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DE102007052800B3 - Inlet or exhaust valve for an internal combustion engine and method for its production - Google Patents

Inlet or exhaust valve for an internal combustion engine and method for its production Download PDF

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DE102007052800B3
DE102007052800B3 DE102007052800A DE102007052800A DE102007052800B3 DE 102007052800 B3 DE102007052800 B3 DE 102007052800B3 DE 102007052800 A DE102007052800 A DE 102007052800A DE 102007052800 A DE102007052800 A DE 102007052800A DE 102007052800 B3 DE102007052800 B3 DE 102007052800B3
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Vadim Dr. Verlotski
Helmut HÖNICKE
Rudolf Dr. Stanglmaier
Günther MOORMANN
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Maerkisches Werk GmbH
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Maerkisches Werk GmbH
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Abstract

Disclosed is an intake or discharge valve (1) for a combustion engine, comprising a valve disk (3) and a valve stem (2) that has a chromium layer (9) as a running surface. In order to increase the service life, a nickel layer (6) is provided between the basic material of the valve stem (2) and the chromium layer (9), and the chromium layer (9) is thicker than the nickel layer (6) that lies thereunder.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ein- oder Auslassventil für einen Verbrennungsmotor umfassend einen Ventilteller und einen Ventilschaft, wobei der Ventilschaft mit einer die Laufoberfläche des Ventils bildenden Chromschicht versehen ist sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The The present invention relates to an inlet or outlet valve for a Internal combustion engine comprising a valve disk and a valve stem, the valve stem having a chromium layer forming the running surface of the valve is provided and a method for its preparation.

Solche Ventile sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und beispielsweise in der TRW-Ausgabe "Großmotorenteile", 1. Auflage, 1987, S. 9 ff. beschrieben. Die regelmäßig mehrere 10 μm dicke und üblicher Weise galvanisch aufgetragene Chrombeschichtung des Ventilschafts bildet infolge ihrer Härte eine hervorragende Gleitschicht für das Ventil bei gleichzeitiger Verminderung des Verschleißes. Zudem stellt die Chrombeschichtung des Ventilschaftes einen gewissen Korrosionsschutz für das Basismaterial des Ventilschafts dar, so dass solche Auslassventile auch in den hochkorrosiven Umgebungsbedingungen in Schiffsdieselmotoren Verwendung finden.Such Valves are well known in the art and, for example in the TRW issue "Large Engine Parts", 1st edition, 1987, p. 9 ff. Described. The regularly several 10 μm thick and more usual Way electroplated chrome coating of the valve stem forms as a result of their hardness an excellent sliding layer for the valve at the same time Reduction of wear. In addition, the chrome coating of the valve stem provides a certain Corrosion protection for the base material of the valve stem is such that such exhaust valves even in the highly corrosive ambient conditions in marine diesel engines Find use.

Bei einem in DE 2856232 A1 beschriebenen thermisch und korrosiv beanspruchten Tellerventil ist im Bereich des Ventilkopfes ein Schutzmantel aus einer metallischen Grundschicht und einer Deckschicht aus einem keramischen Stoff aufgetragen.At an in DE 2856232 A1 described thermally and corrosively stressed poppet valve in the valve head a protective coat of a metallic base layer and a cover layer of a ceramic material is applied.

Die Anmelderin hat jedoch in Zusammenhang mit hochwertigen und langlebigen Bimetallventilen von Schiffsdieselmotoren, bei denen Ventilteller- und Ventilschaft aus verschiedenen Legierungen bestehen, festgestellt, dass die Chromschicht nach gewisser Betriebsdauer beschädigt wird, was somit lebensdauerbeschränkend für das Ventil sein kann. Infolge der hohen Temperaturbelastung von Auslassventilen tritt der vorstehend genannte nachteilige Effekt dort noch gravierender in Erscheinung. Dies wurde zunächst als eine mehr oder weniger unvermeidliche Folge des abrasiven Verschleißes der Chromschicht angesehen, dem man prinzipiell mit einer größeren Schichtdicke für die Chromschicht begegnen könnte. Dies erweist sich jedoch – auch in Anbetracht der Größe von Auslassventilen in Schiffsdieselmotoren – als äußerst kostenintensiv.The Applicant, however, has been associated with high quality and durable Bimetallic valves of marine diesel engines, in which valve disc and Valve stem made of different alloys, found that the chrome layer is damaged after a certain period of operation, which is thus life-limiting for the Valve can be. Due to the high temperature load of exhaust valves occurs the above-mentioned adverse effect there even more serious in appearance. This was first as a more or less inevitable consequence of the abrasive wear of the Chromium layer considered, which in principle with a larger layer thickness for the Chrome layer could encounter. This turns out to be - too considering the size of exhaust valves in marine diesel engines - as extremely expensive.

Ferner ist es an sich bekannt, dass eine ein Substrat bedeckende Chromschicht gegebenenfalls auch mit einer darunter liegenden Schicht aus Nickel kombiniert werden kann.Further it is known that a chromium layer covering a substrate optionally also combined with an underlying layer of nickel can be.

Dies betrifft vor allem Zierteile mit einer dünnen dekorativen Chrom-Oberfläche, bei denen die Chromschicht zwar eine gewisse Schutzwirkung erzielt, jedoch alleine – infolge ihrer geringen Schichtdicke und wegen der unvermeidbaren Mikroporosität von Chromschichten – keinen ausreichenden Korrosionsschutz für solche Zierteile bietet.This concerns especially trim parts with a thin decorative chrome surface, at although the chromium layer achieves a certain protective effect, but alone - as a result their small layer thickness and because of the unavoidable microporosity of chrome layers - none adequate corrosion protection for offers such trim.

Insoweit sei beispielhaft auf die EP 1624092 A1 verwiesen, wo zur Vermeidung einer Verfärbung der nur etwa 0,2 bis 0,9 μm dicken Chromschicht eines Auspuffrohrs eines Motorrads eine Nickelzwischenschicht vorgeschlagen wird, die auch noch eine antikorrosive Wirkung entfaltet. Solche Verbundschichten eignen sich jedoch nicht für Auslassventile der eingangs genannten Art.In that regard, be exemplary of the EP 1624092 A1 referenced, where to avoid discoloration of only about 0.2 to 0.9 microns thick chromium layer of an exhaust pipe of a motorcycle, a nickel intermediate layer is proposed, which also unfolds an anti-corrosive effect. However, such composite layers are not suitable for exhaust valves of the type mentioned.

Schließlich ist es auf anderen Anwendungsgebieten wie bei Hydraulikanlagen oder sonstiger Hardware in maritimer Umgebung an sich bekannt, dass mittels einer stromlos abgeschiedenen Nickelzwischenschicht die Korrosionsschutzwirkung einer Hartchromschicht verbessert werden kann (vgl. z. B. den Artikel "Hard Chrome Plated Electroless Nickel", Daniel A. Brockman, Products Finishing, January 1982). Eine Anwendung solcher Verbundschichten bei Ein- oder Auslassventilen von Verbrennungsmotoren wurde indessen bisher nicht in Betracht gezogen.Finally is in other applications such as hydraulic systems or other hardware known in maritime environment that means an electrolessly deposited intermediate nickel layer, the corrosion protection effect a hard chrome layer can be improved (see, for example, the article "Hard Chrome Plated Electroless Nickel ", Daniel A. Brockman, Products Finishing, January 1982). An application Such composite layers in inlet or exhaust valves of internal combustion engines has not yet been considered.

Bei einem aus JP 63125875 AA bekannten Einspritzventil ist ein Basismaterial mit einer verschleißfesten Chromschicht überzogen, die zur verbesserten Abtragung von Stoßbelastungen mit einer Nickelschicht unterlegt ist.At one off JP 63125875 AA known injection valve is a base material coated with a wear-resistant chromium layer, which is underlaid for improved removal of shock loads with a nickel layer.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit möglichst einfachen Mitteln ein Ein- oder Auslassventil der eingangs genannten Art hinsichtlich der Lebensdauer seiner Beschichtung zu verbessern und ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines solchen Ventils bereitzustellen.In front In this context, it is the object of the present invention with as possible simple means an inlet or outlet valve of the aforementioned To improve the type of life of its coating and a corresponding method for producing such a valve provide.

Diese Aufgabe wird von einem Ein- oder Auslassventil nach Anspruch 1 gelöst. Dieses ist – neben den eingangs genannten Merkmalen – erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Basismaterial des Ventilschafts und der Chromschicht eine Nickelschicht vorgesehen ist und dass ferner die Chromschicht eine größere Schichtdicke als die darunter liegende Nickelschicht aufweist.These Task is solved by an inlet or outlet valve according to claim 1. This is next to the features mentioned - according to the invention thereby characterized in that between the base material of the valve stem and the chromium layer is provided with a nickel layer and that Furthermore, the chromium layer has a greater layer thickness as the underlying nickel layer.

Das erfindungsgemäße Ventil ist wegen der rissfreien Nickelzwischenschicht wesentlich besser gegen korrosive Einflüsse geschützt, wobei die darüber liegende Chromschicht mit größerer Schichtdicke als äußere Lauffläche für den Ventilschaft dient. Es zeigt sich, dass bei einem erfindungsgemäßen Ventil der unerwünschte Effekt einer frühzeitigen Beschädigung der Chrombeschichtung – auch unter höchst korrosiven Umgebungsbedingungen – nicht mehr auftritt, was eine maßgeblich erhöhte Lebensdauer zur Folge hat. Die Beschädigung der direkt auf das Basismaterial des Ventilschafts abgeschiedenen Chromschicht stellt sich somit nicht nur als Folge ei nes durch Reibung verursachten abrasiven Verschleißes dar, sondern ist wesentlich durch korrosive Einflüsse bestimmt. Dies gilt insbesondere für Nasskorrosion, wie sie z. B. durch Salzwasser, wasserhaltigen Schmieröle oder schwefelhaltigen Abgase (bei deren Kondensation im Bereich des Austrittsventils) auftreten kann.The valve according to the invention is much better protected against corrosive influences because of the crack-free intermediate nickel layer, wherein the overlying chromium layer with a greater layer thickness serves as an outer running surface for the valve stem. It turns out that in a valve according to the invention, the undesirable effect of premature damage to the chromium coating - even under highly corrosive environmental conditions - no longer occurs, which has a significantly increased life result. The damage of the deposited directly on the base material of the valve stem chromium layer is thus not only as a result of egg nes caused by friction abrasive wear, but is significantly corrosive Influences determined. This is especially true for wet corrosion, as z. B. by salt water, water-containing lubricating oils or sulfur-containing exhaust gases (in their condensation in the discharge valve) may occur.

Im Rahmen der Erfindung ist von Bedeutung, dass Chrom selbst infolge einer Cr2O3-Passivierung durchaus korrosionsbeständig ist. Bei direkter Beschichtung der Lauffläche eines gattungsgemäßen Ventils mit Chrom wird somit trotz der üblicherweise vorhandenen Schichtdicke von mehreren 10 μm letztlich nicht die Chromschicht als solche korrosiv angegriffen, sondern es kommt zu einer Korrosion des darunter liegenden Basismaterials, was dann die Haftung der Chromschicht auf dem Basismaterial des Ventilschafts verschlechtert bis diese abblättert. Auch Chromschichten mit Schichtdicken von mehreren 10 μm weisen nämlich noch eine Mikroporosität mit einer Rissstruktur auf, die eine korrosive Schädigung des darunter liegenden Basismaterials nicht zuverlässig ausschließt.In the context of the invention, it is important that chromium is thoroughly resistant to corrosion, even as a result of a Cr 2 O 3 passivation. In the case of direct coating of the running surface of a generic valve with chromium, therefore, the chromium layer as such is not corrosively attacked despite the usually existing layer thickness of several 10 microns, but it comes to a corrosion of the underlying base material, which then the adhesion of the chromium layer on the base material the valve stem worsens until it peels off. Even chromium layers with layer thicknesses of several 10 microns namely have a microporosity with a crack structure that does not reliably exclude corrosive damage to the underlying base material.

Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Nickelzwischenschicht kann ungeachtet ihrer im Vergleich zur Chromschicht geringeren Schichtdicke diesem Effekt entgegentreten, was letztlich die erwünschte Lebensdauerverlängerung für das Auslassventil zur Folge hat. Außerdem können bei einem erfindungsgemäßen Ventil nun auch – im Vergleich zum vorbekannten Stand der Technik – dünnere Chromschichten Verwendung finden, die im Wesentlichen nur noch hinsichtlich des über die Lebensdauer des Ventils zu erwartenden abrasiven Verschleißes ausgelegt sein müssen.The In the context of the invention provided for nickel intermediate layer regardless their lower compared to the chrome layer thickness this Counteract effect, which ultimately the desired lifetime extension for the Exhaust valve results. Furthermore can in a valve according to the invention now also - im Comparison to the known prior art - thinner chromium layers use essentially only in terms of the over the Lifespan of the valve designed for expected abrasive wear have to be.

Als besonders geeignet erweist sich die erfindungsgemäß vorgesehene Mehrfachbeschichtung des Ein- oder Auslassventils mit einer Nickel-Chrom-Verbundschicht auch im Hinblick darauf, dass die Nickelzwischenschicht – auch unter hoher Temperaturbelastung – besonders gut auf den üblicherweise als Basiswerkstoff verwendeten Ventilstählen der Ein- bzw. Auslassventile von Verbrennungsmotoren haftet. Ein etwaiger Härteverlust der Nickelschicht bei hohen Temperaturen, wie sie im Bereich des Austrittsventils auftreten, ist nicht von Bedeutung, da die dem abrasiven Verschleiß ausgesetzte Laufoberfläche für den Ventilschaft durch die darüber liegende Chromschicht gebildet wird.When the inventively provided proves to be particularly suitable Multiple coating of the inlet or outlet valve with a nickel-chromium composite layer also in view of the fact that the nickel interlayer - even under high temperature load - especially good on the usual used as base material valve steels of the inlet and outlet valves of internal combustion engines adheres. A possible loss of hardness of the nickel layer at high temperatures, as in the area of the outlet valve is not important, since the abrasive wear running surface for the Valve stem through the above lying chromium layer is formed.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Chromschicht sollte bevorzugt eine Schichtdicke von mehr als 12 μm aufweisen, wobei man sich in vorteilhafter Weise auf einen Schichtdickenbereich von etwa 20–60 μm beschränken kann. Für die Nickelschicht erweisen sich demgegenüber bereits Schichtdicken im Bereich von 5–20 μm als ausreichend, um im Rahmen der vorliegenden Erfindung den Korrosionsschutz insgesamt so zu verbessern, dass die Chromschicht ihrer eigentlichen Aufgabe als Gleitfläche entsprechen kann – ohne gleichzeitig einer verschlechterten Haftung durch Korrosion des Basismaterials ausgesetzt zu sein.The provided according to the invention Chromium layer should preferably have a layer thickness of more than 12 μm, being advantageous to a layer thickness range may restrict from about 20-60 microns. For the In contrast, nickel layers already show layer thicknesses in the Range of 5-20 μm as sufficient, in the context of the present invention, the total corrosion protection to improve so that the chrome layer of their proper task as a sliding surface can correspond - without at the same time a deteriorated adhesion due to corrosion of the Exposed to base material.

Besonders bevorzugt betrifft das Ventil der vorliegenden Erfindung ein Bimetallventil, wobei dann in vorteilhafter Weise dafür zu sorgen ist, dass der Übergangsbereich zwischen den beiden Metallen wenigstens von der Nickelschicht überdeckt ist. Dieser Ausführungsvariante der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass Bimetallventile im Übergangsbereich der üblicherweise reibverschweißten Metall- bzw. Ventilstahllegierungen in besonderem Maße einer schädlichen Korrosion ausgesetzt sind. In Anwesenheit eines Elektrolyten (z. B. einer Salz- oder Säurelösung) erfolgt nämlich an der Schweißnaht und in deren Nähe (also im Übergangsbereich der beiden Werkstoffe) eine verstärkte Korrosion der weniger edlen Materialkomponenten der verschiedenen Legierungen durch Bildung eines galvanischen Paars. Ein vergleichbarer Effekt ergibt sich auch bei Ventilen mit so genannter Sitzpanzerung, also bei aus üblichem Ventilstahl hergestellten Ventilen, bei denen der Ventilsitz mit einem Werkstoff höherer Güte (z. B. mit Stellite, einer besonders harten Co-Basislegierung) gepanzert ist. Auch hier kann es im Übergangsbereich zwischen Panzerung und dem Basiswerkstoff des Ventils zu einer erhöhten Korrosionsbildung kommen.Especially Preferably, the valve of the present invention relates to a bimetal valve, in which case it is advantageous to ensure that the transitional area between the two metals at least covered by the nickel layer is. This variant The invention is based on the recognition that bimetallic valves in the transition area the usual friction-welded metal or valve steel alloys in particular a harmful Are exposed to corrosion. In the presence of an electrolyte (eg. As a salt or acid solution) takes place namely at the weld and in their vicinity (ie in the transition area of the two materials) a reinforced Corrosion of the less noble material components of the different Alloys by forming a galvanic pair. A comparable one Effect also occurs with valves with so-called seat armor, So at from usual Valve steel manufactured valves in which the valve seat with a material of higher quality (eg armored with Stellite, a particularly hard Co-base alloy). Also here it may be in the transition area between armor and the base material of the valve to increased corrosion come.

Dieser Korrosion kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung effektiv vorgebeugt werden, wenn der Übergangsbereich – wie vorstehend beschrieben – wenigstens von der einen guten Korrosionsschutz bietenden Nickelschicht überdeckt ist. In diesem Bereich, der üblicherweise nicht mehr der Lauffläche des Ventilschafts zuzurechnen ist, muss die Nickelschicht also nicht zwangsläufig mit der im Bereich des Ventilschafts vorzusehenden Chromschicht bedeckt sein.This Corrosion can be effectively prevented in the present invention when the transition area - as above described - at least covered by the good corrosion protection bidding nickel layer is. In this area, usually no longer the tread of the Valve stem, the nickel layer does not have to inevitably with the chrome layer to be provided in the area of the valve stem be covered.

Die Nickelschicht kann somit in bevorzugter Weise – was im Übrigen auch als eigenständige Weiterbildung der Erfindung angesehen wird – einen größeren Bereich des Ventils überdecken, als die zu Gleitzwecken lediglich im Schaftbereich zwingend vorzusehende Chromschicht, die dann die Nickelschicht also nur teilweise überdeckt. Dabei ist von Vorteil, dass sich eine solche Beschichtung im Rahmen des später erläuterten Herstellungsverfahrens in besonders einfacher Weise herstellen lässt.The Nickel layer can thus in a preferred manner - which incidentally also as an independent development the invention is considered - a larger area cover the valve, as the mandatory for glide purposes only in the shaft area mandatory Chrome layer, which then only partially covers the nickel layer. It is advantageous that such a coating in the frame later explained Produce manufacturing process in a particularly simple manner.

Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Nickelschicht handelt es sich in vorteilhafter Weise um eine galvanisch aufgebrachte Nickelschicht, wobei im Rahmen der Erfindung bevorzugt eine Halbglanznickelschicht angestrebt ist. Alternativ kann jedoch auch eine chemisch aufgebrachte (Hochglanz-)Nickelschicht vorgesehen sein.at the inventively provided Nickel layer is advantageously a galvanic applied nickel layer, being preferred in the invention a semi-bright nickel layer is desired. Alternatively, however, too a chemically applied (high gloss) nickel layer provided be.

Bei der Chromschicht handelt es sich im Rahmen der Erfindung bevorzugt um eine Hartchromschicht, damit ein ausreichender Verschleißschutz gewährleistet ist. Es handelt sich im Übrigen sowohl bei der Nickel- als auch bei der Chromschicht bevorzugt um reine Nickel- bzw. Chromschichten, also nicht um entsprechende Legierungen.at the chromium layer is preferred within the scope of the invention around a hard chrome layer, so that sufficient wear protection guaranteed is. It is, moreover, both in the nickel as well as the chromium layer preferably pure Nickel or chromium layers, so not to corresponding alloys.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der vorstehend erläuterten Ventile umfasst insbesondere die folgenden Schritte:

  • – galvanisches Aufbringen einer Nickelschicht auf das Basismaterial des Ventils, wobei der Bereich des Ventilsitzes als Kontaktfläche für das Galvanisieren dient,
  • – Aufbringen einer im Bereich des Ventilschafts als Laufoberfläche für das Ventil dienenden Chromschicht mit einer im Vergleich zur Nickelschicht größeren Schichtdicke und
  • – Schleifen des Ventils im Bereich des Ventilsitzes zur Entfernung etwaiger Nickelreste in diesem Bereich.
The method according to the invention for producing the above-described valves comprises in particular the following steps:
  • Electroplating a nickel layer onto the base material of the valve, the area of the valve seat serving as a contact surface for plating,
  • Applying a chromium layer serving as a running surface for the valve in the area of the valve stem with a layer thickness which is greater than that of the nickel layer and
  • - Grinding the valve in the region of the valve seat to remove any nickel residues in this area.

Dabei ist ersichtlich unerheblich, ob der vorstehend zuletzt genannte Verfahrensschritt vor oder nach dem Aufbringen der Chromschicht durchgeführt wird, so dass es insoweit nicht auf die Reihenfolge der angegebenen Verfahrensschritte ankommt.there is obviously irrelevant whether the last mentioned above Process step before or after the application of the chromium layer is carried out, so that it does not depend on the order of the specified process steps arrives.

Es versteht sich von selbst, dass die vorstehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Ventil in gleicher Weise auf das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren übertragbar sind.It It goes without saying that the above statements to the valve according to the invention in the same way transferable to the manufacturing method of the invention are.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.below is an embodiment of Present invention explained in more detail with reference to the drawing.

1 zeigt ein Auslassventil 1 für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Schiffsdieselmotor, welches aus zwei verschiedenen Ventilstählen als Bimetallventil ausgebildet ist. Während der Ventilschaft 2 aus einem vergleichsweise günstigen Ventilstahl (z. B. X45CrSi9.3) ausgebildet ist, handelt es sich bei dem Werkstoff des Ventilkegels bzw. Ventiltellers 3 mit Ventilsitz 4 um eine hochwertige Superlegierung auf Nickelbasis (z. B. Nimonic 80A). Diese wurden im Übergangsbereich 5 auf übliche Weise, z. B. mittels Reibschweißen, zusammengefügt. 1 shows an exhaust valve 1 for an internal combustion engine, in particular a marine diesel engine, which is formed of two different valve steels as a bimetallic valve. During the valve stem 2 is formed of a comparatively inexpensive valve steel (eg X45CrSi9.3), it is the material of the valve cone or valve disk 3 with valve seat 4 a high-quality nickel-based superalloy (eg Nimonic 80A). These were in the transition area 5 in the usual way, for. B. by friction welding, assembled.

Das in der Zeichnung dargestellte Auslassventil 1 wurde zunächst galvanisch mit einer ca. 15 μm dicken Nickelschicht 6 beschichtet, wobei für das Galvanisieren vorteilhaft der Bereich des Ventilsitzes 4 als Kontaktfläche dient und im übrigen lediglich das eine Klemmrille 8 aufweisende Schaftende 7 unbeschichtet bleibt. Hierzu wird das Schaftende 7 beim Galvanisieren mittels einer Gummikappe (nicht dargestellt) maskiert. Anschließend wird der Ventilschaft 2 bzw. die in diesem Bereich bereits vorhandene Nickelschicht 6 mit einer die Laufoberfläche des Ventils 1 bildenden Chromschicht 9 überzogen, wobei die Chromschicht mit einer Schichtdicke von 40 μm dicker als die Nickelschicht 6 ist. Sowohl die Nickelschicht 6 als auch die Chromschicht 9 sind in 1 in ihrer Schichtdicke zur besseren Veranschaulichung überzeichnet dargestellt.The exhaust valve shown in the drawing 1 was first galvanic with a 15 micron thick nickel layer 6 coated, wherein for the galvanizing advantageously the area of the valve seat 4 serves as a contact surface and otherwise only the one clamping groove 8th having shank end 7 remains uncoated. For this purpose, the shaft end 7 when galvanized by means of a rubber cap (not shown) masked. Subsequently, the valve stem 2 or the nickel layer already present in this area 6 with a running surface of the valve 1 forming chromium layer 9 coated, wherein the chromium layer with a layer thickness of 40 microns thicker than the nickel layer 6 is. Both the nickel layer 6 as well as the chrome layer 9 are in 1 shown oversized in their layer thickness for better illustration.

Aus der Zeichnung ist gut ersichtlich, dass die Nickelschicht 6 im Vergleich zur Chromschicht 9 einen größeren Teil des dargestellten Auslassventils 1 überdeckt. Vorliegend ist sogar die Unterseite 10 des Ventiltellers von der Nickelschicht 6 überzogen. Insbesondere überdeckt die Nickelschicht 6 jedoch auch den Übergangsbereich 5 des dargestellten Bimetallventils, so dass erfindungsgemäß auch in diesem Bereich für einen effektiven Korrosionsschutz gesorgt ist. Die Chromschicht 9 ist hingegen nur im Bereich des Ventilschafts 2 appliziert.From the drawing is clearly visible that the nickel layer 6 in comparison to the chrome layer 9 a larger part of the illustrated exhaust valve 1 covered. In the present case is even the bottom 10 the valve disk of the nickel layer 6 overdrawn. In particular, the nickel layer covers 6 but also the transition area 5 the bimetallic valve shown, so that according to the invention also provides for effective corrosion protection in this area. The chrome layer 9 is only in the area of the valve stem 2 applied.

Bei dem in 1 dargestellten Ventil 1 wurde schließlich noch der Sitzbereich 4 einer Schleifbehandlung unterzogen, so dass dort keine störenden Nickelreste mehr auf dem den Ventilsitz 4 bildenden Basiswerkstoff vorhanden sind. Außerdem wurde auch die mit Hartchrom überdeckte Schaftfläche auf Maß geschliffen, um gute Gleiteigenschaften des Auslassventils 1 zu gewährleisten.At the in 1 illustrated valve 1 eventually became the seating area 4 subjected to a grinding treatment, so that there is no disturbing nickel residues on the valve seat 4 forming base material are present. In addition, the hard surface covered with hard chrome was ground to size, to good sliding properties of the exhaust valve 1 to ensure.

Claims (10)

Ein- oder Auslassventil (1) für einen Verbrennungsmotor umfassend einen Ventilteller (3) und einen Ventilschaft (2), wobei der Ventilschaft (2) mit einer die Laufoberfläche des Ventils (1) bildenden Chromschicht (9) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Basismaterial des Ventilschafts (2) und der Chromschicht (9) eine Nickelschicht (6) vorgesehen ist und dass die Chromschicht (9) eine größere Schichtdicke als die darunter liegende Nickelschicht (6) aufweist.Inlet or outlet valve ( 1 ) for an internal combustion engine comprising a valve disk ( 3 ) and a valve stem ( 2 ), wherein the valve stem ( 2 ) with a running surface of the valve ( 1 ) forming chromium layer ( 9 ), characterized in that between the base material of the valve stem ( 2 ) and the chrome layer ( 9 ) a nickel layer ( 6 ) is provided and that the chromium layer ( 9 ) a greater layer thickness than the underlying nickel layer ( 6 ) having. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Chromschicht (9) eine Schichtdicke von mehr als 12 μm aufweist.Valve according to claim 1, characterized in that the chromium layer ( 9 ) has a layer thickness of more than 12 microns. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Chromschicht (9) eine Schichtdicke zwischen 20 und 60 μm aufweist.Valve according to claim 1, characterized in that the chromium layer ( 9 ) has a layer thickness between 20 and 60 microns. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickelschicht (6) eine Schichtdicke von 5–20 μm aufweist.Valve according to claim 1, characterized in that the nickel layer ( 6 ) has a layer thickness of 5-20 microns. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Ventil (1) um ein Bimetallventil handelt, wobei der Übergangsbereich (5) zwischen den beiden Metallen wenigstens von der Nickelschicht (6) überdeckt ist.Valve according to claim 1, characterized in that it is in the valve ( 1 ) is a bimetallic valve, wherein the transition region ( 5 ) between the two metals at least from the nickel layer ( 6 ) is covered. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickelschicht (6) einen größeren Teil des gesamten Ventils (1) bedeckt als die die Nickelschicht (6) dann nur teilweise überdeckende Chromschicht (9).Valve according to claim 1, characterized in that the nickel layer ( 6 ) a larger part of the entire valve ( 1 ) than the nickel layer ( 6 ) then only partially covering chromium layer ( 9 ). Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickelschicht (6) galvanisch aufgebracht ist.Valve according to claim 1, characterized in that the nickel layer ( 6 ) is applied galvanically. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickelschicht (6) eine Halbglanznickelschicht ist.Valve according to claim 7, characterized in that the nickel layer ( 6 ) is a semi-bright nickel layer. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Chromschicht (9) eine Hartchromschicht ist.Valve according to claim 1, characterized in that the chromium layer ( 9 ) is a hard chrome layer. Verfahren zur Beschichtung eines Ein- oder Auslassventils (1) für einen Verbrennungsmotor umfassend die folgenden Schritte: – galvanisches Aufbringen einer Nickelschicht (6) auf das Basismaterial des Ventils, wobei der Bereich des Ventilsitzes (4) als Kontaktfläche für das Galvanisieren dient, – Aufbringen einer im Bereich des Ventilschafts (2) als Laufoberfläche für das Ventil (1) dienenden Chromschicht (9) mit einer im Vergleich zur Nickelschicht (6) größeren Schichtdicke und – Schleifen des Ventils (1) im Bereich des Ventilsitzes (4) zur Entfernung etwaiger Nickelreste in diesem Bereich.Method for coating an inlet or outlet valve ( 1 ) for an internal combustion engine comprising the following steps: - electroplating a nickel layer ( 6 ) on the base material of the valve, wherein the region of the valve seat ( 4 ) serves as a contact surface for plating, - applying a in the region of the valve stem ( 2 ) as a running surface for the valve ( 1 ) serving chromium layer ( 9 ) with one compared to the nickel layer ( 6 ) greater layer thickness and - loops of the valve ( 1 ) in the region of the valve seat ( 4 ) to remove any nickel residues in this area.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2182183A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-05 Mahle International GmbH Mobile sealing body of a valve exposed to hot gasses

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102965695B (en) * 2012-11-16 2015-02-04 镇江市华阳机电制造有限公司 Chromium plating process used for valve rod
DE102017007079A1 (en) 2017-07-27 2018-01-25 Daimler Ag Valve stem seal of a reciprocating engine, reciprocating engine and motor vehicle
DE102019129128A1 (en) * 2019-10-29 2021-04-29 Federal-Mogul Valvetrain Gmbh Engine valve

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2856232A1 (en) * 1978-12-27 1980-07-17 Teves Thompson Gmbh Mushroom valve for exhaust gas turbocharger - has hard metal seat on base covered with corrosion and temp.-resistant layer
JPS63125875A (en) * 1986-11-15 1988-05-30 Hitachi Ltd Electromagnetic fuel injection valve
EP1624092A1 (en) * 2004-08-06 2006-02-08 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Chromium plated exhaust pipe

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB618607A (en) * 1946-06-04 1949-02-24 William Thomas Davies Improvements in or relating to the production of corrosion resistant coatings on poppet valves for internal-combustion engines
US5271823A (en) * 1992-06-17 1993-12-21 Eaton Corporation Method of making a trivalent chromium plated engine valve
DE69408829T2 (en) * 1994-04-28 1998-10-22 Fuji Valve Improving the surface properties of a machine valve made of a titanium alloy
US5543029A (en) * 1994-04-29 1996-08-06 Fuji Oozx Inc. Properties of the surface of a titanium alloy engine valve
US5441024A (en) * 1994-05-09 1995-08-15 Val-Kro, Inc. Engine valve
JP3853100B2 (en) * 1998-02-26 2006-12-06 三井金属鉱業株式会社 Copper alloy with excellent wear resistance
DE10011154A1 (en) * 2000-03-07 2001-09-13 Mahle Gmbh Cylinder head has rotary valve made of austenitic cast iron, and bore housing rotary valve is at least partially coated in region of running surface for rotary valve
US7011067B2 (en) * 2002-08-19 2006-03-14 Trw Chrome plated engine valve

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2856232A1 (en) * 1978-12-27 1980-07-17 Teves Thompson Gmbh Mushroom valve for exhaust gas turbocharger - has hard metal seat on base covered with corrosion and temp.-resistant layer
JPS63125875A (en) * 1986-11-15 1988-05-30 Hitachi Ltd Electromagnetic fuel injection valve
EP1624092A1 (en) * 2004-08-06 2006-02-08 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Chromium plated exhaust pipe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2182183A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-05 Mahle International GmbH Mobile sealing body of a valve exposed to hot gasses
US8726873B2 (en) 2008-10-31 2014-05-20 Mahle International Gmbh Moveable valve sealing body exposed to hot gases

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