DE2036495C

DE2036495C - Verfahren zur Herstellung eines Kolbenrings

Info

Publication number: DE2036495C
Authority: DE
Inventors: Kouichi Kamio Iizuka (Japan)
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Publication date: 1972-08-10

Description

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

aufgebracht werden und daß sodann bei der folgen-

Patentanspruch: den Sinterung die Sintertemperatur so gewählt wird,

daß die Plattierungsschicht dabei eine Erhöhung der

Verfahren zur Herstellung eines Kolbenrings, Härte erfährt. Die elektroplattierte Co-W-Schicht

dessen Lauffläche mit einer verschleißfesten 5 wird bei höherer Temperatur in ihrer Härte nicht

Schicht und einer gleitmittelgefüllten Umfangsnut ungünstig beeinflußt; vielmehr nimmt die Härte mit

versehen ist, dadurch gekennzeichnet, Erhöhung der Sintertemperatur sogar zu, so daß die

daß bei dem Kolbenring zunächst eine Co-W- Erfindung einen Kolbenring mit außerordentlich gün-

Elektroplattierung und dann die Gleitmittel- stigen Laufeigenschaften bereitstellt. Die Lauf däche

füllung aufgebracht werden und daß sodann bei 10 erhält eine sehr hohe Härte, so daß der Kolbenring

der folgenden Sinterung die Sintertemperatur so für hohe Dauerbelastungen in Hochleistungsverbren-

gewählt wird, daß die Plattierungsschicht dabei nungsmotoren geeignet ist.

eine Erhöhung der Härte erfährt. Die Erfindung wird unter · Bezugnahme auf die

Zeichnungen erläutert, welche darstellen in

15 Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Kolbenring

nach der Erfindung,

Fig.
2 Schaubilder zur Erläuterung der Härte-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur änderung auf Grund einer Wärmebehandlung für Herstellung eines Kolbenrings, dessen Lauffläche mit verschiedene Schichten auf der Lauffläche und

einer verschleißfesten Schicht und einer gleitmittel- ao F i g.
3 Schaubilder zur Erläuterung der Abnutzung

gefüllten Umfangsnut versehen ist. und Riefenbildung an einem Kolbenring für verschie-

Anwendungsgebiet der Erfindung sind Kolben- dene Beschichtungen.

ringe für Verbrennungsmotoren für hohe Dauer- Nach F i 5». 1 ist ein Ringkörper 1 aus Gußeisen geschwindigkeit und hohe Belastbarkeit. oder Gußstahl auf der Gleitfläche 2 mit einer Ring-Dic deutsche Patentschrift 1215 440 beschreibt 25 nut 3 versehen. Dieselbe ist mit einer Gleitmitteleinen Kolbenring mit einer Gleitschicht aus Chrom, füllung 4 aus Eisenoxid und/oder Kohlenstof/pulver dessen Lauffläche Ringnuten aufweist, die mit einem sowie Wasserglas oder einem wärmehärtbaren Kunst-Gleitmittel gefüllt sind. Dadurch soll das Einlauf- stoff als Bindemittel gefüllt. Die Gleitfläche 2 ist mit verhalten verbessert werden. einer Co-W-Elektroplattierungsschicht 5 versehen.

Zur Füllung solcher Ringnuten in einem Kolben- 30 F i g. 2 gibt die Änderung der Härte der Plattie-

ring sind Eisenoxid und Kohlenstoffpulver gemischt rungsschicht in Abhängigkeit von der Temperatur

mit Wasserglas oder einem wärmehärtbaren Kunst- der Wärmebehandlung an. Auf der Abszisse ist die

stoff bekannt. Diese Gleitmittelfüllung mit Wasser- Temperatur der Wärmebehandlung in ⁰C angegeben,,

glas oder einem wärmehärtbaren Kunststoff als auf der Ordinate die Vickershärte in kg/mm². Die

Hauptbestandteil des Bindemittels wird bei höherer 35 Kurve A gibt die Härte einer Chromschicht an. Man

Temperatur oberhalb 570° C gesintert. Dadurch erkennt, daß bei einer Sintertemperatur von 570° C

wird die Härte der Hartchromschicht verringert, so für eine übliche Gleitmittelfüllung die Härte der

daß die günstigen Eigenschaften der Chromschicht Chromschicht auf 650 HV herabgesetzt wird. Damit

nicht zur Auswirkung kommen können. Beispiels- können sich die günstigen Abnutzungseigenschaften

weise hat eine Chromschicht unmittelbar nach der 40 einer Chromplattierungsschicht nicht mehr auswir-

Elektroplattierung eine Vickershärte zwischen 850 ken. Die Kurve B gilt für eine Co-W-Beschichtung.

und 1000 HV. Im Hinblick auf die Abnutzung und Man erkennt, daß die Härte fortwährend entspre-

Riefenbildung im Betrieb sollte die Härte des KoI- chend der Erhöhung der Sintertemperatur ansteigt,

benrings mindestens 700 HV betragen. Jedoch nimmt Der Abriebwiderstand ist bereits für eine vergleichs-

die Härte durch die Sinterung der genannten Gleit- 45 weise niedrige Sintertemperatur so gut wie bei einer

mittelfüllung ab. Wenn die Sinterung bei einer Tem- Chrombeschichtung.

peratur von etwa 570° C erfolgt, stellt sich eine Härte F i g. 3 gibt Abnutzungskurven an, und zwar die von 650 HV im günstigsten Fall ein. Damit kann die Kurve A für eine Chrombeschichtung eines Kolben-Chromschicht nicht in dem gewünschten Umfang rings und die Kurve B für eine Co-W-Beschichtung wirksam werden, was noch im einzelnen erläutert 50 eines Kolbenrings. Danach ist der Abriebwiderstand wird. ί eines Kolbenrings nach der Erfindung wesentlich Aus »Werkstattstechnik«, 1955, Heft 12, S. 604, besser als bei einem herkömmlichen Kolbenring. Die sind aufgespritzte Verschleißschichten an einem KoI- Sintertemperatur erlaubt eine genaue Einstellung der benring bekannt, die die Metalle Kobalt (Co) und Härte der Co-W-Beschichtung auf den gewünschten Wolfram (W) enthalten. Allerdings bestehen diese 55 Wert. Die Gleitmittelfüllung stellt jeweils die erfor-Verschleißschichten aus Gemischen von verschie- derliche Schmierung sicher, so daß der Kolbenring denen Stoffen. Diese Verschleißschichten haben keine nach der Erfindung in Verbrennungsmotoren mit solche Gleichmäßigkeit wie Elektroplattierungs- hoher Drehzahl und hoher Leistung eingesetzt werschichten. den kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines 60 Die Co-W-Elektroplattierungslösung enthält als

Herstellungsverfahrens für einen Kolbenring mit Hauptbestandteile wasserlösliches Natriumwolframat

einer Verschleißschicht und gleitmittelgefüllten Um- und Kobaltsulfat sowie außerdem einen wasserlös-

fangsnuten, das die Härte der Verschleißschicht nicht liehen Elektrolyten aus einem weinsauren Salz. Die

unaünstig beeinflußt. Elektroplattierung erfolgt bei einer Badtemperatur

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch 65 zwischen 50 und 80° C, einem pH-Wert zwischen

gelöst, daß bei dem Kolbenring zunächst cine Co-W- 7,0 und 8,0 und einer Stromdichte zwischen I und

Elektroplattierung und dann die Gleitmittelfüllung 10 A/dm².