DE10041638A1 - Spritzpulver für das Plasmaspritzen - Google Patents
Spritzpulver für das PlasmaspritzenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Spritzpulver für das Plasmaspritzen, insbesondere Laufbahnbeschichtungspulver, zum vorzugsweisen Herstellen von Zylinderlaufbahnen in einem Leichtmetallkurbelgehäuse, insbesondere einem Aluminiumkurbelgehäuse. Hierbei ist das Spritzpulver ein Al-Si-Verbundpulver.
Description
Die Erfindung betrifft ein Spritzpulver für das Plasmaspritzen, insbesondere
Laufbahnbeschichtungspulver, zum vorzugsweisen Herstellen von Zylinderlaufbahnen in
einem Leichtmetallkurbelgehäuse, insbesondere einem Aluminiumkurbelgehäuse,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum
Herstellen von Zylinderlaufbahnen in einem Leichtmetallkurbelgehäuse, insbesondere
einem Aluminiumkurbelgehäuse, mittels Plasmaspritzen, wobei einem Plasmabrenner
ein Spritzpulver zugeführt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Die für Zylinderkurbelgehäuse vorwiegend eingesetzten untereutektischen Aluminium-
Silizium-Legierungen sind aufgrund des zu geringen Anteils der verschleißfesten
Siliziumphase für die tribologische Beanspruchung des Systems Kolben-Kolbenring-
Zylinderlaufbahn ungeeignet. Übereutektische Legierungen, z. B. die Legierung
AlSil7Cu4Mg, besitzen einen ausreichenden Anteil an Siliziumkristalliten. Dieser harte,
verschleißbeständige Gefügebestandteil wird durch chemische und/oder mechanische
Bearbeitungsstufen gegenüber der aus dem Aluminiummischkristall bestehenden Matrix
hervorgehoben und bildet einen erforderlichen Tragflächenanteil. Nachteilig wirkt sich
jedoch die gegenüber den untereutektischen und naheutektischen Legierungen
mangelhafte Vergießbarkeit, die schlechte Bearbeitbarkeit und die hohen Kosten für
diese Legierung aus.
Eine Möglichkeit zur Umgehung dieses Nachteils ist das Eingießen von Laufbuchsen aus
verschleißbeständigem Material wie z. B. Grauguß. Problematisch ist hier jedoch die
Verbindung zwischen Buchse und Umguß, welcher alleine durch eine mechanische
Verzahnung gewährleistet wird. Durch Einsatz eines porösen keramischen
Buchsenwerkstoffs ist es möglich, beim Gießprozeß diesen zu infiltrieren und zu einer
stofflichen Verbindung zu gelangen. Dazu ist eine langsame Formfüllung sowie die
Anwendung von hohem Druck erforderlich, was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens
erheblich herabsetzt.
Alternativ ist es aus der DE 195 40 572 C2 bekannt, eine Verschleißschicht auf eine
entsprechende Fläche aus einer Aluminiumlegierung mittels thermischen Spritzen
aufzubringen. Hierzu wird ein Spritzpulver bestehend aus Molybdän- und Stahlpulver
verwendet. Der Molybdänanteil beträgt hierbei 20 bis 60%.
Die bei einer derartigen Herstellung von verschleißfesten Beschichtungen bisher
zugeführte Pulver (Substrate) haben einen Gußeisen-, Stahl- oder Eisenmolybdän-
Charakter und daher einen anderen Ausdehnungskoeffizienten und andere
Wärmeleitzahlen als das Matrix-Material des Werkstückes (Zylinderkurbelgehäuse).
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes
Laufbahnbeschichtungspulver der obengenannten Art, das für thermisches Spritzen mit
einem Plasmabrenner zur Herstellung von Zylinderlaufbahnen in einem
Leichtmetallkurbelgehäuse geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Spritzpulver der o. g. Art mit den in
Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Spritzpulver ein AlSi-Verbundpulver,
wie beispielsweise AlSi 20 bis AlSi 50 ist.
Dies hat den Vorteil, daß ein Verbundspritzpulver für thermisches Spritzen mit einem
Plasmabrenner zur Verfügung steht, das für die Erstellung von Zylinderlaufbahnen in
einem Leichtmetallkurbelgehäuse, wie beispielsweise einem Aluminiumkurbelgehäuse,
geeignet ist und nahezu den gleichen Ausdehnungskoeffizienten und nahezu die gleiche
Wärmeleitzahl wie die Matrix, also beispielsweise Aluminium, hat.
Das Spritzpulver ist bevorzugt schutzgasverdüst und enthält zweckmäßigerweise weitere
Hartstoffe.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der
Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen Figur
schematisch eine Herstellung einer Oberflächenbeschichtung mit einem
erfindungsgemäßen Spritzpulver.
Die in der einzigen Figur dargestellte Vorrichtung umfaßt einen Plasmabrenner 10 mit
einer Flamme 12. Diese Vorrichtung dient zum Herstellen einer verschleißfesten,
tribologischen Zylinderlauffläche 22 in einem Zylinder 24 eines nicht dargestellten
Kurbelgehäuses einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine für laufende Kolben.
Der Plasmabrenner 10 wird innerhalb des Zylinder 24 in Pfeilrichtung 25 vorgeschoben
und trägt in einem Beschichtungskegel 26 die Zylinderlauffläche 22 auf eine
Zylinderwand 28 auf. Zum Rundumbeschichten der Zylinderwand 28 ist der
Plasmabrenner 10 ferner in Pfeilrichtung 30 um eine Achse 32 drehbar. Der
Plasmabrenner 10 weist in einem Behälter 34 ein erfindungsgemäßes Spritz- bzw.
Beschichtungspulver 36 auf, welches über ein Rohr 38 zur Flamme 12 gelangt. Dort wird
das Beschichtungspulver 36 entsprechend Erhitzt und ggf. umgeben von Schutzgas 40,
wie beispielsweise Stickstoff oder Argon, auf die Zylinderwand 28 aufgetragen.
Das Spritzpulver 36 umfaßt erfindungsgemäß schutzgasverdüstes AlSi 20 bis AlSi 50,
d. h. ein jeweiliger Si-Anteil in dem Al-Si-Verbundpulver beträgt 20 Gew.-% bis
50 Gew.-% bezogen auf den Aluminiumanteil. Hierbei beinhaltet das Spritzpulver
abgesehen von Verunreinigungen entweder ausschließlich Al und Si oder alternativ
weitere Hartstoffe. Sofern das Verbundpulver weitere Bestandteile umfaßt beträgt der Si-
Anteil alternativ 20 Gew.-% bis 50 Gew.-% bezogen auf alle übrigen Bestandteile, wie
Aluminium und Hartstoffe. Mittels einer Honbearbeitung mit einer Honahle der
beschichteten Zylinderwand 28 erfolgt anschließenden eine Freilegung der tragenden Si-
Karbide.
10
Plasmabrenner
12
Flamme
22
Zylinderlauffläche
24
Zylinder
25
Vorschubrichtung
26
Beschichtungskegel
28
Zylinderwand
30
Drehrichtung
32
Achse
34
Behälter
36
Spritz- bzw. Beschichtungspulver
38
Rohr
40
Schutzgas
Claims (5)
1. Spritzpulver für das Plasmaspritzen, insbesondere Laufbahnbeschichtungspulver,
zum vorzugsweisen Herstellen von Zylinderlaufbahnen in einem
Leichtmetallkurbelgehäuse, insbesondere einem Aluminiumkurbelgehäuse, dadurch
gekennzeichnet, daß das Spritzpulver ein Al-Si-Verbundpulver ist.
2. Spritzpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundpulver
AlSi 20 bis AlSi 50 ist.
3. Spritzpulver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses
schutzgasverdüst ist.
4. Spritzpulver nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß dieses weitere Hartstoffe enthält.
5. Verfahren zum Herstellen von Zylinderlaufbahnen in einem
Leichtmetallkurbelgehäuse, insbesondere einem Aluminiumkurbelgehäuse, mittels
Plasmaspritzen, wobei einem Plasmabrenner ein Spritzpulver zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß als Spritzpulver ein Verbundpulver gemäß
wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird.
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DE10041638.1A DE10041638B4 (de) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | Laufbahnbeschichtungspulver für das Plasmaspritzen und Verfahren zum Herstellen von Zylinderlaufbahnen |
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DE10041638.1A Expired - Fee Related DE10041638B4 (de) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | Laufbahnbeschichtungspulver für das Plasmaspritzen und Verfahren zum Herstellen von Zylinderlaufbahnen |
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DE (1) | DE10041638B4 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7056596B2 (en) * | 2002-06-27 | 2006-06-06 | Bwg Gmbh & Co. Kg | Method for coating a surface of a track component, in addition to a track component |
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US5196471A (en) * | 1990-11-19 | 1993-03-23 | Sulzer Plasma Technik, Inc. | Thermal spray powders for abradable coatings, abradable coatings containing solid lubricants and methods of fabricating abradable coatings |
DE19729017C2 (de) * | 1997-07-08 | 2001-10-31 | Federal Mogul Burscheid Gmbh | Zylinderlaufbuchse |
-
2000
- 2000-08-24 DE DE10041638.1A patent/DE10041638B4/de not_active Expired - Fee Related
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US7056596B2 (en) * | 2002-06-27 | 2006-06-06 | Bwg Gmbh & Co. Kg | Method for coating a surface of a track component, in addition to a track component |
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Publication number | Publication date |
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