ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
RF-Bias Sputtered TiN-Coatings to Reduce Wear of Cast-Iron Piston RingsBy means of the reactive r.f. magnetron sputtering process TiN coatings with a thickness of 2.5 m̈m and 6 m̈m respectively, have been deposited onto piston rings made of cast iron.The coated piston rings have been tribologically tested using a model wear test, the so called short stroke test, which allows simultaneous testing of eight rings.This test method involves the most important stress features of the fired motor so that a good simulation of the stress conditions under which the piston rings and cylinder linings are working, is achieved. The results found with the short stroke test are compareable to those found with a fired test motor.The test was performed using TiN coated, uncoated and hardchromium electroplated cast iron rings.The reduction of the total wear of the rings and cylinder linings using a 6 m̈m thick TiN coating was 85° compared to the uncoated rings and 50° compared to the chromium coated rings.The adhesion of the TiN coatings is excellent and even the graphite inclusions on the cast iron surface did not lead to any adhesion failure of the coatings under the present stress conditions.
Notes:
Mit Hilfe des reaktiven Hochfrequenz-Magnetron-Kathodenzerstäbungsverfahrens wurden 2,5 m̈m und 6 m̈m starke TiN-Schichten auf Kolbenringen aus Grauguß abgeschieden.Zur Untersuchung der Gebrauchseigenschaften dieser Schichten unter den komplexen tribologischen Bedingungen, denen die Bauteilpaarung „Zylinderlaufbuchse - Kolbenring“ im gefeuerten Motor unterliegt, wurde ein außermotorisches Prüfverfahren herangezogen.Der sogenannte Kurz-Hub-Versuch bietet die Möglichkeit, bis zu acht Kolbenringe gleichzeitig zu testen.Die Beachtung der im gefeuerten Motor wirksamen Beanspruchungskomponenten erlaubt eine sehr genaue Simulation der dort vorliegenden Verhältnisse und ermöglicht mit Hilfe des Prüfversuchs, das Verschleißverhalten der Reibpaarung „Zylinder-Kolbenringlauffläche“ so zu bewerten, wie mit einem gefeuerten Prüfstandsmotor.Die TiN-beschichteten Ringe wurden mit unbeschichteten Graugußringen und mit hartverchromten Kolbenringen verglichen. Durch den Einsatz einer 6 m̈m starken TiN-Schicht konnte der lineare Gesamtverschleiß (Ring + Zylinder) gegenüber den unbeschichteten Ringen um 85° und gegenüber den hartverchromten Ringen um 50° verringert werden.Die Haftung der Schichten auf dem Grauguß erweist sich als sehr gut und wird auch durch Graphiteinlagerungen an der Ringoberfläche unter den vorliegenden Beanspruchungsbedingungen nicht beeinträchtigt.
Additional Material:
8 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19890200506
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