[go: up one dir, main page]

DE3813304A1 - Stahlkoerper mit angeloeteter keramikspitze - Google Patents

Stahlkoerper mit angeloeteter keramikspitze

Info

Publication number
DE3813304A1
DE3813304A1 DE3813304A DE3813304A DE3813304A1 DE 3813304 A1 DE3813304 A1 DE 3813304A1 DE 3813304 A DE3813304 A DE 3813304A DE 3813304 A DE3813304 A DE 3813304A DE 3813304 A1 DE3813304 A1 DE 3813304A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
less
base body
body according
tip
rocker arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE3813304A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3813304C2 (de
Inventor
Masaya Ito
Masato Taniguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Publication of DE3813304A1 publication Critical patent/DE3813304A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3813304C2 publication Critical patent/DE3813304C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/023—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
    • C04B37/026—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used consisting of metals or metal salts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L1/181—Centre pivot rocking arms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/122—Metallic interlayers based on refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/124—Metallic interlayers based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/125—Metallic interlayers based on noble metals, e.g. silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/126—Metallic interlayers wherein the active component for bonding is not the largest fraction of the interlayer
    • C04B2237/127—The active component for bonding being a refractory metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/368—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/405—Iron metal group, e.g. Co or Ni
    • C04B2237/406—Iron, e.g. steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/708—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the interlayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/72—Forming laminates or joined articles comprising at least two interlayers directly next to each other
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/76—Forming laminates or joined articles comprising at least one member in the form other than a sheet or disc, e.g. two tubes or a tube and a sheet or disc
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2301/00—Using particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2301/00—Using particular materials
    • F01L2301/02—Using ceramic materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12576—Boride, carbide or nitride component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12896—Ag-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12944—Ni-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951—Fe-base component
    • Y10T428/12972—Containing 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Körper mit einem als Grundkörper dienenden Stahlteil und einem an diesen angelöteten Keramikteil. Die Erfindung bezieht sich im einzelnen auf Körper der Art, die insbesondere als Motorenbauteil, wie z. B. Kipphebel, Einlaßventil, Auslaßventil, Ventilstößel, Kolben, Rotoren für Turbolader oder dgl., verwendet wird.
Um die Aufgabe der Erfindung zu verdeutlichen, wird mit der Beschreibung eines in einem Verbrennungsmotor verwendeten herkömmlichen Kipphebels in Metallausführung begonnen.
Zur Herstellung des Kipphebels wird ein Stahl, wie z. B. ein S4OC-Stahl (japanische Industrienorm), zu einem Grundkörper geschmiedet. Der Grundkörper wird zur Erzielung seiner Homogenisation wärmebehandelt. Sodann wird der Körper maschinell bearbeitet, um einen Kontaktabschnitt zu bilden. Eine Verschleißspitze aus Metall wird mittels Hochfrequenzschweißung an den Kontaktabschnitt angeschweißt. Anschließend wird der Körper zur Erzielung der erforderlichen Form und Abmessung maschinell feinbearbeitet.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Verwendung der metallischen Verschleißspitze die Lebensdauer des Kipphebels aufgrund des schlechten Verschleißwiderstandes der Metallspitze verkürzt.
In Anbetracht dieses Nachteils sind bisher mehrere Maßnahmen vorgeschlagen worden. Eine von diesen ist im japanischen Gebrauchsmuster (erste vorläufige Veröffentlichung) Nr. 59-91 404 und einer andere im japanischen Patent (erste vorläufige Veröffentlichung) Nr. 61-191 572 offenbart. Im ersteren Fall ist eine aus einem keramischen Material hergestellte Verschleißspitze an einen metallischen Kipphebel-Körper angelötet, wobei ein bestimmtes Pufferelement dazwischen angeordnet ist. Das Pufferelement wird dazu verwendet, den Unterschied in der Wärmeausdehnung zwischen der Keramikspitze und dem metallischen Kipphebel-Körper auszugleichen. Im letzteren Fall wird rostfreier Stahl des Martensit-Typs als Kipphebel-Körper verwendet. Die Aushärtung des Körpers wird dabei sekundär durch die beim Anschweißen der Verschleißspitze an den Kipphebel-Körper zugeführte Wärme erzielt.
Diese beiden Maßnahmen weisen jedoch noch die folgenden Nachteile auf. Im ersteren Fall besteht die Tendenz, daß die zum Anschweißen der Keramikspitze an den Kipphebel-Körper zugeführte Wärme den letzteren bis zu einem zur Unbrauchbarkeit führenden Grad ausglüht. Im letzteren Fall sind die Herstellungskosten des Kipphebels beträchtlich erhöht, da die Verwendung von rostfreiem Stahl des Martensit-Typs kostenaufwendig ist.
Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, einen Körper mit einem Grundkörper aus Stahl und einem daran angeschweißten Keramikteil zu schaffen, der keine der vorerwähnten Nachteile aufweist.
Erfindungsgemäß ist ein Körper geschaffen, der einen Grundkörper aufweist, welcher aus einem Ni-Cr-Mo-Stahl mit weniger als 8 Gewichtsprozent Cr hergestellt ist; eine Keramikspitze ist an einem bestimmten Abschnitt des Grundkörpers angelötet. Der Lötvorgang wird so durchgeführt, daß die Härte des Körpers erhöht wird.
Andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kipphebels und
Fig. 2 eine grafische Darstellung, die die Härte des Stahlkörpers des Kipphebels in Abhängigkeit von der Menge des darin enthaltenen Kohlenstoffs zeigt.
Der Erfinder hat verschiedene Untersuchungen und Prüfungen von Kipphebeln der in Fig. 1 gezeigten Art durchgführt, um eine Maßnahme zum Überwinden der vorerwähnten Nachteile des herkömmlichen Kipphebels zu finden und dabei die folgenden Tatsachen festgestellt.
Wenn ein Ni-Cr-Mo-Stahl mit weniger als 8 Gew.-% Cr als Körper des Kipphebels verwendet wird, führt das Anlöten einer Keramikspitze an den Körper unter Verwendung beträchtlicher Wärme und das anschließende Abkühlen desselben zu einer Erhöhung der Härte des Stahlkörpers.
Der Vorgang der Härtung des Körpers ist in hohem Maße sichergestellt, wenn der Ni-Cr-Mo-Stahlkörper 0,3 bis 1,5 Gew.-% Mn, 1 bis 5 Gew.-% Ni, weniger als 8 Gew.-% Cr, weniger als 1,5 Gew.-% Mo, 1 Gew.-% Si, weniger als 1 Gew.-% W, weniger als 1 Gew.-% V, nicht weniger als 0,04 Gew.-% C und eine Spur von S und P als unvermeidbare Verunreinigungen enthält.
Vorzugsweise weist der Körper eine Härte von 20, gemessen in H R C (Rockwell-Härte, C-Skala) und mehr auf, wenn der Lötvorgang beendet ist.
Wenn der Körper und die Keramikspitze vor dem Löten maschinell feinbearbeitet werden, wird das Härten des Körpers in hervorragendem Maße verbessert.
Die vom Erfinder durchgeführten Untersuchungen und Prüfungen haben weitere wichtige Tatsachen, die nachstehend zusammengefaßt sind, aufgezeigt.
Ni ist ein Element, welches die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit reduziert. 1 bis 5 Gew.-% Ni sind brauchbar. 3 Gew.-% Ni werden jedoch dann bevorzugt, wenn die Produktivität und die Kosten des Kipphebels zu berücksichtigen sind.
Cr ist ein Element, welches nicht nur die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit reduziert, sondern auch die Hitzebeständigkeit des Stahlkörpers des Kipphebels verbessert. Weniger als 2 Gew.-% Cr sind notwendig, wenn der Kipphebel bei einer Temperatur unterhalb von 200°C verwendet wird. Ungefähr 3 Gew.-% Cr sind erforderlich, wenn der Kipphebel bei einer Temperatur von ungefähr 400°C verwendet wird.
Mo ist ein Element, welches die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit reduziert. Mo kann zusätzlich zu dieser Funktion die Schmiedeeigenschaften des Stahlkörpers stabilisieren.
C hat eine direkte Wirkung auf die Härte des fertiggestellten Stahlkörpers des Kipphebels. Wie aus der grafischen Darstellung nach Fig. 2 zu erkennen ist, sind wenigstens 0,04 Gew.-% C notwendig, um eine ausreichende Härte des Stahlkörpers zu erzielen (nämlich wenigstens 20, gemessen in H R C).
Die Erfindung wird ferner anhand der nachstehenden, nichtbeschränkenden Versuche beschrieben.
Für diese Versuche wurden drei Kipphebel hergestellt, deren jeder die in Fig. 1 gezeigte Konstruktion aufweist. D. h., der Kipphebel 10 umfaßt einen Stahlkörper 12 und eine keramische Verschleißspitze 14, die an einen bestimmten Abschnitt des Stahlkörpers 12 befestigt ist. Ein mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnetes Pufferelement ist zur Erzielung einer hohen Haftung zwischen dem Metallkörper 12 und der Spitze 14 angeordnet. Die Zusammensetzungen der Stahlkörper gemäß den Versuchen im Rohzustand sind in Tabelle 2 gezeigt.
Versuch I
Eine keramische Verschleißspitze auf Siliziumnitrid-Basis mit 18 mm Länge und 16 mm Breite wurde hergestellt. Nachdem ein bestimmter Abschnitt der Verschleißspitze mit einem Titanfilm (nämlich Ti) unter Verwendung eines Bedampfungsverfahrens überzogen wurde, erfolgte das Anschweißen der Spitze an einen aus SNCM 616 (japanische Industrienorm; mit einer Härte von 13,4, gemessen in H R C) hergestellten Stahlkörper. Für diesen Schweißvorgang wurde eine Kupferplatte (Cu) von 0,5 mm Dicke als Pufferelement verwendet; ein Ag-Cu-Lot wurde auf den Kontaktabschnitt zwischen der Spitze und dem Körper aufgebracht und bei ungefähr 925°C für einen Zeitraum von ungefähr 10 Minuten erhitzt. Anschließend wurde der Körper in einer Stickstoff-Gas-Atmosphäre 15 Minuten lang bis auf ungefähr 300°C abgekühlt. Der auf diese Weise gekühlte Körper wies eine Härte von 35,6, gemessen in H R C, auf. Nach dem Ausglühen bei einer Temperatur von 200°C wies der Körper eine Härte von 34,5, gemessen in H R C, auf.
Versuch II
Ein bestimmter Abschnitt einer keramischen Verschleißspitze auf Siliziumnitrid-Basis wurde gereinigt. Die Spitze wurde an einen aus SNCM 616 (japanische Industrienorm) hergestellten Stahlkörper angeschweißt. Für diesen Schweißvorgang wurde eine Kupferplatte (Cu) mit einer Dicke von 0,5 mm als Pufferelement verwendet. Ein Ti-Cu-Lot wurde auf den Kontaktabschnitt zwischen der Spitze und dem Körper aufgebracht und 5 Minuten bei 925°C erhitzt. Der Körper wurde dann unter den gleichen Bedingungen wie für den Versuch I abgekühlt. Der auf diese Weise gekühlte Körper zeigte eine Härte von 30,2, gemessen in H R C.
Versuch III
Ein bestimmter Abschnitt einer keramischen Verschleißspitze auf Siliziumnitrid-Basis wurde gereinigt. Die Spitze wurde an einen aus SNCM 630 (japanische Industrienorm) hergestellten Stahlkörper angeschweißt. Für diesen Schweißvorgang wurde eine Nickelplatte (Ni) mit einer Dicke von 0,5 mm als Pufferelement verwendet. Ein Ti-Ag-Cu-Lot wurde auf den Kontaktabschnitt zwischen der Spitze und den Körper aufgebracht und bei 900°C 10 Minuten lang erhitzt. Der Körper wurde dann in einer Stickstoff-Gasatmosphäre für einen Zeitraum von 20 Minuten bis auf ungefähr 300°C abgekühlt. Der auf diese Weise abgekühlte Körper zeigte eine Härte von 45,3, gemessen in H R C. Nach dem Ausglühen bei einer Temperatur von 200°C zeigte der Körper eine Härte von 44,1, gemessen in H R C.
Es ist festzustellen, daß die Verfahren zur Herstellung der Versuche und die Ergebnisse derselben in der Tabelle 1 kurz beschrieben sind.
Vergleich I
Ferner wurde ein Vergleichs-Kipphebel hergestellt, um die Eigenschaften der Versuche zu bewerten. Zu diesem Zweck wurde das gleiche Verfahren wie für den Versuch I durchgeführt, jedoch mit der Ausnahme, daß für diesen Vergleich der Körper aus einem vergüteten S4OC-Stahl (japanische Industrienorm) hergestellt wurde. Nach dem Anschweißen einer Keramikspitze an den Stahlkörper zeigte letzerer eine Härte von 5, gemessen in H R C.
Die vier Kipphebel der vorerwähnten Versuche und des Vergleichs wurden einem Dauertest unterworfen, indem sie einen Vier-Zylinder-Benzinmotor von 2000 cm³ Hubraum mit einer Drehzahl von 6000 U/min in Gang hielten. Der Kipphebel des Vergleichs brach ungefähr 10 Stunden nach Testbeginn. Die Kipphebel der Versuche zeigten jedoch keine Schwachstellen.
Es ist zu bemerken, daß es vorteilhaft ist, einen Metallkörper mit einer Härte von weniger als 35, gemessen in H R C, zu verwenden, wenn nach dem Anschweißen einer Keramikspitze eine maschinelle Bearbeitung des Körpers durchgeführt werden soll.
Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, kann für den hergestellten Körper, d. h. den Kipphebel, gemäß der Erfindung ein Körper aus Stahl niedrigen Preises mit einem geringen Anteil von Chrom (Cr) als strukturelle Basis verwendet werden. Wenn die Keramikspitze und der Rohstahlkörper vorher maschinell feinbearbeitet worden sind, kann das Anschweißen der Spitze an den Körper dessen Härte erhöhen. Dies führt zu einem fertiggestellten Körper von kompakter Konstruktion und geringen Gewicht.
Obwohl die vorstehende Beschreibung auf einen Kipphebel gerichtet ist, kann das Erfindungskonzept auch auf andere Motorenbauteile, wie z. B. Einlaßventile, Auslaßventile, Ventilstößel, Kolben und Rotoren für Turbolader angewendet werden.
Tabelle I
Tabelle II

Claims (11)

1. Körper, gekennzeichnet durch einen Grundkörper (12), der aus einem Ni-Cr-Mo-Stahl mit einem Anteil von weniger als 8 Gew.-% Cr hergestellt ist, und durch eine Keramikspitze (14), die an einen bestimmten Abschnitt des Grundkörpers (12) angelötet ist, wobei der Lötvorgang so erfolgt, daß die Härte des Grundkörpers (12) erhöht wird.
2. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12) 0,3 bis 1,5 Gew.-% Mn, 1 bis 5 Gew-% Ni, weniger als 8 Gew.-% Cr, weniger als 1,5 Gew.-% Mo, 1 Gew.-% Si, weniger als 1 Gew.-% W, weniger als 1 Gew.-% V, nicht weniger als 0,04 Gew.-% C und eine Spur von S und P als unvermeidbare Verunreinigungen enthält.
3. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12) nach Beendigung des Lötvorganges eine Härte von 20, gemessen in H R C, und mehr aufweist.
4. Körper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch maschinelle Feinbearbeitung des Grundkörpers (12) und der Keramikspitze (14) vor dem Lötvorgang.
5. Körper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12) 3 Gew.-% Ni enthält.
6. Körper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12), wenn er in der Praxis bei einer Temperatur von unterhalb 200°C eingesetzt wird, weniger als 2 Gew.-% Cr enthält.
7. Körper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12), wenn er in der Praxis bei einer Temperatur von ungefähr 400°C eingesetzt wird, ungefähr 3 Gew.-% Cr enthält.
8. Körper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12) ein Hauptteil eines Kipphebels für einen Verbrennungsmotor ist.
9. Körper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Verwendung einer Kupferplatte als Pufferelement (16) und durch Verwendung eines Ag-Cu-Lots zur Durchführung des Lötvorgangs.
10. Körper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Verwendung einer Kupferplatte als Pufferelement (16) und durch Verwendung eines Ti-Cu-Lots zur Durchführung des Lötvorgangs.
11. Körper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Verwendung einer Nickelplatte als Pufferelement und durch Verwendung eines Ti-Ag-Cu-Lots zur Durchführung des Lötvorgangs.
DE3813304A 1987-04-20 1988-04-20 Stahlkoerper mit angeloeteter keramikspitze Granted DE3813304A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62095235A JPS63260873A (ja) 1987-04-20 1987-04-20 金属とセラミツクスの接合体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3813304A1 true DE3813304A1 (de) 1988-11-03
DE3813304C2 DE3813304C2 (de) 1992-09-03

Family

ID=14132099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3813304A Granted DE3813304A1 (de) 1987-04-20 1988-04-20 Stahlkoerper mit angeloeteter keramikspitze

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5035959A (de)
JP (1) JPS63260873A (de)
DE (1) DE3813304A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4019644A1 (de) * 1989-06-21 1991-01-10 Ngk Spark Plug Co Ventilstoessel-struktur
DE4112583A1 (de) * 1990-04-17 1991-11-14 Ngk Spark Plug Co Keramik/stahl-verbundkoerper und verfahren zur herstellung eines solchen koerpers

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5163391A (en) * 1990-08-17 1992-11-17 Hitchiner Manufacturing Co., Inc. Wear resistant cast iron rocker arm and method of making same
US5361648A (en) * 1992-04-07 1994-11-08 Nsk Ltd. Rolling-sliding mechanical member
US5239951A (en) * 1992-11-12 1993-08-31 Ford Motor Company Valve lifter
US6167856B1 (en) 1992-11-12 2001-01-02 Ford Global Technologies, Inc. Low friction cam shaft
US5934236A (en) * 1992-11-12 1999-08-10 Ford Global Technologies, Inc. Low friction valve train
US5809842A (en) * 1995-06-26 1998-09-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Ceramic sliding component
BRPI1007250A2 (pt) * 2009-01-22 2016-02-10 Scuderi Group Llc sistema de ajuste de folga de válvula para um motor de ciclo de divisão
EP2574807B1 (de) * 2011-09-30 2014-11-12 Maxon Motor AG Verbindung zwischen einer Welle und einem Nabenbauteil sowie Verfahren zum Herstellen der Verbindung
US9297295B2 (en) 2013-03-15 2016-03-29 Scuderi Group, Inc. Split-cycle engines with direct injection

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3510940A1 (de) * 1984-03-26 1985-10-03 Ngk Spark Plug Co., Ltd., Nagoya, Aichi Turbinenrotor und verfahren zu seiner herstellung
DE3535511A1 (de) * 1984-10-06 1986-04-17 Ngk Spark Plug Co., Ltd., Nagoya, Aichi Verbindungsanordnung zwischen einer keramik- und einer metallwelle

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4623513A (en) * 1982-07-01 1986-11-18 Gte Products Corporation Ductile low temperature brazing alloy
JPS6090879A (ja) * 1983-10-26 1985-05-22 三菱重工業株式会社 セラミツクと金属を接合する方法
US4591535A (en) * 1984-06-20 1986-05-27 Gte Products Corporation Method of brazing ceramics using active brazing alloys
JPS61259885A (ja) * 1985-05-13 1986-11-18 Daido Steel Co Ltd 接合用材料
US4740429A (en) * 1985-07-22 1988-04-26 Ngk Insulators, Ltd. Metal-ceramic joined articles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3510940A1 (de) * 1984-03-26 1985-10-03 Ngk Spark Plug Co., Ltd., Nagoya, Aichi Turbinenrotor und verfahren zu seiner herstellung
DE3535511A1 (de) * 1984-10-06 1986-04-17 Ngk Spark Plug Co., Ltd., Nagoya, Aichi Verbindungsanordnung zwischen einer keramik- und einer metallwelle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4019644A1 (de) * 1989-06-21 1991-01-10 Ngk Spark Plug Co Ventilstoessel-struktur
DE4112583A1 (de) * 1990-04-17 1991-11-14 Ngk Spark Plug Co Keramik/stahl-verbundkoerper und verfahren zur herstellung eines solchen koerpers
DE4112583C2 (de) * 1990-04-17 1995-10-19 Ngk Spark Plug Co Verfahren zur Herstellung eines Keramik/Stahl-Verbundkörpers

Also Published As

Publication number Publication date
US5035959A (en) 1991-07-30
JPS63260873A (ja) 1988-10-27
DE3813304C2 (de) 1992-09-03
JPH0572354B2 (de) 1993-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3851982T2 (de) Stahl mit hoher Abnutzungsbeständigkeit.
DE69710409T2 (de) Hitzebeständige Legierung für Auslassventile und Verfahren zur Herstellung derartiger Auslassventile
DE3029658C2 (de)
DE69708190T2 (de) Hochtemperaturbeständige Legierungen, Abgasventile und Katalysatorträger für Auspuffsysteme
DE19621091A1 (de) Legierungen auf Eisenbasis für Ventileinsätze von Verbrennungsmotoren und dergleichen
EP0878647A2 (de) Kolbenring aus Gusseisen
DE3813304A1 (de) Stahlkoerper mit angeloeteter keramikspitze
DE1533239B1 (de) Verwendung eines stahles fuer tellerventile
DE69810197T2 (de) Verfahren zur Herstellung der Ventile einer Diesel-Brennkraftmaschine
DE1558668C3 (de) Verwendung von kriechfesten, nichtrostenden austenitischen Stählen zur Herstellung von Blechen
DE68917869T2 (de) Hochfestes Gusseisen mit hohem Chromgehalt und daraus hergestellte Ventilkipphebel.
DE4112583C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Keramik/Stahl-Verbundkörpers
DE2830850B2 (de) Verwendung eines Einsatzstahls
DE69110372T2 (de) Hitzebeständiger austenitischer Gussstahl und daraus hergestellte Bauteile eines Auspuffsystems.
DE2919478A1 (de) Kupfer-zink-legierung und ihre verwendung
DE1576422C2 (de) Verwendung einer warmfesten, ferritischen Stahllegierung für die Herstellung von Einsätzen in Vorverbrennungskammern von Dieselmotoren
EP0774526A1 (de) Eisen-Nickel-Superlegierung vom Typ IN 706
DE69202488T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Schneidwerkstoff mit einer verbesserten Zähigkeit.
DE19531260C5 (de) Verfahren zur Herstellung eines Warmarbeitsstahls
DE10260600A1 (de) Gusseisen mit verbesserter Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen
EP1143025A1 (de) Stahlkolbenring sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE68908985T2 (de) Werkstoff für Kolbenringe und Kolbenring.
DE69110913T2 (de) Automotorenteile aus hitzebeständigem ferritischen Gussstahl mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen Ermüdung durch Wärme.
DE2511783A1 (de) Verschleissfestes und lochfrassbestaendiges legiertes gusseisen und ein verfahren zu dessen herstellung
DE102007047016A1 (de) Hochfester, martensitaushärtbarer Stahl und daraus gebildetes Bauteil

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: GRUENECKER, A., DIPL.-ING. KINKELDEY, H., DIPL.-IN

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee