DE19925300A1 - Gußwerkstoff mit hohen Warmhärte - Google Patents

Abstract

Es soll ein Gußwerkstoff mit hoher Warmhärte zur Verwendung insbesondere für Ventilsitzringe bereitgestellt werden. DOLLAR A Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Legierung der Zusammensetzung: DOLLAR A Molybdän: 10-40% (Gew.) DOLLAR A Chrom: 5-20% (Gew.) DOLLAR A Kohlenstoff: max. 0,3% (Gew.) DOLLAR A Andere Elemente, Verunreinigungen max. 5% (Gew.) DOLLAR A Eisen: Rest

Description

Die Erfindung betrifft einen Gußwerkstoff mit hoher Warm­ härte. Derartige Gußwerkstoffe werden insbesondere, aber nicht ausschließlich, bei Ventilsitzringen für Verbren­ nungsmotoren eingesetzt.

Ein bekannter Werkstoff für Ventilsitzringe weist die fol­ gende Zusammensetzung auf: Cr 33-35%, Mo 2-2,5%, Si 1,8-2,1%, C 1,8-2, 3%, Rest Eisen.

Ausgehend von diesem bei Ventilsitzringen bekannten Guß­ werkstoff besteht die Aufgabe, die Warmhärte weiter zu steigern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Gußlegierung nach An­ spruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Als Gießverfahren kommen hierbei insbeson­ dere Croning-Guß oder Feinguß in Betracht. Besonders bevor­ zugt wird ein Molybdän-Gehalt von ca. 25% (Gew.) verwen­ det.

Verglichen mit dem bekannten Werkstoff weist der erfin­ dungsgemäße Werkstoff eine höhere Warmhärte, eine bessere Verschleißbeständigkeit und eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf.

Aus der DE 196 21 091 ist ferner ein Ventilsitzwerkstoff auf Eisenbasis bekannt, bei dem die Legierungsbestandteile Chrom und Molybdän im beanspruchten Bereich liegen. Dieser weist jedoch aufgrund seines Kohlenstoffgehalts von 1 bis 2% deutlich abweichende Eigenschaften und Gefügestrukturen auf, die sowohl auf eine andere Gefügeausbildung der Matrix als auch auf Carbidbildung zurückzuführen sind. Infolge der Carbidbildung weist dieser Werkstoff den Nachteil hoher Ab­ rasivität auf. Während der bekannte Werkstoff noch als Stahl anzusehen ist, handelt es sich bei dem erfindungsge­ mäßen Werkstoff nicht um einen Stahl.

Eine vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Gußlegie­ rung nach Anspruch 1 wird durch Anspruch 3 angegeben. Einsatzgebiet von Ventilsitzringen gemäß Anspruch 3 sind z. B. hochbelastete Diesel- und Gasmotoren.

Der erfindungsgemäße Werkstoff besteht im Wesentlichen aus zwei intermetallischen Phasen, die in einem gesättigten Ei­ sen-Chrom-Molybdän-Mischkristall (Alpha-FeMo(Cr)) eingebet­ tet sind. Eine intermetallische Phase wird durch die Ver­ bindung Fe₇Mo₆ gebildet, die zweite intermetallische Phase kann als X ("chi")-Fe₃CrMo-Phase bezeichnet werden.

Bei rascher Abkühlung des Gußstücks kann es zur Bildung ei­ ner weiteren Phase (Sigma-FeMo(Cr)), die der Bruttozusam­ mensetzung 62% Mo, 30% Fe, 7% Cr und 1% Si entspricht, kommen.

Die erfindungsgemäße Legierung ist auf Schliffbildern zu erkennen. Es zeigt:

Fig. 1 und 2 den erfindungsgemäßen Werkstoff im Schliffbild (M 500 : 1 bzw. M 1000 : 1).

Das Schliffbild ist eine REM-Aufnahme im Sekundärelektro­ nenkontrast. Die verschiedenen Phasen sind mit Pfeilen mar­ kiert.

Claims (3)

1. Gußwerkstoff mit hoher Warmhärte, gekennzeichnet durch seine Legierungszusammensetzung:

• - Molybdän: 10-40% (Gew.)
• - Chrom: 5-20% (Gew.)
• - Kohlenstoff: max. 0,3% (Gew.)
• - Eisen: Rest
• - Andere Elemente, Verunreinigungen max. 5% (Gew.).

2. Gußwerkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Legierungszusammensetzung:

• - Molybdän: 15-35% (Gew.)
• - Chrom: 5-15% (Gew.)
• - Eisen: Rest.

3. Ventilsitzring für einen Zylinderkopf eines Verbren­ nungmotors, dadurch gekennzeichnet, daß er zumindest teilweise aus der Gußlegierung nach Anspruch 1 besteht.