DD239961A1

DD239961A1 - METHOD FOR PRODUCING HIGH-APPLY LIFTING VALVES FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DD239961A1
Application number: DD27950285A
Authority: DD
Inventors: Bernd Baitz; Udo Stroemer; Thomas Linzen; Axel Jahoda
Original assignee: Schwermasch Liebknecht Veb K
Priority date: 1985-08-09
Filing date: 1985-08-09
Publication date: 1986-10-15
Also published as: GB2178982B; DE3614185A1; GB2178982A; GB8612823D0

Abstract

Die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem es moeglich ist, die gefaehrdeten Zonen der Hubventile unter Vermeidung von geometrisch komplizierten Auflage- bzw. Formkoerpern mit einer Beschichtung zu versehen, wird dadurch geloest, dass der zylindrische Rohling an einem Ende mit einer ebenen Platte und/oder dessen Mantelflaeche mit einem weitgehend hohlzylindrischen, aus einer hochwarm- und verschleissfesten Werkstoffschicht oder aus in radialer und/oder axialer Richtung mehreren Werkstoffschichten unterschiedlicher metallischer Zusammensetzung bestehenden Formkoerper beschichtet und dann einem Umformungsprozess unterzogen wird, indem durch Materialreckung oder Materialanhaeufung Birne und Schaft vorgeformt werden, die dann im Gesenk ausgeschmiedet und danach spanend fertigbearbeitet werden.The object of the invention to develop a method with which it is possible to provide the gefaehrdeten zones of the globe valves while avoiding geometrically complicated support or Formkoerpern with a coating is achieved by the cylindrical blank at one end with a flat plate and / or its lateral surface is coated with a substantially hollow cylindrical, consisting of a high heat and wear resistant material layer or in the radial and / or axial direction of several material layers of different metallic composition mold and then subjected to a transformation process by pear and. By material stretching or Materialanhaeufung Shank preformed, which are then forged in the die and then machined finished.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochbeanspruchbaren Hubventilen für Brennkraftmaschinen, insbesondere zur Herstellung von Auslaßventilen.The invention relates to a method for producing heavy-duty lift valves for internal combustion engines, in particular for the production of exhaust valves.

Characteristic of the known technical solutions

Hubventile für Brennkraftmaschinen unterliegen hohen mechanischen und thermischen Beanspruchungen. Hinzu treten hohe Anforderungen an Verschleißfestigkeit, Wärmeleitvermögen und Korrosionsbeständigkeit gegen chemische Einflüsse durch die Verbrennungsprodukte. Während für die Einlaßventile keine so großen Anforderungen an den Werkstoff gestellt werden, verlangt das hohen Temperaturen ausgesetzte Auslaßventil eine große Warmfestigkeit, die durch Stahllegierungen mit Cr, Si, Ni, Mo oder Mn erreicht wird. Da kein Stahl allen für das Auslaßventil wünschenswerten Eigenschaften genügt, ist man zu konstruktiven Maßnahmen an besonderen Stellen der Ventile gezwungen.Lifting valves for internal combustion engines are subject to high mechanical and thermal stresses. In addition, there are high demands on wear resistance, thermal conductivity and corrosion resistance to the chemical effects of combustion products. While no great demands are placed on the material for the intake valves, the exhaust valve exposed to high temperatures requires a high degree of heat resistance, which is achieved by steel alloys with Cr, Si, Ni, Mo or Mn. Since no steel satisfies all desirable for the exhaust valve properties, one is forced to constructive measures at specific locations of the valves.

So sind beispielsweise Lösungen bekannt, die eine vollständige oder partielle Beschichtung von Hubventilen mittels Explosivplattierung von vorgeformten und der Hubventilkontur angepaßten Blechen bzw. Formkörpern zum Inhalt haben. Informationsquellen: DE-PS 2 653 729, B 23 P 3/09; DD-PS 216 187, B 23 K 20/08For example, solutions are known which have a complete or partial coating of globe valves by means of explosive plating of preformed and the Hubventilkontur adapted sheets or moldings to the content. Information sources: DE-PS 2 653 729, B 23 P 3/09; DD-PS 216 187, B 23 K 20/08

Diese Lösungen weisen verschiedene Nachteile auf: These solutions have several disadvantages:

- Für den Plattiervorgang sind teure und komplizierte Vorrichtungen notwendig.- The plating process requires expensive and complicated equipment.

- Eine sichere Beherrschung des Plattiervorganges ist auf Grund der Hubventilgeometrie sehr schwierig.- A safe mastery of the plating process is very difficult due to the Hubventilgeometrie.

- Die Auflage- bzw. Formkörper sind schwer herzustellen, da die Innenkontur im wesentlichen der Hubventilgeometrie entsprechen muß.- The support or molded bodies are difficult to produce, since the inner contour must substantially correspond to the Hubventilgeometrie.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von hochbelastbaren Hubventilen für Brennkraftmaschinen aufzuzeigen, mit dem es möglich ist, oberflächenveredelte Hubventile einfach und kostengünstig herzustellen.The aim of the invention is to provide a method for the production of heavy-duty lift valves for internal combustion engines, with which it is possible to produce surface-refined globe valves easily and inexpensively.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von hochbelastbaren Hubventilen für Brennkraftmaschinen zu entwickeln, mit dem es möglich ist, die gefährdeten Zonen der Hübventile unter Vermeidung von geometrisch komplizierten Auflage- bzw. Formkörpern mit einer Beschichtung zu versehen.The object of the invention is to develop a method for the production of heavy-duty lift valves for internal combustion engines, with which it is possible to provide the vulnerable zones of the hay valves while avoiding geometrically complicated support or moldings with a coating.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der zylindrische Rohling an einem Ende mit einer ebenen Platte und/oder dessen Mantelfläche mit einem weitgehend hohlzylindrischen, aus einer hochwarm- und verschleißfesten Werkstoffschicht oder aus in radialer und/oder axialer Richtung mehreren Werkstoffschichten unterschiedlicher metallischer Zusammensetzung bestehenden Formkörper beschichtet und dann einem Umformungsprozeß unterzogen wird, indem durch Materialreckung oder Materialhäufung Birne und Schaft vorgeformt werden, die dann im Gesenk ausgeschmiedet und danach spanend fertigbearbeitet werden. -,According to the invention the object is achieved in that the cylindrical blank at one end with a flat plate and / or its lateral surface with a substantially hollow cylindrical, consisting of a high heat and wear resistant material layer or in the radial and / or axial direction several material layers of different metallic composition Coated molding and then subjected to a forming process by pre-formed by material stretching or accumulation of material pear and shaft, which are then forged in the die and then machined finished. -

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann der zylindrische Rohling über die Länge der Mantelfläche vollständig oder partiell beschichtet werden. Außerdem kann die Beschichtung des Rohlings forrhschlüssig, vorzugsweise durch Aufschrumpfung des Formkörpers, oder stoffschlüssig, vorzugsweise durch Explosivplattierung, erfolgen. Damit entfallen für den Plattiervorgang teure und komplizierte Vorrichtungen, wie sie sonst zur Aufbringung der Auflage- bzw. Formkörper auf das Hubventil notwendig wären. Somit ist auch eine sichere und jederzeit reproduzierbare metallische Verbindung zwischen dem Rohling und dem hohlzylindrischen Formkörper gegeben, da geometrisch komplizierte Auflagekörper, die teuer herzustellen sind und außerdem den Plattiervorgang schwierig gestalten, wegfallen.In one embodiment of the invention, the cylindrical blank can be completely or partially coated over the length of the lateral surface. In addition, the coating of the blank forrhschlüssig, preferably by shrinkage of the molding, or cohesively, preferably by explosive plating done. This eliminates the plating expensive and complicated devices, as they would otherwise be necessary for the application of the support or molding on the globe valve. Thus, a safe and reproducible at any time metallic connection between the blank and the hollow cylindrical molded body is given because geometrically complicated support body, which are expensive to manufacture and also make the plating difficult.

Darüberhinaus besteht ein wesentlicher Vorteil darin, bewährte Herstellungsverfahren für Hubventile ohne Einschränkung anwenden zu können, da anstelle des üblichen, aus Stangenmaterial zugeschnittenen Rohlings lediglich ein bereits mit Beschichtung versehener Rohling zum Einsatz gelangt.Moreover, there is a significant advantage in being able to use proven manufacturing processes for globe valves without restriction, since instead of the usual blank cut from bar stock only a blank already provided with coating is used.

Ausführungsbeispielembodiment

Die erfindungsgemäße Lösung soll anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden.The solution according to the invention will be explained with reference to two embodiments.

Im ersten Beispiel wird ein zylindrischer Rohling, der aus dem Werkstoff X45 CrNiW 18.9 besteht und ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 10:1 aufweist, mit einem dickwandigen Rohr der Werkstoffzusammensetzung X6 NiCrTiAI 75.20 auf seiner gesamten Länge der Mantelfläche vollständig unter Einbeziehung einer Stirnfläche explosiv beschichtet. Danach schließt sich die Ventilausformung durch Materialreckung mitteis Feinschmiedens an, und zwar so, daß ein Teil des Rohlings im Bereich der plattierten Stirnfläche den ursprünglichen Außendurchmesser des zylindrischen Rohlings beibehält. Die somit ausgebildete Birne wird nunmehr nach Erwärmung auf Umformtemperatur zum Ventilteller ausgeschmiedet. Anschließend werden Ventilteller und Schaft einer spanenden Endbearbeitung unterzogen.In the first example, a cylindrical blank, which consists of the material X45 CrNiW 18.9 and has a ratio of length to diameter of 10: 1, with a thick-walled tube of the material composition X6 NiCrTiAI 75.20 over its entire length of the lateral surface completely involving an end face explosive coated. Thereafter, the valve formation follows by material stretching mitteis fine forging, in such a way that a portion of the blank in the region of the plated end face maintains the original outer diameter of the cylindrical blank. The pear thus formed is now forged to the valve plate after heating to forming temperature. Subsequently, valve disk and shaft are subjected to a machining finish.

Im zweiten Beispiel wird der zylindrische Rohling, der ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 50:1 aufweist und aus dem Werkstoff X45 CrNiW 18.9 besteht, auf seiner halben Länge um den doppelten Betrag des explosiv aufzuplattierenden Rohres im Durchmesser abgearbeitet.In the second example, the cylindrical blank, which has a ratio of length to diameter of 50: 1 and consists of the material X45 CrNiW 18.9, processed on its half length by twice the amount of explosive aufzubuplattierenden tube in diameter.

Danach erfolgt das Explosivplattieren des aus dem Werkstoff X6 NiCrTiAI 75.20 bestehenden Rohres auf den vorbereiteten zylindrischen Rohling. Das Rohr weist hierbei eine Wanddicke von etwa 5 mm auf, wobei der Innendurchmesser des Rohres der Summe des Durchmessers des bearbeiteten Teils des zylindrischen Rohlings und der doppelten Wanddicke des Rohres entspricht.Thereafter, the explosive plating of the existing of the material X6 NiCrTiAI 75.20 pipe on the prepared cylindrical blank. The tube in this case has a wall thickness of about 5 mm, wherein the inner diameter of the tube of the sum of the diameter of the machined part of the cylindrical blank and the double wall thickness of the tube corresponds.

Durch Materialanhäufung im plattierten Teilbereich wird mittels Elektrostauchung die Birne vorgeformt, die dann, nach nochmaliger Erwärmung auf Umformtemperatur, zum Ventilteller im Gesenk ausgeschmiedet wird. Als letzter Bearbeitungsschritt schließt sich ein Überdrehen von Schaft und Ventilteller an.By accumulation of material in the clad portion of the pear is preformed by means of electro-compression, which is then forged after further heating to forming temperature, the valve plate in the die. The last processing step is followed by over-rotation of the shaft and valve disk.

Claims

claims:

1. A process for the production of heavy-duty lift valves for internal combustion engines using cut from bar stock cylindrical blanks, characterized in that the cylindrical blank at one end with a flat plate and / or its lateral surface with a substantially hollow cylindrical, from a high heat and wear resistant material layer or coated from in the radial and / or axial direction a plurality of material layers of different metallic composition existing body and then subjected to a forming process by preforming by material stretching or accumulation material pear and shaft, which are then forged in the die and then machined finished.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cylindrical blank is completely or partially coated over the length of the lateral surface.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the coating of the blank is positively, preferably by shrinkage of the shaped body.

4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the coating of the blank cohesively, preferably by explosive plating.