EP3802900A1 - Kolben für verbrennungsmotoren und verwendung eines kolbens für verbrennungsmotoren - Google Patents

Kolben für verbrennungsmotoren und verwendung eines kolbens für verbrennungsmotoren

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EP3802900A1
EP3802900A1 EP19724164.9A EP19724164A EP3802900A1 EP 3802900 A1 EP3802900 A1 EP 3802900A1 EP 19724164 A EP19724164 A EP 19724164A EP 3802900 A1 EP3802900 A1 EP 3802900A1
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EP
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piston
internal combustion
combustion engines
engines
cast
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Application number
EP19724164.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Weiss
Laszlo Pelsoeczy
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Federal Mogul Nuernberg GmbH
Original Assignee
Federal Mogul Nuernberg GmbH
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Publication date
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/0084—Pistons  the pistons being constructed from specific materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
    • B22D15/02—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/06—Cast-iron alloys containing chromium
    • C22C37/08—Cast-iron alloys containing chromium with nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F2003/0007—Monolithic pistons; One piece constructions; Casting of pistons

Definitions

  • the present invention relates to a piston for internal combustion engines and the use of a piston for internal combustion engines.
  • pistons are e.g. for passenger car diesel engines by means of HIW welding of a forged steel lower part and a steel upper part machined from a bar stock. After pre-machining the two parts, in which the cooling channel required for the piston is machined, they are joined using a friction welding or HIW process, then heat-treated and finished.
  • forged steel material is used in the manufacture of the corresponding steel pistons and several components are usually connected to one another using a thermal joining process.
  • this manufacturing method is comparatively complex and expensive.
  • the basic idea of the present invention is consequently an inexpensive and reliable alternative to forged pistons made of steel, in particular pistons for internal combustion engines and made of several parts, which are joined by thermal joining processes (welding processes) especially car diesel engine pistons.
  • This object is achieved by the piston according to claim 1, which is cast in one piece and consists of almost fully pearlitic cast iron with spheroidal graphite as the piston material.
  • “Cast in one piece” here means that the piston consists of one piece and not of several joined parts and that this one-piece piston as a whole has been produced entirely by casting.
  • piston blanks in particular for but not limited to passenger car diesel engines, are produced in one piece from spheroidal cast iron by means of a casting process.
  • this master form technology the number of work steps in the production of a corresponding piston can be reduced compared to a production from several parts from a steel raw material. Problems can also be avoided in this one-piece production of the piston by means of a casting process, which would otherwise typically occur in the case of production from multiple parts and the joining thereof.
  • the cooling channel in the piston among other things, can be carried out comparatively inexpensively by using a lost core. This eliminates the need for time-consuming, separate machining processes.
  • An essential aspect of the present invention is the use of a high-strength and at the same time inexpensive cast material.
  • a fully pearlitic spheroidal graphite cast iron is used as the piston material, which achieves or even exceeds the properties specified in DIN EN 1563: 2012-03 for the material EN-GJS-700-2.
  • the piston material or the piston material according to the invention is optimized with regard to increased thermal stability. This significantly increases the tensile strength and fatigue strength (HCF) at operating temperatures of 500 ° C and above.
  • the piston according to the invention therefore has at least the positive properties, such as pistons, made from the materials GJS-700-2 or GJS-800-2 are manufactured.
  • the microstructure of the piston material in the cast state is fully pearlitic and, in contrast to the standardized materials (GJS), the material according to the invention is stabilized overall via the elements Cu, Sn, Ni and Sb, which suppress carbon diffusion in iron and stabilize pearlite at operating temperatures ,
  • the attribute "almost fully pearlitic” is to be understood to mean that micro-structural and in the structure of the piston material predominantly fully pearlitic cast iron with nodular graphite can be found. Accordingly, other phases can only be found to a small extent and proportion.
  • the structure of the piston material of the diesel engine piston according to the invention has an even distribution Graphite with predominantly spherical morphology and as matrix pearlite, partly with small ferrite areas around the graphite phases.
  • the free ferrite content is ⁇ 2.6%, preferably ⁇ 1.0% and more preferably ⁇ 0.5%.
  • the piston material of the piston according to the invention has only very small proportions of phases which differ from the fully pearlitic cast iron with spheroidal graphite.
  • One of these can be ferrite, the total content of which is below about 3.0%.
  • the ferrite content is preferably ⁇ 1.0%, and local accumulations of ferrite can occur, where its content can be up to 2.6%. These accumulations occur particularly near the cast core or the feeder.
  • the piston material of the piston according to the invention advantageously has the following constituents / elements in percent by weight (% by weight): C: 3.23 preferably 3.4 to 3.81 preferably 3.8; Si: 2.2 to 3.23, preferably 3.0; Mn: 0.04, preferably 0.2 to 0.4; Mg: 0.0025 to 0.054, preferably 0.04; P: ⁇ 0.1; S: 0 to 0.020, preferably 0.007; Cr: ⁇ 0.1; Ni: ⁇ 0.1; Mo: ⁇ 0.05; Nb: ⁇ 0.1; Cu: 0.4 to 1.0; Pb: ⁇
  • 0.135 preferably 0.1; V: ⁇ 0.1; Sb: d 0.002 and the balance iron and unavoidable contamination or optionally consists of it.
  • the piston material of the piston according to the invention also advantageously has the following constituents / elements in percent by weight (% by weight): C: 3.23 to 3.81; Si: 2.2 to 3.23; Mn: 0.04 to 0.4; Mg: 0.0025 to 0.054; P: 0.005 to 0.1; S: 0.003 to 0.020; Cr: 0.01 to 0.1; Ni: 0.006 to 0.1; Mon: 0.002 to 0.05; Nb: ⁇ 0.1; Cu: 0.4 to 1.0; Pb: ⁇
  • the piston material of the piston according to the invention has the following constituents / elements C in weight percent (% by weight): 3.23 to 3.81; Si: 2.2 to 3.23; Mn: 0.04 to 0.4; Mg: 0.0025 to 0.054; P: ⁇ 0.1; S: 0 to 0.020; Cr: ⁇ 1.0; Ni: ⁇ 1.0; Mo: ⁇ 0.5; Nb: ⁇ 0.3; Cu: 0.3 to 2.0; Pb: ⁇ 0.009; W: ⁇ 1.0; Ti: ⁇ 0.015; Sn: 0.05 to
  • V ⁇ 1.0
  • Sb ⁇ 0.05 and the balance iron and unavoidable contamination or optionally consists of it.
  • the piston material consists of one of the aforementioned alloys, i.e. it has no other components or chemical elements in effective and functional contents.
  • the composition of the piston material of the piston is characterized in particular by the fact that elements are specifically mixed therein that reduce or prevent the diffusion of carbon in steel.
  • the contents of copper (Cu), tin (Sn) and nickel (Ni) according to the invention are to be seen in particular as such functional additions.
  • it is a particularly good high-temperature stabilization achieved by suppressing the carbon diffusion, which is associated with corresponding advantageous properties for the internal combustion engine piston as a whole.
  • a piston in particular a piston as described above, for internal combustion engines and in particular for "Light Vehicle Diesel” (LVD), "Heavy Duty” (HD) e.g. Truck and with diameters up to about 145 mm and "large bore” diesel engines, for example large piston engines in ships or for stationary applications.
  • the piston according to the present invention is therefore not only limited to pistons for comparatively small passenger car diesel engines, but can also be used for larger engines and also be manufactured and used for gasoline and gas engines.
  • a concrete example of a piston material according to the present invention is an essentially fully pearlitic cast iron with spheroidal graphite, which consists in weight percent of the following elements C: 3.7; Si: 2.6; Mn: 0.3; Mg: 0.03; P: 0.02; S: 0.01; Cr: 0.05; Ni: 0.03; Mo: 0.01; Nb: 0.01; Cu: 0.6; Pb: 0.001; B: 0.0001; W: 0.001; Ti: 0.01; Sn: 0.06; V: 0.1 and as the remainder Fe and unavoidable impurities.
  • a passenger car diesel engine piston was cast using the gravity sand casting process and the following chemical composition was determined in% by weight thereof: C: 3.38%; Si: 3.05%; Mn: 0.160%; P: 0.065%; S: 0.007%; Cr: 0.025%; V: 0.006%; Mo: 0.005%; Ni: 0.015%; Cu: 0.737%; Mg: 0.054%; Ti: 0.0084%; W: 0.0050%; Sn: 0.0980%; Nb: 0.0048%; Al: 0.0219%; Ca: 0.0013%; Pb: 0.0006%; N: 0.0077%; Co: 0.0065%; As: 0.0057%; Bi: 0.0018%; Ce: 0.0164%; Sb: 0, 0007%; Te: 0.0010%; La: 0.0032%; Zn: 0.0004%.
  • Tables 1 and 2 below list a series of compositions (samples 1 to 11) of cast alloys which represent the piston material of the piston according to the invention and were determined on appropriately manufactured pistons.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dieselmotor-Kolben, der einteilig gegossen ist und aus nahezu vollperlitischem Gusseisen mit Kugelgraphit als Kolbenmaterial besteht. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines solchen Dieselmotor-Kolbens für „Light Vehicle"-Dieselmotoren, „Heavy Duty"-Dieselmotoren und „Large Bore"-Dieselmotoren.

Description

Kolben für Verbrennungsmotoren und Verwendung eines Kolbens für Verbrennungsmotoren
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für Verbrennungsmotoren sowie die Verwendung eines Kolbens für Verbrennungsmotoren .
Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
Konventionell werden Kolben z.B. für PKW-Dieselmotoren über das Fügen mittels HIW-Schweißens eines geschmiedeten Stahlunterteils und einem aus einem Stangenvormaterial bearbeiteten Stahloberteil gefertigt. Nach Vorbearbeitung der beiden Teile, bei der der für den Kolben notwendige Kühlkanal spanend geformt wird, werden diese über einen Reibschweiß oder HIW-Prozess gefügt, anschließend wärmebehandelt und fertig bearbeitet. Konventionell wird also bei der Herstellung entsprechender Stahlkolben von einem geschmiedeten Vormaterial ausgegangen und mehrere Komponenten über zumeist ein thermisches Fügeverfahren miteinander verbunden. Diese Fertigungsmethode ist jedoch vergleichsweise aufwändig und teuer. Im Lichte dieser zurzeit üblichen Technologie ist es wünschenswert, einen Kolben für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, der einfacher und weniger kostenintensiv herzustellen ist und dennoch zumindest die Eigenschaften konventioneller Stahlkolben aufweist.
Beschreibung der Erfindung
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist folglich eine kostengünstige und betriebssichere Alternative zu geschmiedeten und über thermische Fügeprozesse (Schweißprozesse) aus mehreren Teilen gefügte Kolben aus Stahl, insbesondere Kolben für Verbrennungsmotoren und speziell PKW-Dieselmotor-Kolben, bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch den Kolben gemäß Anspruch 1 gelöst, der einteilig gegossen ist und aus nahezu vollperlitischem Gusseisen mit Kugelgraphit als Kolbenmaterial besteht. „Einteilig gegossen" mein hier, dass der Kolben aus einem Stück und nicht aus mehreren gefügten Teilen besteht und, dass dieser einstückige Kolben als Ganzes komplett durch Gießen hergestellt worden ist.
Dementsprechend werden Kolbenrohlinge, insbesondere für aber nicht beschränkt auf PKW-Dieselmotoren, durch einen Gießprozess in einem Stück aus Sphäroguss hergestellt. Mit dieser Urformtechnologie kann die Zahl von Arbeitsschritten bei der Herstellung eines entsprechenden Kolbens im Vergleich zu einer Fertigung aus mehreren Teilen aus einem Stahlvormaterial reduziert werden. Auch können bei dieser einstückigen Fertigung des Kolbens durch einen Gießprozess Probleme vermieden werden, die sonst bei einer Fertigung aus mehreren Teilen und dem Fügen davon typischerweise auftreten würden. Ferner kann unter anderem der Kühlkanal im Kolben vergleichsweise kostengünstig über den Einsatz eines verlorenen Kerns erfolgen. Aufwendige, separate Bearbeitungsprozesse entfallen dadurch.
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz eines hochfesten und gleichzeitig kostengünstigen Gusswerkstoffes. In der vorliegenden Erfindung kommt ein vollperlitisches Gusseisen mit Kugelgraphit hoher Festigkeit als Kolbenmaterial zum Einsatz, das die in der DIN EN 1563:2012-03 genannten Eigenschaften für den Werkstoff EN-GJS-700-2 erreicht oder sogar übertrifft. Das erfindungsgemäße Kolbenmaterial bzw. der Kolbenwerkstoff ist hinsichtlich erhöhter thermischer Stabilität optimiert. Damit werden die Zugfestigkeit und die Dauerfestigkeit (HCF) bei Einsatztemperaturen von 500°C und darüber deutlich erhöht. Der erfindungsgemäße Kolben hat daher mindestens die positiven Eigenschaften, wie Kolben, die aus den Materialien GJS-700-2 oder GJS-800-2 gefertigt sind. Die Mikrostruktur des Kolbenmaterials im gegossenen Zustand ist vollperlitisch und im Gegensatz zu den genormten Werkstoffen (GJS) ist der erfindungsgemäße Werkstoff über die Elemente Cu, Sn, Ni und Sb, welche die Kohlenstoffdiffusion im Eisen unterdrücken, und den Perlit bei Betriebstemperaturen stabilisieren, insgesamt stabilisiert.
Das Attribut „nahezu vollperlitisch" ist dahin zu verstehen, dass mikrostrukturell und im Gefüge des Kolbenmaterials überwiegend vollperlitisches Gusseisen mit Kugelgraphit anzutreffen ist. Andere Phasen sind demnach nur in geringem Ausmaß und Anteil anzutreffen. Das Gefüge des Kolbenmaterials des erfindungsgemäßen Dieselmotor-Kolbens weist gleichmäßig verteiltes Graphit mit überwiegend kugliger Morphologie und als Matrix Perlit, teilweise mit kleinen Ferritbereichen um die Graphitphasen herum, auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der freie Ferritgehalt < 2,6%, bevorzugt < 1,0% und weiter bevorzugt < 0,5%. Wie bereits oben qualitativ ausgedrückt, weist das Kolbenmaterial des erfindungsgemäßen Kolbens nur sehr geringe Anteile von Phasen auf, die vom vollperlitischen Gusseisen mit Kugelgraphit abweichen. Eine davon kann Ferrit sein, wobei dessen Gehalt im Gefüge insgesamt unter etwa 3,0% liegt. Im Mittel beträgt der Ferritgehalt bevorzugt < 1,0 %, wobei lokale Ansammlungen von Ferrit auftreten können, wo dessen Gehalt bis zu 2,6% betragen kann. Diese Ansammlungen treten insbesondere nahe des Gusskerns oder des Speisers auf.
Mit Vorteil weist das Kolbenmaterial des erfindungsgemäßen Kolbens in Gewichtsprozent (Gew.-%) die folgenden Bestandteile/Elemente: C: 3,23 bevorzugt 3,4 bis 3,81 bevorzugt 3,8; Si: 2,2 bis 3,23 bevorzugt 3,0; Mn: 0,04 bevorzugt 0,2 bis 0,4; Mg: 0,0025 bis 0,054 bevorzugt 0,04; P: < 0,1; S: 0 bis 0,020 bevorzugt 0,007; Cr: < 0,1; Ni: < 0,1; Mo: < 0,05; Nb: < 0,1; Cu: 0,4 bis 1,0; Pb : <
0,002; B: < 0,001; W: < 0,01; Ti: < 0,015; Sn: 0,05 bis
0,135 bevorzugt 0,1; V: < 0,1; Sb: d 0,002 und als Rest Eisen und nicht zu vermeidende Verunreinigung auf bzw. besteht optional daraus.
Weiter mit Vorteil weist das Kolbenmaterial des erfindungsgemäßen Kolbens in Gewichtsprozent (Gew.-%) die folgenden Bestandteile/Elemente: C: 3,23 bis 3,81; Si: 2,2 bis 3,23; Mn: 0,04 bis 0,4; Mg: 0,0025 bis 0,054; P: 0,005 bis 0,1; S: 0,003 bis 0,020; Cr: 0,01 bis 0,1; Ni: 0,006 bis 0,1; Mo: 0 , 002 bis 0 , 05 ; Nb : < 0,1; Cu: 0,4 bis 1,0; Pb: <
0,007; B: < 0,01; W: 0,001 bis 0,1; Ti: < 0,015; Sn: 0,05 bis 0,135; V: 0,002 bis 0,3; Sb: 0,001 bis 0,07 und als Rest
Eisen und nicht zu vermeidende Verunreinigung auf bzw. besteht optional daraus.
Weiter mit Vorteil weist das Kolbenmaterial des erfindungsgemäßen Kolbens in Gewichtsprozent (Gew.-%) die folgenden Bestandteile/Elemente C: 3,23 bis 3,81; Si: 2,2 bis 3,23; Mn: 0,04 bis 0,4; Mg: 0,0025 bis 0,054; P: < 0,1; S: 0 bis 0,020; Cr: < 1,0; Ni: < 1,0; Mo: < 0,5; Nb: < 0,3; Cu: 0,3 bis 2,0; Pb: < 0,009; W: < 1,0; Ti: < 0,015; Sn: 0,05 bis
0,3; V: < 1,0; Sb: < 0,05 und als Rest Eisen und nicht zu vermeidende Verunreinigung auf bzw. besteht optional daraus.
Optional besteht das Kolbenmaterial aus einer der vorgenannten Legierungen, d.h., weist keine anderen Komponenten bzw. chemischen Elemente in wirksamen und funktionalen Gehalten auf. Die erfindungsgemäße
Zusammensetzung des Kolbenmaterials des Kolbens zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass darin gezielt Elemente beigemischt sind, welche die Diffusion des Kohlenstoffs in Stahl reduzieren bzw. verhindern. Als solche funktionalen Zugaben sind insbesondere die erfindungsgemäßen Gehalte von Kupfer (Cu), Zinn (Sn) und Nickel (Ni) zu sehen. Im Vergleich zu den zuvor genannten genormten Werkstoffen, wird damit eine besonders gute Hochtemperaturstabilisierung durch Unterdrückung der Kohlenstoffdiffusion erreicht, die mit entsprechenden vorteilhaften Eigenschaften für den Verbrennungsmotor-Kolben insgesamt einhergeht.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Kolbens, insbesondere eines Kolbens wie er zuvor beschrieben worden ist, für Verbrennungsmotoren und insbesondere für „Light-Vehicle Diesel" (LVD) , „Heavy Duty" (HD) z.B. LKW und mit Durchmessern bis ca. 145 mm und „Large bore" Dieselmotoren z.B. Großkolbenmotoren in Schiffen oder für stationäre Anwendungen. Der Kolben gemäß der vorliegenden Erfindung ist mithin nicht nur auf Kolben für vergleichsweise kleine PKW-Dieselmotoren beschränkt, sondern kann auch für größere Motoren und auch für Otto- und Gasmotoren hergestellt und verwendet werden.
Detaillierte Ausführungsformen
Ein konkretes Beispiel eines Kolbenmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein im Wesentlichen vollperlitisches Gusseisen mit Kugelgraphit, das in Gew.-% aus den folgenden Elementen C: 3,7; Si: 2,6; Mn: 0,3; Mg: 0,03; P: 0,02; S: 0,01; Cr: 0,05; Ni: 0,03; Mo: 0,01; Nb: 0,01; Cu: 0,6; Pb: 0,001; B: 0,0001; W: 0,001; Ti: 0,01; Sn: 0,06; V: 0,1 und als Rest Fe und nicht zu vermeidenden Verunreinigungen besteht.
Als weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung wurde ein PKW-Dieselmotor-Kolben mittels Schwerkraft-Sandguss Prozess gegossen und folgende chemische Zusammensetzung in Gew.-% davon bestimmt: C: 3,38 %; Si: 3,05 %; Mn: 0,160 %; P: 0,065 %; S: 0,007 %; Cr: 0,025 %; V: 0,006 %; Mo: 0,005 %; Ni: 0,015 % ; Cu: 0,737 %; Mg: 0,054 %; Ti: 0, 0084 %; W: 0,0050 % ; Sn: 0,0980 %; Nb: 0,0048 %; Al: 0,0219 %; Ca: 0,0013 %; Pb: 0,0006 %; N: 0,0077 %; Co: 0,0065 %; As: 0,0057 %; Bi: 0,0018 % ; Ce: 0,0164 %; Sb: 0, 0007 %; Te : 0,0010 %; La: 0,0032 % ; Zn: 0,0004 %.
Von diesem Kolben wurden Querschnitte angefertigt und an unterschiedlichen Stellen im Kolben Proben entnommen, die auf ihre mechanischen Eigenschaften hin untersucht und für die ebenfalls Gefügeanalysen durchgeführt wurden. Auf Grundlage von elf entnommenen Proben wurde eine mittlere Härte HB187,5/2,5 von 300 bestimmt. Insgesamt wies der Kolben eine gute Homogenität hinsichtlich dieses Härtewertes auf, d.h. es lagen keine nennenswerten Schwankungen in der Härte über den Querschnitt des Kolbens hinweg vor. Die an den entsprechenden Stellen des Kolbenschwerschnitts entnommenen Proben wurden metallografisch hinsichtlich der verschiedenen Phasen präpariert und mikroskopisch untersucht und es wurde eine im Wesentliche einheitliche Verteilung von Kugelgraphit in einer Perlitmatrix sowie nur sehr geringe Gehalte von Ferrit in der Mikrostruktur festgestellt.
Die nachfolgende Tabellen 1 und 2 listen eine Reihe von Zusammensetzungen (Proben 1 bis 11) von Gusslegierungen auf, die das Kolbenmaterial des erfindungsgemäßen Kolbens repräsentieren und an entsprechend hergestellten Kolben bestimmt wurden.
3O
O
00 tu
n H m O o O tu
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9
3 ^
O

Claims

Patentansprüche
1. Kolben für Verbrennungsmotoren, der
einteilig gegossen ist, und
aus nahezu vollperlitischem Gusseisen mit Kugelgraphit als Kolbenmaterial besteht.
2. Kolben nach Anspruch 1, wobei
das Kolbenmaterial einen Ferritgehalt < 2,6 %, bevorzugt < 1,0 % weiter bevorzugt < 0,5 % aufweist.
3.
Verunreinigungen aufweist und optional daraus besteht.
4.
Verunreinigungen aufweist und optional daraus besteht.
5.
W : < 1,0;
Ti: < 0,015;
Sn : 0,05 bis 0,3;
V : < 1,0;
Sb : d 0,05
und als Rest Fe und nicht zu vermeidende Verunreinigungen aufweist und optional daraus besteht.
6. Verwendung eines Kolbens für Verbrennungsmotoren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche für
„Light Vehicle"-Dieselmotoren, „Heavy Duty"-
Dieselmotoren und „Large Bore"-Dieselmotoren, sowie Ottomotoren und Gasmotoren.
EP19724164.9A 2018-06-11 2019-05-10 Kolben für verbrennungsmotoren und verwendung eines kolbens für verbrennungsmotoren Pending EP3802900A1 (de)

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