DE19729417A1 - Ventilführung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Ventilführung und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilführung, die
aus einer Sinterlegierung hergestellt ist und bei einem Ver
brennungsmotor verwendet wird, und insbesondere eine Ventil
führung, die eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist und das
Auftreten eines Freßverschleißes auf einer Oberfläche eines
der Ventilführung zugeordneten Ventilschaftes verhindern
kann, und ein Verfahren zur Herstellung der Ventilführung.
Zur Verwendung bei Motoren von Automobilen und dergl. sind
verschiedene, aus einer Sinterlegierung hergestellte Ventil
führungen vorgesehen worden. Ventilführungen dieser Art um
fassen eine harte Phase, um eine Verschleißfestigkeit zu er
zielen. Zum Beispiel hat die Anmelderin der Erfindung eine
Ventilführung mit einer harten Phase, bestehend aus einer eu
tektischen Fe-P-C-Verbindung (genannt Steatit), in den japa
nischen Offenlegungsschriften Nrn. 1980-34858 und 1989-52463
offenbart. Die Ventilführung aus einer Sinterlegierung wird
in der Weise hergestellt, daß ein Grünling gesintert und in
einen Zylinderkopf eines Motors eingepreßt wird. Dann erfolgt
ein Aufreiben der innenseitigen Fläche des Sinterkörpers,
wodurch die Ventilführung fertiggestellt wird. Von einem für
den Motor vorgesehenen Ölzuführsystem wird der Ventilführung
Schmieröl zugeführt, so daß das Schmieröl durch Poren in der
Ventilführung hindurchfließt und an einem Gleitbereich zwi
schen der Ventilführung und einem darin gelagerten Ventil
schaft heraustritt.
Wenn die Menge des am Gleitbereich austretenden Schmieröls
nicht ausreicht, wird die Oberfläche der Ventilführung durch
Abnutzung zerkratzt und zerspant, d. h. es tritt ein Freßver
schleiß am Ventilschaft auf. Wenn dagegen das Schmieröl
leicht durch die Poren fließen kann, tritt eine größere Menge
an Schmieröl am Gleitbereich heraus. Als Ergebnis, läuft das
Schmieröl aus dem Gleitbereich heraus und wird infolge des
Unterdruckes im Motorgehäuse in dieses hineingesaugt, so daß
das Auspuffgas weißen Rauch enthält. Deshalb sollte die
Ventilführung eine geeignete Menge an Schmieröl durch die Po
ren hindurchfließen lassen. Des weiteren sollte die Ventil
führung nicht nur eine Verschleißfestigkeit, sondern auch
eine maschinelle Bearbeitbarkeit aufweisen, die eine wichtige
Eigenschaft darstellt. Da jedoch, wie vorstehend erwähnt, die
aus einer Sinterlegierung gefertigte Ventilführung eine im
Gefüge dispergierte harte Phase enthält, ist eine maschinelle
Bearbeitung der Ventilführung schwierig. Deshalb wurde von
der Anmelderin in der japanischen Auslegeschrift Nr. 1992-57140
eine Ventilführung mit verbesserter maschineller Bear
beitbarkeit beschrieben, bei der die Verschleißfestigkeit der
in der vorstehend erwähnten, japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 1980-34858 offenbarten Ventilführung beibehalten wird.
Jedoch besteht ein Bedürfnis nach einer Ventilführung mit
einer weiter verbesserten maschinellen Bearbeitbarkeit.
Wie vorstehend erwähnt, soll die Ventilführung von verschie
denartiger, hoher Leistungsfähigkeit sein.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Ventilführung und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzuse
hen, welche das vorstehende Bedürfnis erfüllen kann.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nach dem Grund
für das Auftreten eines Freßverschleißes an einem Ventil
schaft geforscht und haben als Ergebnis festgestellt, daß der
Grund darin liegt, daß freiliegenden Poren auf einer innen
seitigen Oberfläche der Ventilführung durch deren maschinelle
Bearbeitung geschlossen wurden. Dann haben die Erfinder nach
den Beziehungen zwischen den auf der innenseitigen Oberfläche
der Ventilführung nach der maschinellen Bearbeitung freilie
genden Poren und dem Auftreten des Freßverschleißes geforscht
und als Ergebnis festgestellt, daß die Porengröße mehr als
einen bestimmten Wert betragen sollte, weil bei einer kleinen
Porengröße die an der innenseitigen Oberfläche der Ventilfüh
rung freiliegenden Poren nicht bis zu den inneren Poren hin
durchdrangen, und die Poren mit einer kleinen Porengröße
leicht durch die maschinelle Bearbeitung gefüllt werden
konnten. Bei dieser Erklärung bedeutet die Porengröße den
Durchmesser eines angenommenen Kreises, der die gleiche Flä
che wie die gemessene Pore hat. Des weiteren kann, auch wenn
die Poren eine große Porengröße haben, die Ventilführung nur
teilweise geschmiert werden, wenn die Poren ungleichmäßig auf
der innenseitigen Oberfläche verteilt sind. Hinzu kommt, daß
der Flächenanteil der Poren auf der innenseitigen Oberfläche
bei der Versorgung der innenseitigen Oberfläche mit ausrei
chendem Schmieröl einer der wichtigen Faktoren ist. Die vor
liegende Erfindung wurde aufgrund von verschiedenen Versuchen
entsprechend den vorstehend erwähnten Erkenntnissen vervoll
ständigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine aus einer Sinter
legierung gefertigte Ventilführung bzw. Ventilschaftführung
vorgesehen, die eine innenseitige Oberfläche aufweist, an der
ein Ventilschaft bzw. eine Ventilspindel gleitend geführt
wird, wobei die innenseitige Oberfläche einer Endbearbeitung
durch eine maschinelle Bearbeitung und ein Freilegen von Po
ren unterzogen worden ist, der Anteil der Fläche der Poren an
der Fläche der innenseitigen Oberfläche 2,7 bis 10,7% ist,
und mindestens eine Pore, die eine Porengröße von nicht
weniger als 80 µm aufweist, pro 1 mm² der Innenfläche vorhan
den ist. Der Grund für die vorstehende zahlenmäßige Ein
schränkung wird nachstehend zusammen mit den Wirkungen der
vorliegenden Erfindung erläutert.
Gemäß den von den Erfindern durchgeführten Versuchen trat ein
Freßverschleiß an einem Ventilschaft auf, wenn der Flächenan
teil der Poren, die an der Innenfläche der Ventilführung
freilagen, 2,5% betrug, während kein Freßverschleiß am Ven
tilschaft auftrat, wenn der Flächenanteil 3,0% betrug. Dem
gemäß dürfte die Grenze, an der ein Freßverschleiß auftritt,
bei dem Mittelwert der vorstehenden numerischen Werte liegen,
so daß die Erfinder den minimalen Flächenanteil als 2,7%
feststellten. Um einen Freßverschleiß wirksam zu verhindern,
beträgt der minimale Flächenanteil vorzugsweise 3,0%, und es
wird ein günstigeres Ergebnis erhalten, wenn der minimale
Flächenanteil 4,0% beträgt.
Zusätzlich erforschten die Erfinder die Beziehung zwischen
dem Flächenanteil und dem Auslaufen von Schmieröl. Die Unter
suchungen wurden in der Weise durchgeführt, daß ein Endteil
einer Ventilführung in einen Vakuumtank eingeführt wurde, wo
bei der andere Endteil der Ventilführung aus dem Vakuumtank
herausragte. Dann wurde dem herausragenden Endteil der Ven
tilführung Schmieröl zugeführt und der Druck des Tankes auf
einen Unterdruck verringert, der allgemein dem Ansaugdruck
eines Motors gleich war. Bei diesem Vorgang beobachteten die
Erfinder, ob Schmieröl in den Vakuumtank hinein auslief. Das
Ergebnis dieser Untersuchung war, daß das Schmieröl auslief,
wenn der Flächenanteil 11,4% betrug, während das Schmieröl
nicht auslief, wenn der Flächenanteil 10,0% betrug. Demgemäß
stellten die Erfinder den maximalen Flächenanteil von 10,7%
fest, was dem Mittelwert der vorstehenden Zahlenwerte ent
spricht. Um ein Auslaufen von Schmieröl wirksam zu verhin
dern, beträgt der maximale Flächenanteil vorzugsweise 10,0%.
Somit kann bei der vorliegenden Erfindung der Flächenanteil
der an der innenseitigen Oberfläche freiliegenden Poren in
einem der Bereiche 2,7 bis 10,0%, 3,0 bis 10,0%, 4,0 bis
10,0%, 3,0 bis 10,7% und 4,0 bis 10,7% liegen.
Darüberhinaus haben die Erfinder die Teilchengrößen und die
Verteilung von Poren untersucht und gefunden, daß auch wenn
der Flächenanteil im Bereich der vorliegenden Erfindung lag,
ein Freßverschließ auftrat, wenn nicht mindestens eine Pore
mit einer Porengröße von nicht weniger als 80 µm pro 1 mm²
der innenseitigen Oberfläche vorhanden war. Demgemäß wurde
bei der vorliegenden Erfindung die vorstehende zahlenmäßige
Einschränkung zugrundegelegt.
Die Anzahl und Teilchengrößen der Poren sind selbstverständ
lich begrenzt, weil der Flächenanteil der Poren nicht mehr
als 10,7% (vorzugsweise 10,0%) beträgt. Als Mittel zur
maschinellen Bearbeitung der innenseitigen Oberfläche können
Schaftfräser, Bohrmaschinen, Schleifmaschinen, Glättwerkzeuge
und dergl. eingesetzt werden. Im Hinblick auf die Zweckmäßig
keit und hohe Genauigkeit ist ein Aufreibwerkzeug für die ma
schinelle Bearbeitung am besten geeignet.
Die chemische Zusammensetzung der Ventilführung der vorlie
genden Erfindung kann in zweckmäßiger Weise gewählt werden.
Zum Beispiel kann die Ventilführung aus einer Sinterlegierung
gefertigt werden, die 1,0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cu, 0,6
bis 1,2 Gewichtsprozent C, nicht mehr als 3 Gewichtsprozent
Ni und als Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen ent
hält, wobei das Gefüge im wesentlichen aus Perlit oder einem
Verbundgefüge aus Perlit und Bainit ohne eine harte Phase
aufgebaut ist. Das Gefüge kann aus nur Perlit oder einem Ver
bund aus Perlit oder Bainit aufgebaut sein oder es kann Fer
rit und/oder Martensit in einem Teil des Gefüges enthalten
sein. Ni ist wahlweise in der Sinterlegierung enthalten. Dem
gemäß kann die Sinterlegierung eine Fe-Cu-Ni-C-Sinterlegie
rung sein, wenn Ni darin enthalten ist, und die Sinterlegie
rung kann eine Fe-Cu-C-Sinterlegierung sein, wenn kein Ni
darin enthalten ist.
Bei der Ventilführung gemäß der vorliegenden Erfindung kann
deren innenseitige Oberfläche in zweckmäßiger Weise mit
Schmieröl geschmiert werden, so daß die Verschleißfestigkeit
verbessert werden kann, obwohl eine harte Phase wie Steatit
(eutektische Verbindung aus Fe-P-C) nicht enthalten ist. In
zusätzlicher Weise kann die maschinelle Bearbeitbarkeit ver
bessert werden, weil das Verbundgefüge im wesentlichen aus
Perlit oder einem Verbundgefüge aus Perlit und Bainit, ohne
harte Phase, aufgebaut ist. Nachfolgend wird der Grund für
die zahlenmäßige Beschränkung der vorstehenden Bestandteile
angegeben.
Cu: Cu wird beigemischt, um das Gefüge zu festigen. Wenn der
Gehalt an Cu weniger als 1,0 Gewichtsprozent beträgt, kann
eine radiale Bruchfestigkeit eines Sinterkörpers nicht erhal
ten werden. Wenn dagegen der Gehalt an Cu mehr als 10,0 Ge
wichtsprozent beträgt, überschreitet die Menge an Cu die
Grenze seiner festen Lösung, so daß eine erhebliche Menge an
Cu in dem Gefüge zurückbleibt, was zu einer Abnahme der Fe
stigkeit führt. Hinzu kommt, daß zurückbleibendes Cu zu einer
Dispersion von Martensit im Gefüge führt, so daß die ma
schinelle Bearbeitbarkeit abnimmt.
C: C wird beigemischt, um im Gefüge Perlit zu bilden, so daß
die Festigkeit des Gefüges und die Verschleißfestigkeit er
höht werden. Wenn der Gehalt an C weniger als 0,6 Gewichts
prozent beträgt, nimmt die Menge an Perlit ab, so daß die
vorstehenden Vorteile nicht erzielbar sind. Wenn dagegen der
Gehalt an C mehr als 1,2 Gewichtsprozent beträgt, wird brü
chiges Zementit netzförmig an der Korngrenze ausgeschieden,
so daß die Festigkeit und die maschinelle Bearbeitbarkeit ab
nehmen.
Ni: Ni wird beigemischt, um im Gefüge diffundiert zu werden,
so daß die Härte des Gefüges erhöht wird. Mit erhöhter Fe
stigkeit des Gefüges nimmt das plastische Fließen des Gefüges
ab, wenn eine maschinelle Bearbeitung an der innenseitigen
Oberfläche der Ventilführung durchgeführt wird. Demgemäß
bleiben die an der innenseitigen Oberfläche freiliegenden Po
ren erhalten. Wenn der Gehalt an Ni mehr als 3,0 Gewichtspro
zent beträgt, wird ein Teil des Gefüges in Martensit umgewan
delt, das hart ist, so daß die maschinelle Bearbeitbarkeit
abnimmt und der Verschleiß des der Ventilführung zugeordneten
Ventils beschleunigt wird. Darüberhinaus wird ein Bereich, in
dem Ni nicht rasch diffundiert, in einer austenitischen Phase
zurückgehalten, so daß bei einer maschinellen Bearbeitung
leicht ein Schneidansatz an der Schneide eines Schneidwerk
zeuges gebildet wird, und dies führt zu einer Verschlechte
rung der maschinellen Bearbeitbarkeit.
Bei der vorliegenden Erfindung können 0,01 bis 0,5 Gewichts
prozent BN (hexagonales Bornitrid) und/oder 0,05 bis 1,0 Ge
wichtsprozent MgSiO₃ (z. B. Enstatit) mit aufgenommen werden.
Diese zusätzlichen Bestandteile sind als feste Schmiermittel
wirksam und wirken zum Zerkleinern von Spänen, die während
der maschinellen Bearbeitung entstehen (spänezerkleinernde
Wirkung), so daß die maschinelle Bearbeitbarkeit weiter ver
bessert wird. Infolge der Verbesserung der maschinellen Bear
beitbarkeit wird bei einer maschinellen Bearbeitung der in
nenseitigen Oberfläche die von einem Schneidwerkzeug auf das
Gefüge ausgeübte Schneidkraftbelastung verringert, so daß das
plastische Fließen des Gefüges auf ein geringes Ausmaß ge
steuert werden kann. Die Minimalwerte der vorstehenden zah
lenmäßigen Begrenzungen sind die Gehalte, die zumindest not
wendig sind, um die vorstehenden Vorteile zu erzielen. Wird
dagegen zu viel an den vorstehenden Bestandteilen mit aufge
nommen, wird der Verlauf des Sinterns behindert. Aus diesem
Grund sind die Maximalwerte der vorstehenden Begrenzung fest
gelegt.
Im Falle der Beimischung von BN wird ein Verbundpulver, be
stehend aus Fe-Pulver, das mit BN vorlegiert worden ist (of
fenbart in der japanischen Auslegeschrift Nr. 1991-79701), in
vorteilhafter Weise eingesetzt, weil BN gleichmäßig im Gefüge
dispergiert wird.
Darüberhinaus kann nicht mehr als 0,2 Gewichtsprozent P bei
gemischt werden, weil P das Sintern fördert und das Gefüge
festigt. Wenn der Gehalt an P mehr als 0,2 Gewichtsprozent
beträgt, wird Steatit im Gefüge ausgeschieden, so daß die ma
schinelle Bearbeitbarkeit verschlechtert wird.
Des weiteren kann bei der Ventilführung gemäß der vorliegen
den Erfindung der Flächenanteil der Poren und die Anzahl der
Poren mit der Teilchengröße gemäß der vorliegenden Erfindung
mit wahlweisen Mitteln festgelegt werden. Zum Beispiel können
die Bedingungen für die maschinelle Bearbeitbarkeit in zweck
mäßiger Weise derart eingerichtet werden, daß die vorstehen
den zahlenmäßigen Begrenzungen eingehalten werden. Demgemäß
werden nicht mehr als 3 Gewichtsprozent Ni zum Vergrößern des
Flächenanteiles beigemischt, weil das plastische Fließen des
Gefüges bei der maschinellen Bearbeitung abnimmt. Ferner
kann, durch Verwenden von grobem Pulver, wie nachstehend er
wähnt, die Ventilführung gemäß der vorliegenden Erfindung ge
fertigt werden. Das Nachfolgende ist ein Verfahren zur Her
stellung einer Ventilführung gemäß der vorliegenden Erfin
dung.
Die Teilchengrößenverteilung eines zur Herstellung einer üb
lichen Ventilführung verwendeten Fe-Pulvers ist: etwa 20 Ge
wichtsprozent Teilchen einer Größe von nicht weniger als 105
µm bis weniger als 177 µm, etwa 55 Gewichtsprozent Teilchen
einer Größe von nicht weniger als 44 µm bis weniger als 105
µm und etwa 25 Gewichtsprozent Teilchen einer Größe von weni
ger als 44 µm. Da die übliche Ventilführung unter Verwendung
eines derartigen Fe-Pulvers hergestellt wurde, war die Anzahl
der nach der maschinellen Bearbeitung an der innenseitigen
Oberfläche freiliegenden Poren nicht ausreichend, so daß die
Schmierung des Gleitbereiches ungenügend war und ein Freßver
schleiß leicht auftrat.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung erforschten die Be
ziehung zwischen der Teilchengrößenverteilung des Fe-Pulvers
und dem Auftreten des Freßverschleißes und fanden die Bezie
hung, welche es ermöglicht, dem Gleitbereich eine ausrei
chende Menge an Schmieröl zuzuführen. Das Verfahren zur Her
stellung einer erfindungsgemäßen Ventilführung beruht auf der
vorstehenden Beziehung und umfaßt die Schritte, bei denen
eine Pulvermischung hergestellt wird, die nicht weniger als
85 Gewichtsprozent Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von 74
µm bis 250 µm enthält, die Pulvermischung zur Bildung eines
Grünlings mit einer innenseitigen Oberfläche komprimiert
wird, der Grünling gesintert wird und die innenseitige Ober
fläche maschinell bearbeitet wird.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen
Ventilführung werden unter Verwendung des aus groben Teil
chen, wie den vorstehenden, bestehenden Pulvers bei der
Bildung eines Grünlings die Zwischenräume zwischen den Teil
chen groß, und die Teilchen stützen sich gegenseitig ab, um
Überbrückungen einer Gestalt zu bilden, bei der größere Hohl
räume im Grünling entstehen. Deshalb bilden sich beim Sintern
des Grünlings große Poren. Darüberhinaus bleibt bei der ma
schinellen Bearbeitung der innenseitigen Oberfläche der Ven
tilführung, obwohl einige an der innenseitigen Oberfläche
freiliegende Poren aufgrund des plastischen Fließens des Ge
füges geschlossen werden, eine genügende Menge an Poren von
ausreichender Porengröße erhalten. Gemäß den von den Erfin
dern durchgeführten Versuchen trat ein Freßverschleiß auf,
wenn 80 Gewichtsprozent Fe-Pulver mit der vorstehenden Poren
größe mit aufgenommen worden war. Ein Freßverschleiß trat je
doch nicht auf, wenn 90 Gewichtsprozent des Fe-Pulvers mit
aufgenommen worden war, und es wurde ein überragend gutes Er
gebnis erhalten, wenn 95 Gewichtsprozent des Fe-Pulvers mit
aufgenommen worden war.
Deshalb betragen bei der vorliegenden Erfindung die Teilchen
größen von nicht weniger als 85 Gewichtsprozent des Eisenpul
vers nicht weniger als 74 µm (200+ mesh) bis nicht mehr als
250 µm (60- mesh). Bevorzugt beträgt die Menge des Eisenpul
vers mit der vorstehenden Teilchengröße nicht weniger als 90
Gewichtsprozent, mehr bevorzugt nicht weniger als 95 Ge
wichtsprozent. Des weiteren beträgt die Teilchengröße des
Fe-Pulvers bevorzugt nicht weniger als 105 µm (145+ mesh) und
nicht mehr als 250 µm.
Obwohl das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren nicht nur
auf die Herstellung der erfindungsgemäßen Ventilführung be
schränkt ist, lassen sich natürlich Abänderungen des erfin
dungsgemäßen Herstellungsverfahrens durchführen. Das heißt,
daß das vorstehende Pulver zur Bildung eines Grünlings ge
preßt und gesintert und dann maschinell bearbeitet werden
kann, um einen Flächenanteil von Poren, bezogen auf die
innenseitige Oberfläche, von 2,7 bis 10,7% zu erhalten,
wobei mindestens eine Pore mit einer Porengröße von nicht
weniger als 80 µm pro 1 mm² der Innenfläche vorhanden ist.
Die Teilchengröße des Fe-Pulvers entspricht der Teilchengröße
des Gefüges der Sinterlegierung. Falls in der Mikrostruktur
einer Schnittfläche der Sinterlegierung der Schnitt versetzt
zur Mitte eines Teilchens verläuft, wird dessen Teilchengröße
im Vergleich zur tatsächlichen Teilchengröße kleiner gemes
sen. Gemäß den Untersuchungen der Erfinder beträgt, wenn 5
Gewichtsprozent des Pulvers eine Teilchengröße von weniger
als 74 µm aufweisen, der Flächenanteil der eine Teilchengröße
von weniger als 74 µm aufweisenden Teilchen 10%, bezogen auf
die Fläche des Gefüges. Darüberhinaus beträgt, wenn 10 Ge
wichtsprozent des Pulvers eine Teilchengröße von weniger als
74 µm aufweisen, der Flächenanteil der eine Teilchengröße von
weniger als 74 µm aufweisenden Teilchen 15%, bezogen auf die
Fläche des Gefüges.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
ein Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung vorgesehen,
wie es im Anspruch 4 angegeben ist, welches die Schritte um
faßt, bei denen eine Pulvermischung hergestellt wird, die
Cu-Pulver umfaßt, wobei das Cu-Pulver nicht weniger als 25 Ge
wichtsprozent Cu-Pulver mit Teilchengrößen von nicht weniger
als 74 µm bis nicht mehr als 250 µm enthält, die Pulvermi
schung zur Bildung eines Grünlings mit einer innenseitigen
Oberfläche komprimiert wird, der Grünling gesintert wird und
die innenseitige Oberfläche maschinell bearbeitet wird.
Das Cu-Pulver festigt das Gefüge, indem es darin während des
Sinterns eine feste Lösung bildet. Nach der Diffusion des Cu
wird eine Pore an der Stelle gebildet, an der ein Cu-Teilchen
vorhanden war (Kirkendall-Effekt). Die Porengröße der Pore
entspricht der Teilchengröße des Cu-Pulvers. Gemäß den von
den Erfindern durchgeführten Versuchen trat ein Freßver
schleiß auf, wenn 20 Gewichtsprozent Cu-Pulver der vorstehend
angegebenen Teilchengrößen beigemischt worden waren, während
kein Freßverschleiß auftrat, wenn 30 Gewichtsprozent Cu-Pul
ver der vorstehend angegebenen Teilchengrößen beigemischt
worden waren. Deshalb beträgt bei der vorliegenden Erfindung
die untere Grenze des Gehaltes an diesem Cu-Pulver 25 Ge
wichtsprozent. Vorzugsweise wird dieses Cu-Pulver in einer
Menge von nicht weniger als 30 Gewichtsprozent beigemischt.
Bei der vorliegenden Erfindung beträgt der Gehalt an Cu-Pul
ver 1,0 bis 10,0 Gewichtsprozent, der gering ist, wenn auf
die gesamten Bestandteile bezogen. Deshalb kann Cu-Pulver,
obwohl grob, im Bereich von nicht weniger als 74 µm bis nicht
mehr als 250 µm, ohne daß das Schmieröl ausläuft, verwendet
werden.
Der Grund für die Festlegung der oberen Grenzen der Teilchen
größe bei den beiden vorstehenden Herstellungsverfahren liegt
darin, ein Auslaufen von Schmieröl zu verhindern. Des weite
ren wird bei den Herstellungsverfahren durch das Zumischen
von nicht mehr als 3 Gewichtsprozent Ni zu dem Pulver das
plastische Fließen des Gefüges bei der maschinellen Bearbei
tung verringert und der Flächenanteil der Poren erhöht.
Die Merkmale und Vorteile der Ventilführung und des Verfah
rens zu seiner Herstellung werden durch die folgende Be
schreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Er
findung verdeutlicht.
Nachfolgend werden Proben der Ventilführung der vorliegenden
Erfindung und Proben üblicher Ventilführungen beschrieben. In
der nachfolgenden Beschreibung sind die Mischungsverhältnisse
und die chemischen Zusammensetzungen gewichtsbezogen.
Es wurden 5% eines Cu-Pulvers und 1% eines Graphitpulvers
mit einigen Fe-Pulvern verschiedener Teilchengrößenverteilun
gen vermischt, dann wurden die Pulvermischungen zur Bildung
von ringförmigen Prüfstücken mit einer Dichte von 6,8 g/cm²
kompaktiert. Dann wurden die Grünlinge 60 Minuten in einer
reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1.130°C ge
sintert. Danach wurde ein Aufreiben einer Bohrung jedes Prüf
stückes unter Verwendung einer Hartmetallreibahle eines
Durchmessers von 8 mm durchgeführt. Die Prüfstücke wurden bei
einer Schneidgeschwindigkeit von 950 U/min und einem Vorschub
von 0,4 mm/Umdrehung aufgerieben.
Jede Probe wurde mit Schmieröl imprägniert, dann in eine
Senkrechtprüfmaschine für den Ventilführungsverschleiß einge
setzt und einer Verschleißprüfung unterzogen. Die Verschleiß
prüfmaschine war von einer Bauwart, bei der ein Ventil an ei
nem unteren Ende eines bewegbaren senkrechten Kolbens ein
setzbar war, mit dem die Verschleißprüfmaschine ausgestattet
war; die Probe, durch die der Ventilschaft des Ventils hin
durchführte, wurde in die Verschleißprüfmaschine eingesetzt,
und das Ventil wurde unter einer seitlichen Belastung hin und
her bewegt. Die Verschleißprüfung wurde bei einer Hubfrequenz
von 3.000 U/min mit einer Hublänge von 8 mm durchgeführt. Die
auf den Kolben (das Ventil) ausgeübte seitliche Last betrug 3
kp und die Verschleißprüfung wurde 30 Stunden in einem Aus
puffgas bei einer Temperatur von 200°C durchgeführt. Nach der
Verschleißprüfung wurde eine Oberfläche des Ventilschaftes
untersucht. Das Ergebnis bezüglich des Auftretens von Freß
verschleiß und dessen Bewertung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Bei der Anmerkung in Tabelle 1 bezeichnet "Gut" den Fall, bei
dem ein normaler Verschleiß am Ventilschaft aufgetreten war,
und "Am besten" bezeichnet den Fall, bei dem die Oberfläche
des Ventilschaftes glatt und und in sehr gutem Zustand war,
obwohl ein Verschleiß sichtbar war.
Das Auftreten eines Auslaufens von Öl bei den Proben wurde
unter Verwendung eines Ölpermeationsmeßgerätes untersucht.
Einzelheiten des Meßgerätes sind wie folgt.
Das Meßgerät weist einen Dekompressionstank mit einer Öffnung
an seinem oberen Ende auf. Ein Öltank mit einer Öffnung an
seinem oberen Ende ist auf dem oberen Ende des Dekompressi
onstankes befestigt, um in dem Dekompressionstank eine luft
dichte Kammer zu bilden. Am Boden des Öltankes ist eine Hal
terung vorgesehen und dazu ausgebildet, eine Probe luftdicht
auf eine Weise zu haltern, daß ein Ende der Probe aus dem Öl
herausragt und ein anderes Ende der Probe in die luftdichte
Kammer eingeführt ist.
Bei dem Versuch wurde eine mit Schmieröl imprägnierte Probe
von der Halterung gehalten. Dann wurde dem herausragenden
Ende der Probe Schmieröl zugeführt und der Druck des Dekom
pressionstankes auf einen Unterdruck verringert, der allge
mein dem Ansaugdruck eines Verbrennungsmotors gleich war. Es
wurde dieser Zustand während einer vorbestimmten Haltedauer
aufrechterhalten und beobachtet, ob Schmieröl in den Dekom
pressionstank hineintropfte oder nicht. Bei dem Versuch be
trug der Druck im Dekompressionstank 400 mmHg und die Halte
dauer 300 Minuten. Das Ergebnis bezüglich des Auslaufens von
Öl und dessen Bewertung sind gemeinsam in Tabelle 1 gezeigt.
Es wurde jede Probe durchgeschnitten, deren innenseitige
Oberfläche mit einem Mikroskop untersucht und die Fläche der
Poren im gesamten Gesichtsfeld des Mikroskopes gemessen. Der
Anteil der Fläche der Poren im Gesichtsfeld an der Fläche des
gesamten Gesichtsfeldes (Flächenanteil) wurde berechnet. Alle
berechneten Flächenanteile sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Po
rengröße der Poren in dem Gesichtsfeld wurde gemessen, und es
wurden die gemessenen Porengrößen den Bereichen von weniger
als 80 µm, nicht weniger als 80 µm bis weniger als 150 µm,
nicht weniger als 150 µm bis weniger als 300 µm und nicht
weniger als 300 µm zugeordnet und die Anzahl der Poren der
jeweiligen vorstehenden Bereiche in 1 mm² der Innenfläche
gezählt. Die Anzahlen der Poren sind insgesamt in Tabelle 1
gezeigt. Das Folgende ist eine Überprüfung der zahlenmäßigen
Begrenzung der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der
Ergebnisse der Tabelle 1.
Bei den Proben 1 und 2, bei denen die Flächenanteile unter
halb der erfindungsgemäßen unteren Grenze lagen, trat ein
Freßverschleiß an einer innenseitigen Oberfläche des Ventil
schaftes auf. Bei den Proben 18, 19, 21 und 22, bei denen die
Flächenanteile oberhalb der erfindungsgemäßen oberen Grenze
lagen, tropfte das Schmieröl herab (ein Auslaufen von Öl fand
statt). Dagegen trat bei fast allen der Proben 2 bis 17, bei
denen die Flächenanteile innerhalb des erfindungsgemäßen Be
reiches lagen, kein Freßverschleiß und Herababtropfen von Öl
auf. Insbesondere bei der Probe 2 war eine der zahlenmäßigen
Begrenzungen eingehalten worden, d. h. es war mindestens eine
Pore mit einer Porengröße von nicht weniger als 80 µm pro 1
mm² der Innenfläche vorhanden. Jedoch war bei der Probe 2 die
zahlenmäßige Begrenzung bezüglich des Flächenanteiles nicht
eingehalten worden, so daß ein Freßverschleiß auftrat, wie
vorstehend erwähnt ist. Somit wurde die Zuverlässigkeit der
erfindungsgemäßen unteren Grenze des Flächenanteiles bestä
tigt.
Bei den Proben 4, 7, 10 und 13 trat ein Freßverschleiß auf,
obwohl die Flächenanteile im erfindungsgemäßen Bereich lagen.
Der Grund besteht darin, daß bei diesen Proben die zahlen
mäßige Begrenzung der Anzahl an Poren mit erfindungsgemäßer
Porengröße nicht eingehalten worden war. Insbesondere bei der
Probe 20, bei der der Flächenanteil oberhalb des erfindungs
gemäßen zahlenmäßigen Grenzwertes lag, war die Anzahl an Po
ren mit erfindungsgemäßer Porengröße unterhalb des erfin
dungsgemäßen Bereiches, so daß ein Freßverschleiß auftrat.
Wie aus dem vorstehenden deutlich hervorgeht, sind die erfin
dungsgemäßen zahlenmäßigen Begrenzungen bezüglich des Flä
chenanteiles und der Anzahl der Poren untrennbar eng mitein
ander verwandt, und es sind die erfindungsgemäßen zahlen
mäßigen Begrenzungen zum Verhindern von Freßverschleiß und
Herabtropfen von Öl unerläßlich.
Ein P-Pulver, BN-Pulver und MgSiO₃-Pulver wurden gründlich
mit einem Cu-Pulver, Graphitpulver und Fe-Pulver vermischt,
dann wurde die Pulvermischung zur Bildung von ringförmigen
Proben mit Abmessungen ⌀11 × ⌀6,4 × 10 mm und einer Dichte
von 6,8 g/cm³ kompaktiert. Danach wurde ein Aufreiben der
Bohrung jeder Probe unter Verwendung einer Hartmetallreibahle
mit einem Durchmesser von 7,0 mm durchgeführt. Die Proben
wurden mit einer Schneidgeschwindigkeit von 950 U/min und ei
nem Vorschub von 0,4 mm/Umdrehung aufgerieben. Bezüglich der
Messung der maschinellen Bearbeitbarkeit wurde das Aufreiben
an einer gesinterten Probe (nicht aufgerieben) unter den fol
genden Bedingungen durchgeführt.
Es wurden die Härte, die radiale Bruchfestigkeit, die maschi
nelle Bearbeitbarkeit und der Verschleiß gemessen. Die zum
Aufreiben einer Gesamtlänge von 10 mm einer Probe mit vorbe
reitetem Bohrungsdurchmesser von 6,4 mm mit einer Hartmetall
reibahle mit einem Durchmesser von 7,0 mm erforderliche Bear
beitungsdauer wurde zwecks Bewertung der maschinellen Bear
beitbarkeit der Ventilführung gemessen. Darüberhinaus wurde
jede Probe in der im Beispiel 1 verwendeten Senkrechtprüfma
schine für den Ventilführungsverschleiß eingesetzt, wobei das
durch die Ventilführung hindurchgeführte Ventil unter Ausüben
einer seitlichen Belastung auf das Ventil hin und her bewegt
und das Ausmaß des Verschleißes der innenseitigen Oberfläche
der Ventilführung gemessen wurde. Die Verschleißprüfung wurde
bei einer Hubfrequenz von 3.000 U/min mit einer Hublänge von
8 mm durchgeführt. Die auf den Kolben (das Ventil) ausgeübte
seitliche Last betrug 3 kp, und es wurde die Verschleißprü
fung 30 Stunden in einem Auspuffgas bei einer Temperatur von
200°C durchgeführt. Die Ergebnisse der Verschleißprüfung sind
in Tabelle 2 gezeigt.
In Tabelle 2 liegen die Fälle, in denen die radiale Bruchfe
stigkeit nicht mehr als 70 kp/mm, die maschinelle Bearbeit
barkeit nicht weniger als 10 s/10 mm und das Ausmaß an Ver
schleiß nicht weniger als 90 µm (Freßverschleiß trat auf)
betrug, außerhalb der zulässigen Grenzen und sind mit "Ng"
bezeichnet. Weiterhin ist in der Tabelle 2 "*" den Zahlen
werten hinzugefügt worden, welche die im Anspruch 3 und da
nach angegebenen numerischen Grenzwerte überschreiten, und
"**" ist den Zahlenwerten hinzugefügt worden, welche die im
Anspruch 3 und danach angegebenen numerischen Grenzwerte un
terschreiten.
Bei der Probe 30 betrug die radiale Bruchfestigkeit weniger
als 70 kp/mm und wurde mit "Ng" bewertet, das Ausmaß der Ab
nutzung war groß und ein Freßverschleiß trat auf. Als Grund
dafür kann angenommen werden, daß der Gehalt an Cu unterhalb
des Bereiches (1,0 bis 10,0%) der Erfindung (Anspruch 3)
lag, so daß bei der Probe 30 die Festigkeit des Gefüges unge
nügend war. Darüberhinaus betrug bei der Probe 59 die radiale
Bruchfestigkeit weniger als 70 kp/mm² und wurde als "Ng" be
wertet. Als Grund dafür kann angenommen werden, daß der Ge
halt an Cu oberhalb der erfindungsgemäßen oberen Grenze lag,
so daß die Menge an Cu die Grenze der festen Lösung über
schritt, überschüssiges Cu ausgeschieden wurde und die Fe
stigkeit des Gefüges vermindert war.
Bei der Probe 33 war die radiale Bruchfestigkeit weniger als
70 kp/mm² und wurde mit "Ng" bewertet; das Ausmaß des Ver
schleißes war groß und ein Freßverschleiß trat auf. Als Grund
dafür kann angenommen werden, daß der Gehalt an C unterhalb
des Bereiches (0,6 bis 1,2%) der Erfindung (Anspruch 3) lag,
so daß in der Probe 33 das Perlit nicht ausreichend ausge
schieden wurde. Darüberhinaus war in der Probe 56 die radiale
Bruchfestigkeit kleiner als 70 kp/mm² und wurde mit "Ng" be
wertet, und die maschinelle Bearbeitbarkeit hatte abgenommen.
Als Grund dafür kann angenommen werden, daß der Gehalt an C
oberhalb der erfindungsgemäßen oberen Grenze lag, so daß brü
chiges Zementit an der Korngrenze netzförmig ausgeschieden
worden war.
Bei den Proben 51 bis 54, die Nickel enthielten, das ein
wirksames Element für die Festigkeit des Gefüges ist, war das
Ausmaß des Verschleißes gering und die Verschleißfestigkeit
war hoch. Bei einem Vergleich der Probe 36, die kein Ni ent
hielt, mit den Proben 51 bis 54, die Ni enthielten, war der
Wert der Vickers-Mikrohärte (MHV) der Proben 51 to 54 all
gemein hoch. Ferner erhöhte sich der Wert der MHV gemäß dem
Gehalt an Ni; somit war die Wirkung der Mitaufnahme von Ni
deutlich ersichtlich. Jedoch überschritt bei der Probe 54 der
Gehalt an Ni die erfindungsgemäße obere Grenze (nicht mehr
als 3%) der Erfindung (Anspruch 4), so daß ein Teil des
Gefüges in Martensit umgewandelt und die maschinelle Bear
beitbarkeit als "Ng" bewertet wurde.
Bei den Proben 37 bis 47, die einen die maschinelle Bearbeit
barkeit verbessernden Bestandteil aus BN oder MgSiO₃ enthiel
ten, waren die Bearbeitungsdauern beim Aufreiben im Vergleich
mit denen anderer Proben allgemein kurz und es war die ma
schinelle Bearbeitbarkeit ausreichend. Jedoch wurde bei der
Probe 41 die radiale Bruchfestigkeit mit "NG" bewertet. Als
Grund dafür kann angenommen werden, daß bei der Probe 41 der
Gehalt an MgSiO₃ oberhalb der oberen Grenze (nicht mehr als
1,0%) der Erfindung (Anspruch 5) lag, so daß der Verlauf des
Sinterns behindert worden war. Darüberhinaus wurde bei der
Probe 47 die radiale Bruchfestigkeit als "NG" bewertet. Als
Grund dafür kann angenommen werden, daß bei der Probe 47 der
Gehalt an BN oberhalb der oberen Grenze (nicht mehr als 0,5%)
der Erfindung (Anspruch 5) lag, so daß der Verlauf des
Sinterns auf ähnliche Weise behindert worden war.
Bei den Proben 48 to 50, die P enthielten, welches das Gefüge
festigte, war das Ausmaß des Verschleißes gering und die Ver
schleißfestigkeit war ausreichend. Jedoch wurde bei der Probe
50, in der der Gehalt an P oberhalb des Bereiches (nicht mehr
als 0,2%) der Erfindung (Anspruch 6, 7) lag, Steatit im Ge
füge ausgeschieden, so daß die maschinelle Bearbeitbarkeit
abnahm und als "Ng" bewertet wurde.
Es wurden Pulvermischungen hergestellt, die ein Fe-Pulver
oder ein Cu-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger
als 74 µm bis nicht mehr als 250 µm und verschiedene Bestand
teile enthielten, und Proben nach der gleichen Verfahrens
weise wie im Beispiel 1 angefertigt. Dann wurden Verschleiß
prüfungen unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1
durchgeführt und das Auftreten von Freßverschleiß untersucht.
Das Ergebnis ist in Tabelle 3 gezeigt.
Wie in Tabelle 3 gezeigt, wurden bei der Probe, die nicht we
niger als 90% Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht
weniger als 74 µm bis nicht mehr als 250 µm enthielt, gute
oder die besten Ergebnisse erhalten. Dagegen trat bei der
Probe, die 80% Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht
weniger als 74 µm bis nicht mehr als 250 µm enthielt, ein
Freßverschleiß auf. Darüberhinaus wurden bei den Proben, die
nicht weniger als 30% Cu-Pulver mit einer Teilchengröße von
74 bis 250 µm enthielten, gute oder die besten Ergebnisse er
halten. Dagegen trat bei der Probe, die nicht 20% Cu-Pulver
mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 µm bis nicht
mehr als 250 µm enthielt, ein Freßverschleiß auf.
Es wurden die Probe 60, die aus einer Pulvermischung herge
stellt wurde, die Cu-Pulver enthielt, das nicht weniger als
30% Cu-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger als
74 µm bis nicht mehr als 250 µm enthielt, bezogen auf das ge
samte Cu-Pulver, und die Probe 61 angefertigt, die mit einer
Pulvermischung hergestellt wurde, bei der ein Ni-Pulver mit
der Pulvermischung der Probe 60 vermischt worden war. Ver
gleichsproben 1 und 2 wurden angefertigt, bei denen die Ge
füge hauptsächlich aus Martensit aufgebaut waren. Die Ver
gleichsproben 1 und 2 wurden erhalten, indem die gleichen
Proben wie die Proben 60 bzw. 61 einer Wärmebehandlung ein
schließlich einer Abschreckhärtung und einem Anlassen unter
zogen wurden. Die Vergleichsprobe 3 wurde durch Dispergieren
von MgSiO₃ im Gefüge der Vergleichsprobe 1 angefertigt. Dar
überhinaus wurde eine übliche Ventilführung mit der gleichen
chemischen Zusammensetzung, wie sie in der japanischen Ausle
geschrift Nr. 1992-57140 offenbart wurde, (Vergleichsprobe 4)
angefertigt. Die chemischen Zusammensetzungen der Proben 60
und 61 und der Vergleichsproben 1 bis 4 sind in Tabelle 4 ge
zeigt.
Eine Verschleißprüfung wurde unter den gleichen Bedingungen
wie im Beispiel 2 durchgeführt. Das Ausmaß des Verschleißes
und die Messung der maschinellen Bearbeitbarkeit bei den vor
stehenden Proben sind in Tabelle 4 gezeigt. Die Aufreibbedin
gungen waren die gleichen wie im Beispiel 2.
Wie in der Tabelle 4 deutlich gezeigt ist, betrug bei den er
findungsgemäßen Proben 60 und 61 und den Vergleichsproben 1
bis 3 der Flächenanteil von Poren, die nach der maschinellen
Bearbeitung an der Innenoberfläche freilagen, 2,7 bis 10,7%,
und es lag mindestens eine Pore mit nicht weniger als 80 µm
pro 1 mm² an der Innenoberfläche frei, so daß das Ausmaß des
Verschleißes klein war und die Verschleißfestigkeit im Ver
gleich mit dem in Tabelle 2 gezeigten Ergebnis der Untersu
chung der Verschleißfestigkeit (Ausmaß des Verschleißes) aus
reichend war.
Wie jedoch deutlich in Tabelle 4 gezeigt ist, war bei den er
findungsgemäßen Proben 60 und 61, die keine harte Phase auf
wiesen, die Bearbeitungszeit zum Aufreiben kurz und die ma
schinelle Bearbeitbarkeit war im Vergleich mit den Ver
gleichsproben 1 und 2 überlegen, die ein Gefüge hauptsächlich
aus Martensit hatten, wobei die Vergleichsprobe 3 eine ver
besserte maschinelle Bearbeitbarkeit aufgrund des Zusatzes
des das Schneiden erleichternden Bestandteiles im Martensit
gefüge, und die übliche Ventilführung (Vergleichsbeispiel 4)
eine harte Phase hatte.
Demgemäß ist es ersichtlich, daß bei der mit der vorliegenden
Erfindung hergestellten Ventilführung sowohl die Verschleiß
festigkeit als auch die maschinelle Bearbeitbarkeit verbes
sert sind.
Wie vorstehend beschrieben, kann bei der vorliegenden Erfin
dung der Gleitbereich in zweckentsprechender Weise geschmiert
werden, so daß das Auftreten von Freßverschleiß am Ventil
schaft und ein Auslaufen von Schmieröl verhindert werden kann
(Ansprüche 1, 8 und 14). Des weiteren kann bei der vorliegen
den Erfindung die maschinelle Bearbeitbarkeit unter Beibehal
tung der Verschleißfestigkeit verbessert werden (Ansprüche 3,
4 und 6), und es kann die maschinelle Bearbeitbarkeit weiter
verbessert werden (Anspruch 5).
Claims (15)
1. Ventilführung, die aus einer Sinterlegierung hergestellt
ist, bei der die Ventilführung eine innenseitige Oberfläche
zur gleitenden Führung eines Ventilschaftes aufweist, und die
innenseitige Oberfläche einer Endbehandlung durch eine ma
schinelle Bearbeitung und ein Freilegen von Poren unterzogen
worden ist,
wobei der Flächenanteil der Poren, bezogen auf die innen
seitige Oberfläche, 2,7 bis 10,7% beträgt und mindestens
eine Pore mit einer Porengröße von nicht weniger als 80 µm
pro 1 mm² der innenseitigen Oberfläche vorhanden ist.
2. Ventilführung nach Anspruch 1, bei der der Flächenanteil
der Poren, bezogen auf die innenseitige Oberfläche, 3,0 bis
10,0% beträgt.
3. Ventilführung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Sinter
legierung
- - 1,0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cu,
- - 0,6 bis 1,2 Gewichtsprozent C und
- - als Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, und das Gefüge im wesentlichen aus Perlit oder aus einem Ver bundgefüge aus Perlit und Bainit aufgebaut ist, wobei die Sinterlegierung keine harte Phase enthält.
4. Ventilführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der
die Sinterlegierung
- - 1,0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cu,
- - 0,6 bis 1,2 Gewichtsprozent C,
- - mehr als 0 bis nicht mehr als 3 Gewichtsprozent Ni und - als Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, und das Gefüge im wesentlichen aus Perlit oder aus einem Ver bundgefüge aus Perlit und Bainit aufgebaut ist, wobei die Sinterlegierung keine harte Phase enthält.
5. Ventilführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der
die Sinterlegierung
- - 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent BN und/oder
- - 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent MgSiO₃
enthält.
6. Ventilführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der
die Sinterlegierung zusätzlich nicht mehr als 0,2 Gewichts
prozent P enthält.
7. Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung, das die
Schritte umfaßt, bei denen
- - eine Pulvermischung, die nicht weniger als 85 Gewichts prozent Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weni ger als 74 µm bis nicht mehr als 250 µm enthält, herge stellt wird,
- - die Pulvermischung zur Bildung eines Grünlings mit einer innenseitigen Oberfläche komprimiert wird,
- - der Grünling gesintert wird, und
- - die innenseitige Oberfläche maschinell bearbeitet wird.
8. Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung nach An
spruch 7, bei dem die Pulvermischung nicht weniger als 90 Ge
wichtsprozent Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht we
niger als 74 µm bis nicht mehr als 250 µm enthält.
9. Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung nach An
spruch 7 oder 8, bei dem die Pulvermischung nicht weniger als
95 Gewichtsprozent Fe-Pulver mit einer Teilchengröße von
nicht weniger als 74 µm bis nicht mehr als 250 µm enthält.
10. Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung nach einem
der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Teilchengröße des Fe-Pul
vers nicht weniger als 105 µm beträgt.
11. Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung nach einem
der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Pulvermischung nicht mehr
als 3,0 Gewichtsprozent Ni-Pulver enthält.
12. Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung nach einem
der Ansprüche 7 bis 11, bei dem die Ventilführung eine innen
seitige Oberfläche zur gleitenden Führung eines Ventilschaf
tes aufweist und die innenseitige Oberfläche einer Endbehand
lung durch eine maschinelle Bearbeitung und ein Freilegen von
Poren unterzogen worden ist,
wobei der Flächenanteil der Poren, bezogen auf die innen
seitige Oberfläche, 2,7 bis 10,7% beträgt und mindestens
eine Pore mit einer Porengröße von nicht weniger als 80 µm
pro 1 mm² der innenseitigen Oberfläche vorhanden ist.
13. Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung nach An
spruch 3, das die Schritte umfaßt, bei denen
- - eine Pulvermischung hergestellt wird, die ein Cu-Pulver enthält, wobei das Cu-Pulver nicht weniger als 25 Ge wichtsprozent Cu-Pulver mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 74 µm bis nicht mehr als 250 µm enthält,
- - die Pulvermischung zur Bildung eines Grünlings mit einer innenseitigen Oberfläche komprimiert wird,
- - der Grünling gesintert wird, und
- - die innenseitige Oberfläche maschinell bearbeitet wird.
14. Verfahren zur Herstellung einer Ventilführung nach An
spruch 13, bei dem das Cu-Pulver nicht weniger als 30
Gewichtsprozent eines Cu-Pulvers mit einer Teilchengröße von
nicht weniger als 74 µm bis nicht mehr als 250 µm enthält.
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| GB (1) | GB2315115B (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10297567B4 (de) * | 2002-01-11 | 2012-03-29 | Honda Giken Kogyo K.K. | Ventilführung für Brennkraftmaschinen, hergestellt aus einer Sinterlegierung auf Eisenbasis |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6089843A (en) * | 1997-10-03 | 2000-07-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sliding member and oil pump |
| GB2368348B (en) * | 2000-08-31 | 2003-08-06 | Hitachi Powdered Metals | Material for valve guides |
| US7585459B2 (en) | 2002-10-22 | 2009-09-08 | Höganäs Ab | Method of preparing iron-based components |
| SE0203134D0 (sv) * | 2002-10-22 | 2002-10-22 | Hoeganaes Ab | Method of preparing iron-based components |
| SE0203133D0 (sv) * | 2002-10-22 | 2002-10-22 | Hoeganaes Ab | Iron-based powder |
| US7238220B2 (en) | 2002-10-22 | 2007-07-03 | Höganäs Ab | Iron-based powder |
| US20060032328A1 (en) * | 2004-07-15 | 2006-02-16 | Katsunao Chikahata | Sintered valve guide and manufacturing method thereof |
| US7604678B2 (en) | 2004-08-12 | 2009-10-20 | Hoeganaes Corporation | Powder metallurgical compositions containing organometallic lubricants |
| JP5525986B2 (ja) * | 2009-12-21 | 2014-06-18 | 日立粉末冶金株式会社 | 焼結バルブガイドおよびその製造方法 |
| EP2436463B1 (de) * | 2010-09-30 | 2013-07-10 | Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. | Gesinterte Materialien für Ventilführungen und Herstellungsverfahren dafür |
| US8468994B2 (en) | 2011-02-03 | 2013-06-25 | GM Global Technology Operations LLC | Lubeless valve assembly for engine |
| MX2018011263A (es) | 2016-03-18 | 2019-02-18 | Hoeganaes Ab Publ | Composicion metalica en polvo para facilitar el maquinado. |
| CN111788025B (zh) * | 2018-02-23 | 2023-05-26 | 株式会社力森诺科 | 烧结气门导管及其制造方法 |
| EP4130444B1 (de) * | 2021-04-27 | 2025-04-16 | TPR Co., Ltd. | Ventilführung aus gesinterter legierung und verfahren zur herstellung einer ventilführung aus gesinterter legierung |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3782794A (en) * | 1972-12-08 | 1974-01-01 | Textron Inc | Antifriction bearing |
| JPS5096714A (de) * | 1973-12-28 | 1975-08-01 | ||
| JPS5819365B2 (ja) * | 1974-09-18 | 1983-04-18 | 新日本製鐵株式会社 | コウカントウレイカンヒキヌキザイ ノ クチツケブキヨウジソウチ |
| US4094559A (en) * | 1976-12-30 | 1978-06-13 | Textron Inc. | Flanged bearing cartridge |
| DE2831822C2 (de) * | 1978-07-19 | 1980-04-24 | Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim | Inspektionseinrichtung für ein Prüfgerät |
| JPS5830361B2 (ja) * | 1979-02-26 | 1983-06-29 | 日本ピストンリング株式会社 | 内燃機関用耐摩耗性部材の製造方法 |
| JPS58130254A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-08-03 | Mitsubishi Metal Corp | 摺動部材用Fe基焼結合金 |
| DE3346371A1 (de) * | 1983-12-22 | 1985-07-04 | Audi AG, 8070 Ingolstadt | Vorrichtung zum schmieren der schaefte von gaswechsel-ventilen im zylinderkopf einer hubkolben-brennkraftmaschine |
| JPS62150014A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Toyota Motor Corp | アルミニウム合金製バルブシ−トレスシリンダヘツド |
| US4936270A (en) * | 1987-06-15 | 1990-06-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Composite light alloy member |
| US5257453A (en) * | 1991-07-31 | 1993-11-02 | Trw Inc. | Process for making exhaust valves |
| GB9311051D0 (en) * | 1993-05-28 | 1993-07-14 | Brico Eng | Valve seat insert |
| US5792289A (en) * | 1993-10-06 | 1998-08-11 | The University Of Birmingham | Titanium alloy products and methods for their production |
| JPH0953422A (ja) * | 1995-08-09 | 1997-02-25 | Mitsubishi Materials Corp | すぐれた耐摩耗性と低い相手攻撃性を有する銅溶浸Fe基焼結合金製バルブガイド部材 |
| JPH0953423A (ja) * | 1995-08-09 | 1997-02-25 | Mitsubishi Materials Corp | すぐれた耐摩耗性と低い相手攻撃性を有する鉛溶浸Fe基焼結合金製バルブガイド部材 |
| JPH0953421A (ja) * | 1995-08-09 | 1997-02-25 | Mitsubishi Materials Corp | すぐれた耐摩耗性と低い相手攻撃性を有するFe基焼結合金製バルブガイド部材 |
| JPH10226855A (ja) * | 1996-12-11 | 1998-08-25 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 耐摩耗焼結合金製内燃機関用バルブシート |
-
1997
- 1997-07-03 GB GB9714000A patent/GB2315115B/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-09 US US08/890,655 patent/US6012703A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-09 DE DE19729417A patent/DE19729417B4/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-10 KR KR1019970032060A patent/KR100253920B1/ko not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10297567B4 (de) * | 2002-01-11 | 2012-03-29 | Honda Giken Kogyo K.K. | Ventilführung für Brennkraftmaschinen, hergestellt aus einer Sinterlegierung auf Eisenbasis |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19729417B4 (de) | 2006-11-09 |
| GB2315115B (en) | 2000-05-31 |
| KR980009769A (ko) | 1998-04-30 |
| GB9714000D0 (en) | 1997-09-10 |
| KR100253920B1 (ko) | 2000-04-15 |
| GB2315115A (en) | 1998-01-21 |
| US6012703A (en) | 2000-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: HAYASHI, KOICHIRO, MATSUDO, CHIBA, JP Inventor name: CHIKAHATA, KATSUNAO, MATSUDO, CHIBA, JP |
|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: NOETH, HEINZ, DIPL.-PHYS., DE Representative=s name: HEINZ NOETH, DE |
|
| R071 | Expiry of right |