Verschleißfestigkeit von gesinterten Kettenrädern

In dieser Arbeit wird das Verschleißverhalten verschiedener pulvermetallurgischer Metalle für den Einsatz als Kettenradwerkstoff im Steuertrieb von Verbrennungsmotoren untersucht. Zu den untersuchten Werkstoffen zählen Sinterstähle mit unterschiedlichen Wärmebehandlungen und/oder Beschichtungssystemen sowie Sinteraluminium mit Hartpartikelverstärkung oder Beschichtungen. Zuerst wurden die Reibungs- und Bewegungsverhältnisse des Originalsystems untersucht. Darauf aufbauend wurden Parameter für Modell- und Aggregatversuche festgelegt. Eine Scheiben-Zylinder-Konfiguration in einem Schwing-Reib-Verschleiß-Prüfgerät wurde für die Modellversuche verwendet. Für die Aggregatversuche wurden zwei geschleppte Motorprüfstände konzipiert und aufgebaut. Die untersuchten Reibpaarungen wurden hinsichtlich ihres Reibungs- und Verschleißverhaltens bewertet.

Ergebnis dieser Arbeit ist die Bewertung der verschiedenen Kombinationen von Werkstoff, Wärmebehandlung und Beschichtung hinsichtlich der Eignung als Kettenradwerkstoff im Steuertrieb von Verbrennungsmotoren. In den Modellversuchen konnten verschiedene Wärmebehandlungen und/oder Beschichtungen identifiziert werden, die die Verschleißfestigkeit von Sinterstählen erhöhen können. Ebenfalls in den Modellprüfungen wurden Hartpartikelverstärkungen oder Beschichtungen identifiziert, die unterschiedliche Sinteraluminium-Werkstoffe hinsichtlich ihrer Verschleißfestigkeit verbessern.

Aus der Vielzahl der im Modellprüfstand untersuchten Werkstoffvarianten wurden sieben Sinterstähle sowie Sinteraluminium-Werkstoffe für die Untersuchungen im Aggregatprüfstand ausgewählt. Zwei Sinterstähle von diesen Varianten haben im Vergleich zur Referenz eine höhere Verschleißfestigkeit und eignen sich für die Serienfertigung von Nockenwellenkettenrädern.