DE102006036101A1 - Production process for valve components comprises preparing coating substance, partly melting it, putting valve component in contact with it and cooling - Google Patents

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Abstract

The coating process applies a coating to at least one surface of a contact region of a valve component. A coating material (5) is prepared, consisting of several alloying components and another component usable as a solid lubricant, with higher melting point than the alloying components. The material is partly melted (melting the alloying components entirely), put in contact with the contact surface, and cooled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten wenigstens eines Kontaktbereichs eines Ventilelements, ein Ventilelement mit einer Beschichtung, sowie allgemein eine Beschichtung für einen Gegenstand. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer verschleißbeständigen, aus einem Ventil und einem zugeordneten Ventilsitzring bestehenden Ventilpaarung mittels Aufbringen einer Beschichtung auf die Oberfläche eines Kontaktbereichs wenigstens einer der beiden beteiligten Ventilkomponenten, sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte, aus Ventil und Ventilsitzring bestehende Ventilpaarung.The The invention relates to a method for coating at least one Contact area of a valve element, a valve element with a Coating, as well as generally a coating for an object. Furthermore, the invention relates to a method for producing a wear-resistant, consisting of a valve and an associated valve seat ring Valve pairing by applying a coating to the surface of a Contact area of at least one of the two involved valve components, and a valve and valve seat ring made by this method existing valve pairing.

Bei der Entwicklung von Motoren steht neben der Erhöhung der Leistungskonzentration, der Verfügbarkeit und der Verlängerung der Lebensdauer insbesondere die stetige Erhöhung der Effektivität bei gleichzeitiger Reduzierung der Emissionen im Mittelpunkt. Zum Erreichen dieser Aspekte werden häufig höhere Ansprüche an die einzelnen Motorenkomponenten hinsichtlich Haltbarkeit und Verschleißbeständigkeit gestellt als bisher. Ein Beispiel hierfür sind die Ventilelemente im Bereich des Brennraums des Motors, d.h. das Ventil und der zugeordneten Ventilsitzring, die zusammen ein tribologisches System bilden. Die in diesem System miteinander wechselwirkenden Oberflächen unterliegen, bedingt durch das in einem Verbrennungsmotor wirkende Lastkollektiv, das sich aus mechanischer, thermischer, tribologischer und chemischer Belastung zusammensetzt, äußerst komplexen Beanspruchungen.at the development of engines is in addition to the increase in power concentration, the availability and the extension the lifetime in particular the steady increase in effectiveness at the same time Focus on reducing emissions. To achieve this Aspects become common higher claims to the individual engine components in terms of durability and wear resistance put as before. An example of this are the valve elements in Area of the combustion chamber of the engine, i. the valve and the associated valve seat ring, which together form a tribological system. The in this system subject to interacting surfaces, due to the in a combustion engine acting load collective, consisting of mechanical, thermal, tribological and chemical stress composed, extremely complex Stresses.

Um den Verschleiß der Ventilelemente zu verringern, ist es bekannt, nichtmetallische Schichten zwischen einem Ventilgrundkörper, in diesem Fall dem Ventilsitzring, und einem Gegenkörper, dem Ventil, einzubringen, die die Wechselwirkung der beiden Komponenten aufeinander reduzieren. Insbesondere wirken Ölreste, Rußteilchen, Metallaschen und deren Derivate als reibungs- und verschleißmindernde Schmierstoffe, die über die Ansaugluft, den Kraftstoff, das Abgas und/oder auf direktem Weg eingebracht werden. In Fällen, in denen die tribologische Kompatibilität der Ventilelemente an den Kontaktstellen auch in Kombination mit einer oben beschriebenen Schmierung nicht ausreicht, um die Ventilelemente hinreichend vor Verschleiß zu schützen, kommen zusätzlich spezielle Öladditive und/oder Schmiersysteme zum Einsatz.Around the wear of the It is known to reduce non-metallic layers between valve elements a valve body, in this case the valve seat ring, and a counter body, the valve, bring the interaction of the two components to each other to reduce. In particular, oil residues, soot particles, Metal ashes and their derivatives as friction and wear-reducing Lubricants over the intake air, the fuel, the exhaust gas and / or on direct Way be introduced. In cases, in which the tribological compatibility of the valve elements to the Contact points also in combination with one described above Lubrication is not sufficient to the valve elements sufficiently before Wear too protect, come in addition special oil additives and / or lubrication systems are used.

Die fortschreitende Verschärfung der Umweltgesetzgebung insbesondere hinsichtlich einer weiteren Reduzierung der Schadstoffemissionen macht jedoch eine deutlichere Reduzierung oder gar den vollkommenen Verzicht auf eine externe Schmierung einer solchen Ventilanordnung über Kraftstoffe, Verbrennungsprodukte oder das Motorenöl erforderlich. Die Ventilelemente, die bisher einer Flüssigkeits- oder Mischreibung ausgesetzt waren, sind somit zukünftig vermehrt einer Festkörperreibung ausgesetzt. Hierdurch erhöhen sich signifikant die Anforderungen an die Verschleißbeständigkeit der für die Ventilelemente verwendeten Werkstoffe, insbesondere im Bereich der Kontaktstellen, um ein vorzeitiges Versagen der beiden Tribopartner aufgrund einer zunehmenden Belastung in diesem Bereich zu verhindern.The progressive tightening environmental legislation, in particular with regard to another However, reducing pollutant emissions makes it clearer Reduction or even the complete abandonment of an external one Lubrication of such a valve assembly via fuels, combustion products or the engine oil required. The valve elements, previously a liquid or Mixed friction were thus, in future, increasingly a solid friction exposed. Increase this Significantly, the requirements for wear resistance the for the valve elements used materials, especially in the area the contact points to a premature failure of the two tribal partners due to an increasing burden in this area.

Daher werden entsprechend den motorspezifisch unterschiedlichen Anforderungen an die Verschleißbeständigkeit bei verschiedenen Anwendungen in der Praxis bereits unterschiedliche Werkstoffkombinationen eingesetzt. Dabei werden die Werkstoffe für die Grundkörper der Ventilelemente vor allem unter Berücksichtigung der mechanischen Belastung der Ventilelemente ausgewählt. An den Kontaktstellen zwischen den Ventilelementen wird eine Verschleißreduzierung durch geeignete Oberflächenbehandlungsverfahren wie Härten, Nitrieren, Panzern oder Verchromen erreicht. Neben der Verschleißreduzierung dient dabei eine Sitzpanzerung an den Ventilelementen beispielsweise zugleich dem Erzielen einer besseren Dichtwirkung des Ventils während des Motorbetriebes. Bei den Ventilsitzringen von Motoren kleinerer Bauart kommen für diesen Zweck bereits vielfach Sinterwerkstoffe zum Einsatz, die auch bei großen Motoren, beispielsweise Schiffsmotoren, aufgrund der vielfältigen in sie implementierbaren Eigenschaften eine geeignete Alternative zu den aktuell überwiegend zur Anwendung kommenden Sondergußwerkstoffen darstellen könnten. Die bei der Fertigung von entsprechend großen Ventilsitzringen aus Sinterwerkstoffen notwendige Fertigungstechnologie verhindert jedoch derzeit die Verwendung dieser Werkstoffklasse für große Motoren, insbesondere für Schiffsmotoren.Therefore be according to the engine specific different requirements on the wear resistance already different for different applications in practice Material combinations used. The materials for the main body of the Valve elements especially considering the mechanical Load of the valve elements selected. At the contact points between the valve elements wear is reduced by suitable Surface treatment processes like hardening, Nitriding, tanks or chrome plating achieved. In addition to the wear reduction serves a seat armor to the valve elements, for example at the same time achieving a better sealing effect of the valve during the Engine operation. In the valve seat rings of engines of smaller design come for This purpose is already often sintered materials used, the even with big ones Engines, such as marine engines, due to the diverse in they implementable properties a suitable alternative to currently predominantly could be used for special casting materials. The in the production of correspondingly large valve seat rings made of sintered materials however, necessary manufacturing technology currently prevents its use this material class for size Engines, especially for Marine engines.

Die derzeit für diesen letztgenannten Anwendungsfall im Einsatz befindlichen Sondergußwerkstoffe werden in der Regel mit hohen Legierungsgehalten an Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Chrom, Nickel, Molybdän und anderen Elementen abgegossen. zusätzlich wird versucht, über das Einbringen oder Erzeugen verschleißfester Phasen, wie Karbiden oder intermetallischen Phasen, die Verschleißbeständigkeit der beteiligten Komponenten zu verbessern. Auch bei Sinterwerkstoffen wird versucht, durch das Einbringen geeigneter Materialien in den Werkstoff die gewünschten Eigenschaften, wie eine Eigenschmierung und/oder eine Feststoffschmierung, zu erzielen.The currently for this last-mentioned application case special cast materials in use are usually made with high alloying levels of carbon, Cast silicon, manganese, chrome, nickel, molybdenum and other elements. additionally is trying over the introduction or generation of wear-resistant phases, such as carbides or intermetallic phases, the wear resistance of the components involved to improve. Even with sintered materials is trying by the Introducing suitable materials in the material the desired Properties, such as self-lubrication and / or solid lubrication, to achieve.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Beschichtungsverfahren, insbesondere für Ventilelemente, vorzusehen, das eine dauerhafte Einbringung eines Festkörperschmierstoffes ermöglicht. Eine weitere Aufgabe liegt im Vorsehen einer Beschichtung, insbesondere für Ventilelemente, mit einem fest integrierten Festkörperschmierstoff. Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Beschichten wenigstens einer Oberfläche eines Kontaktbereichs eines Ventilelements gelöst durch Vorsehen eines Beschichtungswerkstoffs bestehend aus einer Vielzahl von Legierungskomponenten, sowie wenigstens einer weiteren Materialkomponente, die als Festkörperschmierstoff bekannt ist und einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist, als die Schmelzpunkte der jeweiligen Legierungskomponenten, teilweises Aufschmelzen des Beschichtungswerkstoffs derart, dass die Legierungskomponenten im Wesentlichen vollständig aufschmelzen, während ein Hauptteil der weiteren Materialkomponente nicht aufschmelzt, kontaktieren wenigstens eines Kontaktbereichs des Ventilelements mit dem teilweise aufgeschmolzenen Beschichtungswerkstoff und Abkühlen des Beschichtungswerkstoffs. Durch das oben beschriebene Verfahren ist es möglich, einen Festkörperschmierstoff dauerhaft in eine Legierungsmatrix einer Beschichtung einzubetten. Dabei wird der Festkörperschmierstoff ferner vorzugsweise gleichmäßig über die Legierung hinweg verteilt, sodass auch nach einem möglichen Abtrag der Oberfläche der Beschichtung Festkörperschmierstoff an der neu gebildeten Oberfläche vorhanden ist. Dieser fest eingebettete Festkörperschmierstoff ist wiederum in der Lage die tribologischen Eigenschaften der Beschichtung wesentlich zu verbessern.The present invention is therefore based on the object, a coating method, in the special for valve elements, provide that allows a permanent introduction of a solid lubricant. A further object is to provide a coating, in particular for valve elements, with a firmly integrated solid lubricant. The object underlying the invention is achieved in a method for coating at least one surface of a contact region of a valve element by providing a coating material consisting of a plurality of alloy components, as well as at least one further material component, which is known as solid lubricant and has a melting point, the higher is, as the melting points of the respective alloying components, partial melting of the coating material such that the alloying components substantially completely melt while a major portion of the further material component does not melt contact at least a contact area of the valve element with the partially melted coating material and cooling of the coating material. By the method described above, it is possible to embed a solid lubricant permanently in an alloy matrix of a coating. Furthermore, the solid lubricant is preferably uniformly distributed over the alloy, so that even after a possible removal of the surface of the coating, solid lubricant is present on the newly formed surface. This firmly embedded solid lubricant is in turn able to significantly improve the tribological properties of the coating.

Bei der Abkühlung des Beschichtungswerkstoffs bilden die aufgeschmolzenen Legierungskomponenten und ein gegebenenfalls aufgeschmolzener Anteil der weiteren Materialkomponente vorzugsweise eine Legierung, in der der nicht aufgeschmolzene Teil der weiteren Materialkomponente in ungelöster Form eingebettet ist, wodurch sich die obigen Vorteile ergeben. Vorzugsweise werden wenigstens ungefähr 70 % vorzugsweise ungefähr 90 % der weiteren Materialkomponente beim teilweisen Aufschmelzen des Beschichtungswerkstoffs nicht aufgeschmolzen. Desto größer der Anteil der nicht aufgeschmolzenen weiteren Materialkomponente, desto kleiner ist der Anteil, der in der Legierung gelöst wird und deren Eigenschaften beeinflusst. Desto größer ist ferner der in ungelöster Form eingebettete Anteil der weiteren Materialkomponente der für eine Festkörperschmierung bereitsteht.at the cooling of the coating material form the molten alloy components and an optionally melted portion of the further material component preferably an alloy in which the unmelted part the further material component is embedded in an undissolved form, which gives the above advantages. Preferably, at least about 70 % preferably about 90% of the other material component during partial melting of the coating material is not melted. The bigger the Proportion of unmelted further material component, the more smaller is the proportion that is dissolved in the alloy and its properties affected. The bigger it is furthermore, in the unresolved Shape embedded portion of the other material component of the solid-state lubrication ready.

Vorzugsweise wird der Beschichtungswerkstoff in einem zur zu beschichtenden Oberfläche hin übertragenen Plasmalichtbogen in einem ionisierten Schutzgas teilweise aufgeschmolzen und auf das zu beschichtende Bauteil aufgebracht. Das Aufschmelzen und Aufbringen in einem Plasmalichtbogen bietet gute Steuerbarkeit hinsichtlich der in den Beschichtungswerkstoff eingebrachten Energiedichte, um den Aufschmelzvorgang in geeigneter Weise zu steuern. Darüber hinaus ist ein Plasma-Lichtbogenschweißen in der Technik gut bekannt, und weit verbreitet und besonders für eine Automatisierung bekannt.Preferably the coating material is transferred in a surface to be coated Plasma arc partially melted in an ionized inert gas and applied to the component to be coated. The melting and application in a plasma arc provides good controllability with regard to the energy density introduced into the coating material, to properly control the reflow process. Furthermore is a plasma arc welding in well known and widely used in the field of automation known.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vielzahl von Legierungskomponenten Nickel, Chrom, Bohr und Silizium auf, sowie optional Eisen und weitere Spurenelemente. Die oben genannten Legierungskomponenten bilden eine Legierung mit hervorragenden Benetzungseigenschaften, was das Einbetten der weiteren Materialkomponente fördert.at a particularly preferred embodiment of the invention comprises the plurality of alloy components nickel, Chrome, Bohr and silicon on, as well as optional iron and other trace elements. The above alloying components form an alloy excellent wetting properties, allowing the further embedding Promotes material component.

Vorzugsweise weist die weitere Materialkomponente Molybdän auf, das aufgrund seines hohen Schmelzpunktes von ungefähr von 2600 °C und seiner Eigenschaften als Festkörperschmierstoff bei dem oben genannten Verfahren besonders geeignet ist. Dabei liegt das Molybdän vor dem teilweisen Schmelzen des Beschichtungswerkstoffs vorzugsweise in der Form von gebrochenem Rohmolybdän oder in der Form von gesintertem Molybdänbasispulver vor. Um nach dem Abkühlen des Beschichtungswerkstoffs eine ausreichende Festkörperschmierung vorzusehen, bildet die Materialkomponente vor dem Aufschmelzen vorzugsweise ungefähr 10 bis 30 Gewichtsprozent des Beschichtungswerkstoffs. In der abgekühlten Beschichtung ist die weitere Materialkomponente vorzugsweise in einer Größenordnung von ungefähr 5 bis 30 Gewichtsprozent der Beschichtung in ungelöster Form in der Legierung eingebettet. Noch bevorzugter ist die weitere Materialkomponente in einer Größenordnung von ungefähr 15 bis 25 Gewichtsprozent und insbesondere in einer Größenordnung von ungefähr 20 Gewichtsprozent der Beschichtung in ungelöster Form in der Legierung eingebettet.Preferably has the further material component molybdenum, due to its high melting point of about from 2600 ° C and its properties as solid lubricant in the above said method is particularly suitable. The molybdenum is in front of it partial melting of the coating material preferably in the shape of cracked raw molybdenum or in the form of sintered Molybdenum-based powder in front. To cool down after provide the coating material with adequate solid-state lubrication, preferably forms the material component before melting approximately 10 to 30 weight percent of the coating material. In the cooled coating the further material component is preferably of the order of approximately 5 to 30 weight percent of the coating in undissolved form embedded in the alloy. Even more preferred is the further material component in an order of magnitude of about 15 to 25 weight percent, and more particularly on an order of magnitude of about 20 weight percent of the coating in undissolved form in the alloy embedded.

Um zu gewährleisten, dass bei dem Aufschmelzen des Beschichtungswerkstoffs ein Hauptteil der weiteren Materialkomponente in seiner Ursprungsform verbleibt, liegt der Schmelzpunkt der weiteren Materialkomponente vorzugsweise wenigstens 1000 °C und insbesondere wenigstens 1500 °C über den Schmelzpunkten der jeweiligen Legierungskomponenten.Around to ensure, that at the melting of the coating material, a main part the remaining material component remains in its original form, the melting point of the further material component is preferably at least 1000 ° C and in particular at least 1500 ° C over the Melting points of the respective alloy components.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Herstellunge einer aus einem Ventil und einem zugeordneten Ventilsitzring bestehenden Ventilpaarung mittels Aufbringen einer Beschichtung auf den Kontaktbereich der Oberfläche wenigstens einer der bei beiden beteiligten Ventilelemente geeignet.The inventive method is in particular for the preparation of a valve and a associated valve seat ring existing valve pairing by applying a coating on the contact area of the surface at least one of the valve elements involved in both.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Ventilelement mit einer Beschichtung in wenigstens einem Kontaktbereich des Ventilelements gelöst, wobei die Beschichtung aus einer Vielzahl von miteinander verschmolzenen, eine Legierung bildenden Legierungskomponenten besteht, in deren Gefüge eine weitere Materialkomponente, die als Festkörperschmierstoff bekannt ist, eingelagert ist, ohne in der Legierung gelöst zu sein. Bei einem solchen Ventilelement ergeben sich die oben genannten Vorteile des dauerhaften festen Einbet tens eines Festkörperschmierstoffs in einer Legierung, um die tribologischen Eigenschaften des Ventilelements zu verbessern. Dabei ist es möglich, dass die weitere Materialkomponente auch einen Teil der Legierungskomponenten bildet, wobei jedoch auch ein Anteil der weiteren Materialkomponente in ungelöster Form vorgesehen sein muss.The object underlying the invention is also achieved by a valve element with a coating in at least one contact region of the Solved valve element, wherein the coating consists of a plurality of fused together, an alloy-forming alloy components in the structure of another material component, which is known as solid lubricant, embedded, without being dissolved in the alloy. In such a valve element, the above-mentioned advantages of the permanent solid Einbet least a solid lubricant in an alloy to improve the tribological properties of the valve element. It is possible that the further material component also forms part of the alloy components, but also a proportion of the further material component must be provided in undissolved form.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Beschichtung für einen Gegenstand gelöst, wobei die Beschichtung aus einer Vielzahl von miteinander verschmolzenen, eine Legierung bildenden Legierungskomponenten besteht, in deren Gefüge eine weitere Materialkomponente, die als Festkörperschmierstoff bekannt ist, eingelagert ist, ohne in der Legierung gelöst zu sein. Eine solche Beschichtung kann unabhängig von dem darunter liegenden Grundmaterial, wie beispielsweise einem Ventilelement die oben genannten Vorteile der Verbesserung der tribologischen Eigenschaften der Beschichtung mit sich bringen.The The object underlying the invention is also achieved by a coating for one Solved the object, wherein the coating of a plurality of fused together, an alloying alloying component, in whose structure another material component known as solid lubricant, is incorporated without being dissolved in the alloy. Such a coating can be independent from the underlying base material, such as a Valve element the above advantages of tribological enhancement Properties of the coating.

Die Erfindung löst die oben genannte erste Aufgabe, ferner indem sie bei einer aus Ventil und Ventilsitzring bestehenden Anordnung eine Sitzpanzerung dadurch aufbringt, dass ein pulverförmiger Beschichtungswerkstoff in einem zum Bauteil hin übertragenen Plasma-Lichtbogen in einem ionisierten Schutzgas aufgeschmolzen und auf den Kontaktierungsbereich wenigstens eines der Kontaktpartner aufgebracht wird. Ein solches als Plasma-Pulver-Auftragsschweißen (engl. PTA welding = Plasma Transferred Arc Welding) bezeichnetes und an sich bereits bekanntes Verfahren ist beispielsweise im PRESSE-INFO vom Mai 2001 der Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. (GTS) sowie auf der Website der Firma Walter Hunger KG (http://www.hunger-hydraulik.de) näher beschrieben. Das Verfahren weist dabei den Vorteil auf, dass es voll automatisierbar ist und eine hohe Prozeßsicherheit gewährleistet. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß vorgesehenen Herstellungsverfahrens besteht in der Variabilität der in das Beschichtungspulver einbringbaren Legierungselemente. So enthält auch das in vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgesehenen Verfahrens vorzugsweise verwendete, aus einem Gemisch aus Nickel, Chrom, Bor, Silizium und Eisen sowie weiteren Spurenelementen bestehende Pulver, kurz als NiCrBSi-Pulver bezeichnet, weitere Legierungselemente, vorzugsweise einen Anteil an Molybdän.The Invention solves the first task mentioned above, and in addition to an off Valve and valve seat ring existing arrangement a seat armor by applying a powdered coating material in a transmitted to the component Plasma arc melted in an ionized inert gas and applied to the contacting region of at least one of the contact partners becomes. Such as plasma powder build-up welding (engl. PTA welding = Plasma Transferred Arc Welding) already known method is for example in PRESS INFO from May 2001 of the Community Thermal Spraying e.V. (GTS) as well as on the website of the company Walter Hunger KG (http://www.hunger-hydraulik.de) described in more detail. The method has the advantage that it is fully automated is and a high process reliability guaranteed. Another advantage of the inventively provided manufacturing process consists in variability the alloying elements that can be introduced into the coating powder. So contains also in an advantageous embodiment of the invention provided Method preferably used, from a mixture of nickel, Chromium, boron, silicon and iron and other trace elements existing Powder, referred to as NiCrBSi powder for short, other alloying elements, preferably a proportion of molybdenum.

Das Molybdän kann der NiCrBSi-Legierung entweder als gebrochenes Molybdänpulver oder als agglomeriert gesintertes Molybdänbasispulver zugesetzt werden. Es können in diesem Zusammenhang aber auch Wolframkarbide eingesetzt werden. Der besondere Vorteil des PTA-Schweißens liegt im lokalen schmelzen des verwendeten Pulvers durch einen kurzen Energieeintrag und ein verhältnismäßig rasches Abkühlen. Hierdurch wird ein Schmelzen bestimmter der Pulverbestandteile, beispielsweise der Bestandteile aus Nickel, Chrom, Bor, Silizium und Eisen ermöglicht, während andere Bestandteile, wie zum Beispiel das Molybdän im Wesentlichen nicht geschmolzen wird und in im wesentlichen unveränderter Form in dem Legierungsgefüge der übrigen Bestandteile eingelagert wird.The molybdenum The NiCrBSi alloy can be either as a broken molybdenum powder or added as agglomerated sintered molybdenum base powder. It can In this context, however, tungsten carbides are used. The particular advantage of PTA welding is local melting of the powder used by a short energy input and a relatively fast Cooling down. This will cause melting of certain of the powder ingredients, for example, the components of nickel, chromium, boron, silicon and iron allows while other ingredients, such as molybdenum, are not substantially melted is and in substantially unchanged form in the alloy structure of the other constituents is stored.

Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Beschichten eines Ventilelements, ein Ventilelement mit einer Beschichtung, sowie eine Beschichtung gemäß den Ansprüchen 1, 16 bzw 26 vor. Weitere Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.The Invention provides a method for coating a valve element, a valve element with a coating, as well as a coating according to claims 1, 16 or 26 before. Further embodiment of the invention will become apparent from the respective subclaims.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:

1 bis 5 perspektivische Ansichten und Schnittdarstellungen eines beschichteten Ventilsitzes in verschiedenen Fertigungsschritten, 1 to 5 perspective views and sectional views of a coated valve seat in various manufacturing steps,

6 einen Schnitt durch ein im Kontaktbereich mit dem zugehörigen Ventilsitzring mit einer Beschichtung versehenes Ventil und 6 a section through a provided in the contact area with the associated valve seat ring with a coating valve and

7 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer mit einer Beschichtung versehenen Sitzfläche eines Ventils. 7 a scanning electron micrograph of a provided with a coating seat surface of a valve.

Die Darstellung gemäß 1 zeigt einen Rohling oder Grundkörper 2 eines in der Fertigung befindlichen Ventilsitzringes 1. Der Grundkörper 2 ist zylindrisch und weist eine zentrischen Bohrung 3 auf. An einer Stirnseite weist der Grundkörper 2 eine flache rotationssymmetrische Ausnehmung 4 auf. Im Randbereich dieser Ausnehmung 4 ist eine erfindungsgemäße, verschleißmindernde bzw. verschleißbeständige Beschichtung 5 vorgesehen, die wird durch ein nachstehend im Detail beschriebenen Verfahren aufgebracht wurde.The representation according to 1 shows a blank or body 2 a valve seat ring in production 1 , The main body 2 is cylindrical and has a central bore 3 on. On one end face, the main body 2 a flat rotationally symmetrical recess 4 on. In the edge region of this recess 4 is an inventive, wear-reducing or wear-resistant coating 5 provided, which is applied by a method described in detail below.

Die 2 und 3 zeigen den Ventilsitzring 1 nach einer ersten Bearbeitung desselben, bei der die Außenfläche des Grundkörpers 2 des Ventilsitzrings 1 so weit spanend abgearbeitet wurde, dass seine äußeren Abmessungen denen des späteren Ventilsitzringes 1 entsprechen. Bei dieser Bearbeitung kann auch die Beschichtung 5 bereits in ihre Endform gebracht werden. Die 4 und 5 zeigen den fertiggestellten Ventilsitzring 1 mit der verschleißmindernden Beschichtung 5, bei dem die Innenkontur in entsprechender Weise bearbeitet wurde.The 2 and 3 show the valve seat ring 1 after a first processing of the same, wherein the outer surface of the body 2 of the valve seat ring 1 was machined so far that its outer dimensions of those of the later valve seat ring 1 correspond. In this processing can also be the coating 5 already in her Final form be brought. The 4 and 5 show the finished valve seat ring 1 with the wear-reducing coating 5 , in which the inner contour was processed in a similar manner.

6 zeigt einen vertikalen Schnitt durch den Endbereich eines Ventils 6, das in dem Bereich, der während des Betriebes in Kontakt mit der Oberfläche des Ventilsitzringes 1 gelangt, ebenfalls mit einer verschleißmindernden Beschichtung 7 versehen ist. 6 shows a vertical section through the end portion of a valve 6 placed in contact with the surface of the valve seat ring during operation 1 also with a wear-reducing coating 7 is provided.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Verfahren zum Aufbringen der verschleißmindernden Beschichtungen 5 und 7 auf den Ventilsitzring 1 bzw. das Ventil 6 näher erläutert.Hereinafter, a preferred method for applying the wear-reducing coatings 5 and 7 on the valve seat ring 1 or the valve 6 explained in more detail.

Das bevorzugt Verfahren zum Aufbringen der Beschichtungen ist ein Plama-Pulver-Auftragsschweißverfahren, das auch als PTA-Schweißverfahren (PTA = Plasma Transfer Arc) bekannt ist. Bei diesem Verfahren wird zwischen einer in den Figuren nicht dargestellten Elektrode und der Oberfläche des jeweils zu beschichtenden Werkstücks, d.h. dem Ventilsitzring 1 bzw. dem Ventil 6, eine hohe Spannung angelegt. Die Spannung ist dabei so hoch, dass zwischen Elektrode und Werkstück ein Plasma-Lichtbogen gezündet wird, der mit einstellbarer Stromstärke brennt. Als Plasma- bzw. Schutzgas wird beispielsweise Argon verwendet.The preferred method of applying the coatings is a plasma powder build-up welding process, also known as PTA (Plasma Transfer Arc) welding. In this method is between an electrode, not shown in the figures and the surface of each workpiece to be coated, ie the valve seat ring 1 or the valve 6 , a high voltage applied. The voltage is so high that between the electrode and the workpiece a plasma arc is ignited, which burns with adjustable current. For example, argon is used as the plasma or protective gas.

In diesen Lichtbogen wird nun ein die spätere Beschichtung bildendes Auftragspulver (Beschichtungswerkstoff) eingebracht und dort teilweise geschmolzen. Dabei wird das Auftragspulver durch das plasmabildende Gas und gegebenenfalls weitere, gerichtete Gasströme eingebracht. In dem Lichtbogen wird das Pulver lokal rasch aufgeschmolzen und kühlt anschließend auch verhältnismäßig schnell wieder ab. Dabei wird durch eine mechanische Einschnürung des Lichtbogens eine extrem hohe Energiedichte erreicht, die wesentlich höher als bei herkömmlichen Schweißverfahren ist. Ferner läßt sich die Energiedichte durch eine Anpas sung der Schweißparameter, wie beispielsweise Streckenenergie (d.h. Strom, Spannung, Schweißgeschwindigkeit), Plasma- bzw. Schutzgasdurchfluß und Pulverdurchfluß hinsichtlich des verwendeten Werkstoffs optimieren. Dabei brennt der Lichtbogen beispielsweise mit einer Temperatur von 10.000 bis 15.000°C und das Schmelzbad, d.h. der aufgeschmolzene Teil des Auftragspulvers erreicht beispielsweise eine durchschnittliche Temperatur von ungefähr 1.700 bis 1.800°C, wobei lokal auch höhere Temperaturen auftreten.In this arc is now a later coating forming Application powder (coating material) introduced and partially there melted. In this case, the order powder is through the plasma-forming Gas and possibly further, directed gas streams introduced. In the arc, the powder is locally melted quickly and then cooled relatively quickly again from. It is by a mechanical constriction of the arc an extreme achieved high energy density, which is much higher than conventional welding processes is. Furthermore, the Energy density by an adjustment of the welding parameters, such as Yield energy (i.e., current, voltage, welding speed), plasma or protective gas flow and Powder flow in terms of optimize the material used. The arc burns for example, with a temperature of 10,000 to 15,000 ° C and the Molten bath, i. reached the melted part of the order powder for example, an average temperature of about 1,700 up to 1,800 ° C, where locally higher Temperatures occur.

Das Auftragspulver enthält bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Mischung von Legierungselementen, die Nickel, Chrom, Bor, Silizium und Eisen sowie weiteren Spurenelemente. Diese Mischung ist hinsichtlich ihrer Kornfraktion, der Korngeometrie und der Kornmorphologie auf den PTA-Prozeß abgestimmt. Als weiteres Element enthält das Auftragspulver einen Anteil an Molybdän, das in der Form von gebrochenem Rohmolybdän oder agglomeriertem gesintertem Molybdänbasispulver vorliegt. Das Molybdän wird hierbei nicht als Legierungselement bezeichnet, da es mit den Legierungselementen nicht in Lösung gehen soll, sondern nach dem Auftragsschweißen in im wesentlichen unveränderter Form erhalten bleibt, wie nachfolgend erläutert wird.The Contains order powder in the preferred embodiment invention a mixture of alloying elements, the nickel, Chromium, boron, silicon and iron as well as other trace elements. These Mixture is in terms of their grain fraction, the grain geometry and the grain morphology matched to the PTA process. As another Contains element the order powder a fraction of molybdenum, which in the form of broken Raw molybdenum or agglomerated sintered molybdenum base powder is present. The molybdenum is not referred to as alloying element, since it with the Alloy elements not in solution to go, but after the build-up welding in substantially unchanged Form is maintained, as explained below.

Bei dem oben beschriebenen Auftragsschweißen wird das Molybdän, dessen Schmelztemperatur bei etwa 2600°C liegt, nicht oder nur zu einem geringen Prozentsatz aufgeschmolzen. Die Schweißparameter werden so eingestellt, dass weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 30% und insbesondere ungefähr nur 10% des Molybdäns schmelzen. Die Legierungselemente hingegen, deren obere Schmelztemperatur bei ungefähr 1050°C liegt, werden bei diesem Prozeß im wesentlichen vollständig aufgeschmolzen und bilden nach dem Abkühlen gemeinsam mit dem gegebenenfalls aufgeschmolzenen Anteil des Molybdäns ein homogenes Gefüge. Da das Molybdän bedingt durch seine hohe Schmelztemperatur und den sehr kurzzeitigen Energieeintrag beim PTA-Prozeß nicht bzw. nur geringfügig aufgeschmolzen wird, geht nur dieser aufgeschmolzene Anteil mit den Legierungskomponenten in Lösung. Der verbleibende, nicht aufgeschmolzene Anteil wird in nahezu unverändert reiner Form in das Legierungsgefüge eingelagert bzw. eingebettet. Dieser Effekt ist in 7 zu erkennen, die eine rasterelektronenmikroskopischen Aufnahme einer Beschichtung zeigt, die mit dem oben beschriebe nen Verfahren auf einer Sitzfläche eines Ventils ausgebildet wurde. Bei 8 sind die Einlagerungen von Molybdän in dem Legierungsgefüge der Beschichtung deutlich zu erkennen. Das obige Verfahren ermöglicht somit, einen Festkörperschmierstoff in einem variierbarem Massenprozentsatz in das sich einstellende Erstarrungsgefüge einer Beschichtung einzulagern, um hierdurch die tribologische Kompatibilität mit einem Gegenelement bzw. Tribopartner zu verbessern. Unterstützend wirkt hierbei die besonders gute Benetzungsfähigkeit der NiCrBSi-Legierung für eingelagerte Fremdstoffe, in diesem Fall das Molybdän. Insbesondere infolge des raschen Aufschmelzens und der raschen Abkühlung bei dem obigen Verfahren kommt es zu einer gleichmäßigen Verteilung des Molybdäns in der Legierung. Hierdurch befindet sich das Molybdän auch nach einer Oberflächenbearbeitung der Beschichtung in ausreichender Menge an der neu gebildeten Oberfläche der Beschichtung.In the build-up welding described above, the molybdenum whose melting temperature is about 2600 ° C, not melted or only to a small percentage. The welding parameters are adjusted so that less than 50%, preferably less than 30%, and especially about 10% of the molybdenum melt. The alloying elements, however, whose upper melting temperature is about 1050 ° C, are substantially completely melted in this process and form after cooling together with the optionally molten fraction of molybdenum a homogeneous structure. Since the molybdenum is due to its high melting temperature and the very short-term energy input in the PTA process not or only slightly melted, only this molten fraction goes into solution with the alloy components. The remaining, not melted portion is embedded or embedded in almost unchanged pure form in the alloy structure. This effect is in 7 which shows a scanning electron micrograph of a coating which has been formed on a seat surface of a valve by the above-described method. at 8th the deposits of molybdenum in the alloy structure of the coating are clearly visible. The above method thus makes it possible to store a solid lubricant in a variable percentage by mass in the self-adjusting solidification structure of a coating, thereby improving the tribological compatibility with a counterpart or Tribopartner. The very good wetting ability of the NiCrBSi alloy for stored foreign substances, in this case the molybdenum, also has a supporting effect. In particular, due to the rapid reflow and the rapid cooling in the above process, there is a uniform distribution of molybdenum in the alloy. As a result, the molybdenum is even after a surface treatment of the coating in a sufficient amount of the newly formed surface of the coating.

Besonders vorteilhaft ist eine Beschichtung des obigen Typs, in der ein Festkörperschmierstoff, insbesondere Molybdän, eingelagert ist, für Ventilelemente für den Brennraum von Verbrennungsmotoren, da der positive Effekt einer Feststoffschmierung durch die chemische Eigenschaft des Molybdäns, beim Erhitzen mit Sauerstoff zu reagieren verstärkt wird. Die hierfür notwendigen Temperaturen werden bei solchen Ventilelementen durch den Verbrennungsprozeß des Motors sowie durch die Reibung zwischen den Ventilkomponenten bereitgestellt. Eine Beschichtung des obigen Typs kann aber auch in anderen Anwendungen, in denen eine Entsprechende Oxidationstemperatur für das Molybdän vorgesehen ist von Vorteil sein.Particularly advantageous is a coating of the above type, in which a solid lubricant, especially molybdenum, is incorporated, for internal combustion engine chamber combustion chamber valve members, because the positive effect of solid lubrication is enhanced by the chemical property of molybdenum reacting with oxygen when heated. The necessary temperatures are provided in such valve elements by the combustion process of the engine and by the friction between the valve components. However, a coating of the above type may also be advantageous in other applications where a corresponding oxidation temperature is provided for the molybdenum.

Das Molybdän bildet bei dieser Reaktion mit dem Sauerstoff in mehreren Oxidationsstufen Molybdänoxide. Eine Bildung von Molybdänoxid in relevantem Umfang bereits während des Verlaufs des vorangehend beschriebenen Beschichtungsprozesses ist dabei aufgrund der vorgesehenen Schutzgasatmosphäre und wegen der fehlenden Reduktionsmöglichkeiten von Sauerstoff aus den Grundwerkstoffen, d.h., dem Ventil, Ventilsitzring bzw. der Pulverbasis, und den Legierungselementen praktisch ausgeschlossen. Vielmehr findet erst an den Oberflächen der fertigen Beschichtung die Reaktion des reinen Molybdäns mit dem Umgebungssauerstoff statt.The molybdenum forms in this reaction with the oxygen in several oxidation states Molybdenum oxides. A formation of molybdenum oxide to a relevant extent already during the course of the coating process described above is due to the proposed protective gas atmosphere and because the lack of reduction options of oxygen from the base materials, i.e., the valve, valve seat ring or the powder base, and the alloying elements practically excluded. Rather, it is only on the surfaces of the finished coating the reaction of pure molybdenum with the ambient oxygen instead.

Wie bekannt ist, hat die Präsenz bestimmter Metalloxide, beispielsweise auch des MoO3 als Zwischenstoff in tribologischen Systemen eine vorteilhafte, weil verschleißmindernde Absenkung der tribologischen Belastungen in einem solchen System zur Folge. Diese Wirkung wird auch bei der mit dem vorangehend beschriebenen Verfahren hergestellten Ventilpaarung erzielt. Die Stärke der aufgetragenen Schicht liegt bei etwa 2 mm bis 5 mm, ihre Makro-Härte beträgt ca. 50 HRC. Bei dem vorangehend beschriebenen PTA-Verfahren wird zwar auch der Ventilwerkstoff selbst an- oder aufgeschmolzen, der Durchmischungsgrad mit der aufgetragenen Beschichtung ist jedoch verfahrenstypisch gering.As is known, the presence of certain metal oxides, for example MoO 3 as an intermediate in tribological systems, results in an advantageous, because it reduces wear, the tribological stresses in such a system. This effect is also achieved in the case of the valve pairing produced by the method described above. The thickness of the applied layer is about 2 mm to 5 mm, its macro-hardness is about 50 HRC. Although the valve material itself is also melted or melted in the above-described PTA process, the degree of mixing with the applied coating is typically low in the process.

Obwohl der obige Beschichtungsprozeß als ein Pulver-Plasma-Auftragsschweißen beschrieben wurde, kann die Beschichtung auch durch andere Schweißverfahren, wie beispielsweise WIG- oder Gas-Auftragsschweißen mit Füllstab oder Draht, oder beispielsweise durch Laser-Pulver-Auftragsschweißen aufgebracht werden. Dabei müssen die jeweiligen Prozeßparameter so eingestellt werden, dass das Beschichtungsgut bestehend aus Legierungskomponenten und einer weiteren Materialkomponente, die als Festkörperschmierstoff bekannt ist und einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist als der der jeweiligen Legierungskomponenten, so eingestellt werden, dass ein Hauptteil der weiteren Materialkomponente nicht aufschmelzt und mit den Legierungskomponenten in Lösung geht. Dabei ist eine möglichst große Differenz zwischen den Schmelztemperaturen der Legierungskomponenten und der weiteren Materialkomponente vorteilhaft, wie es bei den oben genannten Komponenten der Fall ist. Ferner sollten die Prozessparameter so eingestellt sein, dass die weitere Materialkomponente möglichst gleichmäßig in der gebildeten Legierung verteilt ist.Even though the above coating process as a Powder plasma build-up welding described, the coating can also by other welding methods, such as TIG or gas deposition welding with filler rod or wire, or for example applied by laser powder buildup welding. there have to the respective process parameters be adjusted so that the coating material consisting of alloy components and another material component used as a solid lubricant is known and has a melting point which is higher than that of the respective alloying components to be adjusted that a main part of the further material component does not melt and go into solution with the alloy components. One is as possible size Difference between the melting temperatures of the alloy components and the other material component advantageous, as in the above components is the case. Furthermore, the process parameters should be set so that the other material component as evenly as possible in the is formed distributed alloy.

Die vorliegende Erfindung wurde zuvor anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne auf diese beschränkt zu sein. Dem Fachmann werden sich zahlreiche Modifikationen und Änderungen ergeben, die im Umfang der vorliegenden Ansprüche definiert wird.The The present invention has been described above with reference to preferred embodiments explained in more detail, without limited to these to be. The skilled person will be numerous modifications and changes which is defined in the scope of the present claims.

Claims (46)

Verfahren zum Beschichten wenigstens einer Oberfläche eines Kontaktbereichs eines Ventilelements mit folgenden Schritten: Vorsehen eines Beschichtungswerkstoffs bestehend aus einer Vielzahl von Legierungskomponenten sowie wenigstens einer weiteren Materialkomponente, die als Festkörperschmierstoff bekannt ist, und einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist als die Schmelzpunkte der jeweiligen Legierungskomponenten; teilweises Aufschmelzen des Beschichtungswerkstoffs derart, dass die Legierungskomponenten im Wesentlichen vollständig aufschmelzen, während ein Hauptteil der weiteren Materialkomponente nicht aufschmelzt; Kontaktieren wenigstens des Kontaktbereichs des Ventilelements mit dem teilweise aufgeschmolzenen Beschichtungswerkstoff; und Abkühlen des Beschichtungswerkstoffs.Process for coating at least one surface of a Contact area of a valve element with the following steps: Provide a coating material consisting of a plurality of alloy components and at least one further material component, which is a solid lubricant is known, and has a melting point which is higher as the melting points of the respective alloying components; partial Melting of the coating material such that the alloy components essentially complete melt while a major part of the further material component does not melt; To contact at least the contact region of the valve element with the partially melted coating material; and Cooling the Coating material. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die aufgeschmolzenen Legierungskomponenten und ein gegebenenfalls aufgeschmolzener Anteil der weiteren Materialkomponente bei der Abkühlung eine Legierung bilden, in der der nicht aufgeschmolzene Teil der weiteren Materialkomponente in ungelöster Form eingebettet ist.The method of claim 1, wherein the molten Alloy components and an optionally melted portion the further material component form an alloy during cooling, in the unfused part of the further material component in unresolved Form is embedded. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens ungefähr 70%, vorzugsweise ungefähr 90% der weiteren Materialkomponente beim teilweisen Aufschmelzen des Beschichtungswerkstoffs nicht aufschmelzen.Method according to claim 1 or 2, wherein at least approximately 70%, preferably about 90% of the other material component during partial melting of the coating material do not melt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beschichtungswerkstoff in einem zur zu beschichtenden Oberfläche hin übertragenen Plasma-Lichtbogen in einem ionisierten Schutzgas teilweise aufgeschmolzen und auf das zu beschichtende Ventilelement aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the coating material in a transferred to the surface to be coated Plasma arc partially melted in an ionized inert gas and applied to the valve element to be coated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von Legierungskomponenten Nickel, Chrom, Bor und Silizium aufweist.A method according to any one of the preceding claims, wherein the plurality of alloy comp has nickel, chromium, boron and silicon. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Vielzahl von Legierungskomponenten zusätzlich Eisen sowie weitere Spurenelemente aufweist.The method of claim 5, wherein the plurality of Alloying components in addition Iron and other trace elements has. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die weitere Materialkomponente Molybdän aufweist.Method according to one of the preceding claims, wherein the further material component molybdenum has. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Molybdän vor dem teilweisen Schmelzen des Beschichtungswerkstoffs in der Form von reinem Molybdän vorliegt.The method of claim 7, wherein the molybdenum before the partial melting of the coating material in the form of pure molybdenum is present. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Molybdän vor dem teilweisen Schmelzen des Beschichtungswerkstoffs in der Form von gebrochenem Rohmolybdän vorliegt.The method of claim 7 or 8, wherein the molybdenum before the partial melting of the coating material in the form of broken crude molybdenum is present. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Molybdän vor dem teilweisen Schmelzen des Beschichtungswerkstoffs in der Form von gesintertem Molybdänbasispulver vorliegt.The method of claim 7, wherein the molybdenum before the partial melting of the coating material in the form of sintered molybdenum base powder is present. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die weitere Materialkomponente ungefähr 10 bis 30 Gewichtsprozent des Beschichtungswerkstoffs vor dem Aufschmelzen bildet.Method according to one of the preceding claims, wherein the further material component about 10 to 30 weight percent of the coating material forms before melting. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die weitere Materialkomponente in der abgekühlten Beschichtung in einer Größenordnung von ungefähr 5 bis 30 Gewichtsprozent der Beschichtung in ungelöster Form in der Legierung eingebettet ist.Method according to one of claims 2 to 11, wherein the further Material component in the cooled Coating in an order of magnitude of about 5 to 30 weight percent of the coating in undissolved form embedded in the alloy. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die weitere Materialkomponente in einer Größenordnung von ungefähr 15 bis 25 Gewichtsprozent, insbesondere ungefähr 20 Gewichtsprozent, der Beschichtung in ungelöster Form in der Legierung eingebettet ist.The method of claim 12, wherein the further material component on the order of approximately 15 to 25 percent by weight, in particular about 20 percent by weight, of Coating in undissolved Form embedded in the alloy. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei die weitere Materialkomponente im Wesentlichen gleichmäßig in der Legierung verteilt ist.Method according to one of claims 2 to 13, wherein the further Material component substantially evenly distributed in the alloy is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schmelzpunkt der weiteren Materialkomponente wenigstens 1000°C, vorzugsweise wenigstens 1500°C über den Schmelzpunkten der jeweiligen Legierungskomponenten liegt.Method according to one of the preceding claims, wherein the melting point of the further material component at least 1000 ° C, preferably at least 1500 ° C over the Melting points of the respective alloy components is. Verfahren zur Herstellung einer aus einem Ventil und einem zugeordneten Ventilsitzring bestehenden Ventilpaarung mittels Aufbringen einer Beschichtung auf den Kontaktbereich der Oberfläche wenigstens einer der beiden beteiligten Ventilelemente, nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Method of making a valve and an associated valve seat ring existing valve pairing by applying a coating to the contact area of Surface at least one of the two valve elements involved, according to one of the preceding Claims. Ventilelement mit einer Beschichtung in wenigstens einem Kontaktbereich des Ventilelements, wobei die Beschichtung aus einer Vielzahl von miteinander verschmolzenen, eine Legierung bildenden Legierungskomponenten besteht, in deren Gefüge eine weiteren Materialkomponente, die als Festkörperschmierstoff bekannt ist, eingelagert ist, ohne in der Legierung gelöst zu sein.Valve element with a coating in at least a contact region of the valve element, wherein the coating made of a variety of fused together, an alloy forming alloying components, in their structure a another material component known as solid lubricant, is incorporated without being dissolved in the alloy. Ventilelement nach Anspruch 17, wobei die Legierung Nickel, Chrom, Bor und Silizium aufweist.Valve element according to claim 17, wherein the alloy Nickel, chromium, boron and silicon. Ventilelement nach Anspruch 18, wobei die Legierung zusätzlich Eisen sowie weitere Spurenelemente aufweist.Valve element according to claim 18, wherein the alloy additionally Iron and other trace elements has. Ventilelement nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die weitere Materialkomponente Molybdän aufweist.Valve element according to one of claims 17 to 19, wherein the further material component comprises molybdenum. Ventilelement nach Anspruch 20, wobei das Molybdän in der Form von in wesentlichem reinem Molybdän vorliegt.Valve element according to claim 20, wherein the molybdenum in the Form of is present in substantially pure molybdenum. Ventilelement nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Molybdän auf seiner Oberfläche eine Molybdänoxidschicht aufweist.Valve element according to claim 20 or 21, wherein the molybdenum on its surface a molybdenum oxide layer having. Ventilelement gemäß einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei die weitere Materialkomponente in einer Größenordnung von 10 bis 30 Gewichtsprozent in der Beschichtung enthalten ist.Valve element according to one of claims 17 to 22, wherein the further material component in an order of magnitude from 10 to 30 weight percent is included in the coating. Ventilelement gemäß einem der Ansprüche 17 bis 23, wobei die weitere Materialkomponente in einer Größenordnung von ungefähr 5 bis 30 Gewichtsprozent der Beschichtung in ungelöster Form in der Legierung eingebettet ist.Valve element according to one of claims 17 to 23, wherein the further material component in an order of magnitude of about 5 to 30 weight percent of the coating in undissolved form in embedded in the alloy. Ventilelement gemäß Anspruch 24, wobei die weitere Materialkomponente in einer Größenordnung von ungefähr 15 bis 25 Gewichtsprozent, insbesondere ungefähr 20 Gewichtsprozent der Beschichtung in ungelöster Form in der Legierung eingebettet ist.Valve element according to claim 24, wherein the further Material component in the order of approximately 15 to 25 weight percent, especially about 20 weight percent of the coating in unresolved Form embedded in the alloy. Ventilelement nach einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei die weitere Materialkomponente im Wesentlichen gleichmäßig in der Legierung verteilt ist.Valve element according to one of claims 17 to 25, wherein the further material component is substantially uniform in the Alloy is distributed. Ventilpaarung aus einem Ventil und einem zugeordneten Ventilsitzring, wobei das Ventil und/oder der Ventilsitzring ein Ventilelement mit einer Beschichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 26 ist.Valve pairing from a valve and an associated one Valve seat ring, wherein the valve and / or the valve seat ring a Valve element with a coating according to one of claims 17 to 26 is. Beschichtung für einen Gegenstand, bestehend aus einer Vielzahl von miteinander verschmolzenen, eine Legierung bildenden Legierungskomponenten, in deren Gefüge eine weitere Materialkomponente, die als Festkörperschmierstoff bekannt ist, eingelagert ist, ohne in der Legierung gelöst zu sein.Coating for an article consisting of a plurality of alloyed alloy components fused together, the structure of which comprises another material component known as a solid lubricant, is incorporated without being dissolved in the alloy. Beschichtung nach Anspruch 28, wobei die Legierung Nickel, Chrom, Bor und Silizium, sowie optional einen Anteil der weiteren Materialkomponente aufweist.The coating of claim 28, wherein the alloy Nickel, chromium, boron and silicon, and optionally a share of having further material component. Beschichtung nach Anspruch 29, wobei die Legierung zusätzlich Eisen sowie weitere Spurenelemente aufweist.A coating according to claim 29, wherein the alloy additionally Iron and other trace elements has. Beschichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei die weitere Materialkomponente Molybdän aufweist.Coating according to one of claims 28 to 30, wherein the further material component comprises molybdenum. Beschichtung nach Anspruch 31, wobei das Molybdän in der Form von in wesentlichem reinem Molybdän vorliegt.The coating of claim 31, wherein the molybdenum is in the Form of is present in substantially pure molybdenum. Beschichtung nach Anspruch 31 oder 32, wobei das Molybdän auf seiner Oberfläche eine Molybdänoxidschicht aufweist.A coating according to claim 31 or 32, wherein the molybdenum on its surface a molybdenum oxide layer having. Beschichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 33, wobei die weitere Materialkomponente in einer Größenordnung von 10 bis 30 Gewichtsprozent in der Beschichtung enthalten ist.Coating according to one of claims 28 to 33, wherein the further material component in an order of magnitude from 10 to 30 weight percent is included in the coating. Beschichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 34, wobei die weitere Materialkomponente in einer Größenordnung von ungefähr 5 bis 30 Gewichtsprozent der Beschichtung in ungelöster Form in der Legierung eingebettet ist.Coating according to one of claims 28 to 34, wherein the further material component in an order of magnitude of about 5 to 30 weight percent of the coating in undissolved form embedded in the alloy. Beschichtung nach Anspruch 35, wobei die weitere Materialkomponente in einer Größenordnung von ungefähr 15 bis 25 Gewichtsprozent, insbesondere ungefähr 20 Gewichtsprozent der Beschichtung in ungelöster Form in der Legierung eingebettet ist.The coating of claim 35, wherein the further Material component in the order of approximately 15 to 25 weight percent, especially about 20 weight percent of the coating in unresolved Form embedded in the alloy. Beschichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 36, wobei die weitere Materialkomponente im Wesentlichen gleichmäßig in der Legierung verteilt ist.Coating according to one of claims 28 to 36, wherein the further material component is substantially uniform in the Alloy is distributed. Verfahren zur Herstellung einer verschleißbeständigen, aus einem Ventil und einem zugeordneten Ventilsitzring bestehenden Ventilpaarung mittels Aufbringen einer Beschichtung auf den Kontaktbereich der Oberfläche wenigstens einer der beiden beteiligten Ventilkomponenten, bestehend aus dem Auftragen und einer thermischen Behandlung eines pulverförmigen verschleißmindernden Beschichtungswerkstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungswerkstoff in einem zu dem zu beschichtenden Oberflächenbereich hin übertragenen Plasma-Lichtbogen in einem ionisierten Schutzgas aufgeschmolzen und auf das zu beschichtende Bauteil aufgebracht wird.Method for producing a wear-resistant, consisting of a valve and an associated valve seat ring Valve pairing by applying a coating to the contact area of surface at least one of the two involved valve components, consisting from the application and a thermal treatment of a powdered wear-reducing Coating material, characterized in that the coating material in a transferred to the surface area to be coated down Plasma arc melted in an ionized inert gas and applied to the component to be coated. Verfahren gemäß Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver aus einem Gemisch aus Nickel, Chrom, Bor und Silizium sowie wenigstens einer weiteren Legierungskomponente besteht.Method according to claim 38, characterized in that the powder of a mixture of Nickel, chromium, boron and silicon and at least one other Alloy component exists. Verfahren gemäß Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver zusätzlich Eisen sowie weitere Spurenelemente enthält.Method according to claim 39, characterized in that the powder additionally iron and others Contains trace elements. Verfahren gemäß Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Legierungskomponente aus Molybdän besteht.Method according to claim 39 or 40, characterized in that the further alloying component made of molybdenum consists. Verfahren gemäß Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Molybdän als gebrochenes Molybdänpulver eingesetzt wird.Method according to claim 41, characterized in that the molybdenum as a broken molybdenum powder is used. Verfahren gemäß Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Molybdän als agglomeriert gesintertes Molybdänbasispulver eingesetzt wird.Method according to claim 41, characterized in that the molybdenum sintered as agglomerated Molybdenum-based powder is used. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass der Molybdänanteil am Legierungspulver etwa 10 bis 30 Gewichtsprozent beträgt.Method according to one the claims 41 to 43, characterized in that the molybdenum content on the alloy powder is about 10 to 30 weight percent. Aus einem Ventil sowie einem zugeordneten Ventilsitzring bestehende Ventilpaarung, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich der Oberfläche wenigstens einer der beiden Ventilkomponenten mit einer nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 38 bis 44 hergestellten Beschichtung versehen ist.From a valve and an associated valve seat ring existing valve pair, characterized in that the contact area the surface at least one of the two valve components with one after the Method according to one the claims 38 to 44 prepared coating is provided. Ventilpaarung gemäß Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass beide Ventilkomponenten mit einer nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 38 bis 44 hergestellten Beschichtung versehen sind.Valve pairing according to claim 42, characterized in that that both valve components with a according to the method according to a the claims 38 to 44 prepared coating are provided.
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