(57)【要約】摺動リングシールに使用可能な摺動リングおよび／またはカウンターリングを製造するための方法であって、熱伝導性の高いねずみ鋳鉄材から鋳造技術により摺動リングおよび／またはカウンターリングを作製し、少なくとも後でシールになる領域を機械的に加工し、最後にそれぞれのシール領域の表面にレーザ硬化を施すことによる方法。好ましくは、  Ｃ      ３．４〜３．９％  Ｓｉ    ２．２〜３．２％  Ｍｎ    ０．５〜１．０％  Ｃｒ    ０．１〜０．４％  Ｖ      最大０．１５％  Ｃｕ    ０．１〜０．７％  Ｐ      ０．３〜０．６％  Ｓ      最大０．１３％  Ｆｅ    残分、および混入不可避の不純物  を組成とする、層状グラファイトを含む鋳鉄を使用する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動リングシールに使用可能な摺動リングおよび／またはカウンターリング（１）を製造するための方法であって、熱伝導性の高いねずみ鋳鉄材料から鋳造技術により摺動リングおよび／またはカウンターリング（１）を作製し、少なくとも後でシールになる領域（４）を機械的に加工し、最後に前記それぞれもシール領域（４）の表面にレーザ硬化を施すことによる方法。
【請求項２】
摺動リングおよび／またはカウンターリング（１）が、下記の組成（単位は質量％）を有する、すなわち、
Ｃ      ３．４〜３．９％
Ｓｉ    ２．２〜３．２％
Ｍｎ    ０．５〜１．０％
Ｃｒ    ０．１〜０．４％
Ｖ      最大０．１５％
Ｃｕ    ０．１〜０．７％
Ｐ      ０．３〜０．６％
Ｓ      最大０．１３％
Ｆｅ    残分、および混入不可避の不純物
を組成とする、非合金（unlegierten)で、焼き入れされていず（unvergueteten)、層状グラファイト（Lamellengraphit)を含む鋳鉄から鋳造技術によって作製されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
熱伝導性の高いねずみ鋳鉄材料からなり、その断面がほぼ角張った形で、実質上径方向平面内を延びるシール領域（４）を有する本体（１）を含み、少なくとも前記シール領域（４）がレーザ硬化された表面を具備する、摺動リングシール用の摺動リングおよび／またはカウンターリング。
【請求項４】
運動装置のシール領域におけるシール要素として使用可能である、請求項３に記載の摺動リングおよび／またはカウンターリング。
【請求項５】
自動車のピニオン軸領域で、特に周速２０〜３５ｍ／秒の場合に使用可能である、請求項３または４に記載の摺動リングおよび／またはカウンターリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動リングシールに使用可能な摺動リングおよび／またはカウンターリングの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
摺動リングからなるシールは、ニッケル鋳物、スチールまたは薄鋼板など様々なチル鋳物材料（Hartguss)から製造される。これらの材料は、それぞれの適用例および供給元の如何に応じて使用される。従来、チル鋳物またはそれに匹敵する材料では、シール面を基準とする支配的周速の最高限度として１０ｍ／秒の値が適用されている。
【０００３】
米国特許第４，０９４，５１４号により、摺動リングシールにおける摺動リング（Gleitring）および／またはカウンターリング（Gegenring）の製造に使用できる耐磨耗性の改善された合金が公知になっている。この合金は以下の組成を有する。
【０００４】
Ｃ      ３．１０〜３．３５％
Ｍｎ    最大１．０％
Ｓｉ    約０．７５〜約１．４０％
Ｃｒ    約１６．５〜約１９．０％
Ｖ      約０．７５〜約２．０％
Ｍｏ    約２．５〜約４．０％
Ｃｏ    約０．２５〜約１．２５％
Ｗ      約１．７５〜約３．０％
Ｐ      ＜０．０４％
Ｓ      ＜０．０４％
Ｆｅ    残分、および混入不可避の不純物
特開昭６０−２００９５０号公報により、シール面の耐磨耗性に優れた摺動リングシールが公知になっている。以下の化学組成が示されている。
【０００５】
Ｃ                    ２．２〜３．８％
Ｓｉ                  ２．０〜４．０％
Ｍｎ                  ０．４〜２．０％
Ｃｕ                  ０．５〜４．０％
Ｎｉ                  ≦４．０％
Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ    ０．３〜１．３％
Ｍｏ                  ０．３〜１．５％（必要な限り）
Ｐ                    ≦０．５％
Ｓ                    ≦０．２％
Ｆｅ                  残分、および混入不可避の不純物
このシール面は、特定の表面構造を形成するために再溶融(umgeschmolzen）および冷却されている。
【０００６】
ロシア特許第１  ２１５２５５０号からは、摺動リングシールおよびその製造方法が得られる。その場合、摺動リングおよび／またはカウンターリングのシール面は、径方向に見て、硬度の高い領域と低い領域を有することになる。シール領域の高硬度部分は、表面硬化または然るべき合金加工によって、必要な場合にはレーザ照射と組み合わせて形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、周速の高い（＞１０ｍ／秒）領域においても摺動リングシールの使用を可能にする方法および材料を提案するという課題を基礎とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、摺動リングシールに使用可能な摺動リングおよび／またはカウンターリングを製造するための方法であって、摺動リングおよび／またはカウンターリングを熱伝導性の高いねずみ鋳鉄材料から鋳造技術によって作製し、少なくとも後でシールになる領域において機械的に加工し、続いて、それぞれのシール領域の表面をレーザ硬化にかけることによる方法によって解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
それぞれ、高い熱伝導性を有する、使用される摺動リングおよび／またはカウンターリング用の好ましい化学組成は、以下のように表される。
【００１０】
Ｃ      ３．４〜３．９％
Ｓｉ    ２．２〜３．２％
Ｍｎ    ０．５〜１．０％
Ｃｒ    ０．１〜０．４％
Ｖ      最大０．１５％
Ｃｕ    ０．１〜０．７％
Ｐ      ０．３〜０．６％
Ｓ      最大０．１３％
Ｆｅ    残分、および混入不可避の不純物
上記の課題は、熱伝導性の高いねずみ鋳鉄材料（Graugussmaterial)からなり、その断面がほぼ角張った形で、実質上径方向平面内を延びるシール領域を有する本体を含み、少なくともシール領域がレーザ硬化された表面を具備する、摺動リングシール用の摺動リングおよび／またはカウンターリングによっても解決される。
【００１１】
摺動リングおよび／またはカウンターリングは、好ましくは、運動（laufwerk：駆動あるいは走行）装置シール領域のシール要素として使用できるものとする。
【００１２】
本発明のもう１つの考えによれば、摺動リングおよび／またはカウンターリングは、特に周速２０〜３５ｍ／秒の範囲にある自動車ピニオン軸の領域で使用されるものとする。
【００１３】
使用されるねずみ鋳鉄材料は良好な熱伝導性を有する。このことは、上記の高い周速において現われる高い摩擦熱をできるだけ迅速に潤滑／冷却媒体に伝達する上で重要である。シール領域の表面に対する本発明に基づくレーザ硬化の結果、走行装置シール領域における周速の上昇が最適化される他に、レーザ硬化された表面の磨耗の著しい増大も達成できる。
【００１４】
例えばピニオン軸のシールによる試験によると、焼付き現象を起こすことなく、少なくとも２５ｍ／秒の周速が可能である。
【００１５】
鋳造技術で作製された金属製の摺動リングおよび／またはカウンターリングは、この材料が市販の通常の工作機械で、例えば旋盤加工によって機械的に加工することができるので、容易に製造することができる。レーザ硬化装置は、容易に調整できることから様々な直径の摺動リングおよび／またはカウンターリングの硬化が可能である。
【００１６】
シール領域の表面に対する本発明に基づくレーザ硬化により、摺動リングのシール稼動状態で甚だしい材料損失を伴う、従来使用されてきたコーティングも不要になる。
【００１７】
本発明の対象を例示的実施形態に則して図面に示し、以下に説明する。単一図は、さらには図示しない摺動リングシールの摺動リングまたはカウンターリング１を示している。摺動リングまたはカウンターリング１は、熱伝導性の高いねずみ鋳鉄材料からなり、例えば下記の組成（単位は質量％）を有する。
【００１８】
Ｃ      ３．６５％
Ｓｉ    ２．５５％
Ｍｎ    ０．８％
Ｃｒ    ０．２５％
Ｖ      ０．１０％
Ｃｕ    ０．４５％
Ｐ      ０．３５％
Ｓ      ０．０８％
Ｆｅ    残分、および混入不可避の不純物
上記元素の及ぶ範囲内の類似の組成も、もちろん考えられる。
【００１９】
摺動リングは、ほぼ角張った断面を有し、外周面２および内周面３の他にシール領域４を有する。少なくともシール領域４は、鋳造過程に続いて機械加工を施さられる。シール領域４は、例えば周速３０ｍ／秒レベルの運動装置用シールとして使用されるために、レーザ工具５を使用して表面硬化が施される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】摺動リングおよび／またはカウンターリングの構造を示す図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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