Abriebwiderstand aufweist. Vie Tor stehend im . einseinen angegeben, wird somit ein Gleitbauteil geschaffen, t bei dem die gleitende Oberfläche wesentlich Terbesserte Eigenschaften sowohl hinsichtlich der Abnutzung, als auch des Abriebs aufweist.
Der Irfindung»gegenstand ist awar nur anhand weniger Ausftthrengsbeispiele beschrieben, es ist jedoch aus Torstehendem ersichtlich, dad, je nach Einzelfall, vereohieähie Abänderungen und Abwandlungen auf der Hand liegen, ohne den Rahmen der erfinderischen Lehre zu verlassen.
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Claims (3)

20.11.1972 Iö/Btt NIPPON PISTON RING 00., LTD. No· 1-18, Uchiaalwai-cho 2-ohome, (Jhiyoda-ku Tokyo / Javan Pa ten tunsprüchc ι
1. Verfahren but Hereteilung einer gegen Abnutzung und/oder Abrieb widerstandsfähigen, der GleitrAung ausgesetzten Oberfläche eines Bauteilet unter Verwendung τοη ierrioxyd, dadurch gekennzeichnet, daß aue ferrioxyd (ϊβ*Ο,) beetehende Teilchen ale Sohicht auf den Ctrundkärper eines Bauteile duroh Aufspritzen aufgebraoht werden,
2. Verfahren nach Anspruch 1t daduroh gekennzeichnet, dafl diese Teilchen mit hoher Geschwindigkeit und bei hoher Temperatur, insbesondere bei einer Plaeuatemperatür, aufgespritit werden.
3· Verfahren naoh Anspruoh 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß die Fe.O,-Schiebt in einer Stärke von 0,1 um aufgeepritet wird.
4. Naoh einem der Verfahren 1-3 hergestelltes Bauteil mit einer gegen Abnutzung und/oder Abrieb widerstandsfähigen, der Gleitreibung aueg·setaten Oberfläche, die ferrioxid aufweist, daduroh gekennselohnet, daß ihre Oberflächenschicht duroh Aufspritzen, bzw. Aufsprühen τοη aus Ferrioxid (fe
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bestehenden Teilchen, insbesondere durch Aufspritzen bei hoher Geschwindigkeit und hoher !Temperatur, insbesondere einer Plasmatemperatur der freibgase oder einer anderen Tempora tür, bergeβteilt ist«
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DE19722258405 1971-12-04 1972-11-29 Verfahren zur herstellung einer gegen abnutzung bzw. abrieb widerstandsfaehigen, der gleitreibung ausgesetzten oberflaeche Pending DE2258405A1 (de)

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