DE102005018277B4

DE102005018277B4 - Process for honing hard-particle-reinforced surfaces and honing tool

Info

Publication number: DE102005018277B4
Application number: DE200510018277
Authority: DE
Inventors: Josef Schmid
Original assignee: Elgan Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
Current assignee: Elgan Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2011-09-15
Anticipated expiration: 2025-04-15
Also published as: DE102005018277A1

Abstract

Verfahren zum Honen hartstoffpartikelverstärkter Oberflächen, insbesondere von aus Leichtmetall-Legierungen hergestellten Zylinderlaufflächen bei der Herstellung von Motorblöcken und Kurbelgehäusen für Verbrennungskraftmaschinen, mit einer Struktur-Honoperation, bei der in der Oberfläche (12) überwiegend materialformend eine Rillenstruktur (14) erzeugt wird, ohne die Hartstoffpartikel (13) zu zerstören, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturhonen nach einem spanabhebenden, Riefen erzeugenden und Hartstoffpartikel zerstörenden Basis-Honvorgang und einem darauf folgendem Glatthonen vorgenommen wird, bei dem die Oberfläche (12) bis auf den Grund der Riefen unter Entfernung der zerstörten Hartstoffpartikel glattgehont wird.Method for honing surfaces reinforced with hard material particles, in particular cylinder sliding surfaces made of light metal alloys in the production of engine blocks and crankcases for internal combustion engines, with a structure honing operation in which a groove structure (14) is produced in the surface (12) mainly by material forming, without the To destroy hard material particles (13), characterized in that the structure honing is carried out after a basic honing process that removes grooves, creates grooves and destroys hard material particles, and a subsequent smooth honing, in which the surface (12) is carried out down to the bottom of the grooves while removing the destroyed Hard material particles are honed smooth.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Honen hartstoffpartikelverstärkter Oberflächen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Honwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for honing hard particle-reinforced surfaces according to the preamble of claim 1 and a honing tool for carrying out the method.

Im Motorenbau werden wegen verschiedener Vorteile häufig Leichtmetalle als Werkstoffe für Motorblöcke und damit auch für Zylinderlaufflächen eingesetzt. Auch derartige ölgeschmierte Flächen unterliegen aber einem Verschleiß, der möglichst niedrig gehalten werden soll. Gleichzeitig soll der Ölverbrauch, und zwar vor allem die verbrauchte, also verbrannte Ölmenge, gering gehalten werden.In engine construction, light metals are often used as materials for engine blocks and thus also for cylinder running surfaces because of various advantages. However, such oil-lubricated surfaces are subject to wear, which should be kept as low as possible. At the same time, the oil consumption, especially the used, so burned amount of oil to be kept low.

Es hat sich gezeigt, dass Zylinderlaufflächen, auf denen hauptsächlich die Kolbenringe des Kolbens laufen, zur Haltung des Schmieröls nicht zu glatt sein dürfen, sondern Ölhaltevertiefungen enthalten sollen.It has been found that cylinder running surfaces, on which mainly run the piston rings of the piston, should not be too smooth to hold the lubricating oil, but should contain oil retaining wells.

Dazu ist das sog. Plateauhonen und als weitere Verbesserung das Gleithonen entwickelt worden. Dabei wird durch ein Basishonen mit etwas groberen Schneidmitteln eine Struktur mit sich kreuzenden Honriefen geschaffen. Durch nachträgliches Glatthonen werden dann die „Gipfel” abgetragen, so dass die Oberfläche mikroskopisch aus Plateaus und dazwischen liegenden „Tälern” für die Ölhaltung besteht.For this purpose, the so-called. Plateauhonen and as further improvement the Gleithonen has been developed. In this case, a base with slightly coarser cutting means creates a structure with crossing Honriefen. By subsequent glatthonen the "peaks" are then removed, so that the surface microscopically consists of plateaus and intervening "valleys" for oil conservation.

Dies ist für Zylinderlaufflächen aus Grauguß oder ähnlichen weitgehend homogenen Werkstoffen bestens geeignet. Leichtmetalle, wie Aluminium oder ähnliche Legierungen, sind aber sehr weich und damit fress- und verschleißgefährdet. Sie werden daher oft mit Hartstoffen verstärkt, die in die Metallmatrix eingelagert sind. Es können beispielsweise übereutektische Aluminium-Silicium-Legierungen verwendet werden, bei denen sich in der Metallstruktur Hartstoffpartikel aus Silicium bilden. Wenn man diese nach den vorher beschriebenen Plauteau-Honverfahren bearbeiten würde, bestünde die Gefahr, dass die im Bereich der Basis-Honriefen zerstörten Silicium-Partikel die Lauffähigkeit der Oberfläche nicht ermöglichen könnten.This is best suited for cylinder running surfaces made of gray cast iron or similar largely homogeneous materials. Light metals, such as aluminum or similar alloys, are very soft and therefore prone to wear and tear. They are therefore often reinforced with hard materials embedded in the metal matrix. For example, hypereutectic aluminum-silicon alloys may be used in which hard-material particles of silicon are formed in the metal structure. If one worked on them using the previously described Plauteau honing method, there would be a risk that the silicon particles destroyed in the area of the base honing marks would not allow the surface to run smoothly.

Das europäische Patent EP 0 818 271 B1 beschreibt ein Verfahren zur Bearbeitung von aus Leichtmetallegierungen, insbesondere Aluminium-Legierungen, hergestellten Zylinderlaufflächen bei der Herstellung von Motorblöcken und Kurbelgehäusen für Verbrennungskraftmaschinen, mit eingelagerten körnigen oder faserigen Hartstoffphasen zur Erzeugung tribologisch geeigneter Eigenschaften. Dabei werden die Hartstoffphasen durch mechanisches Zurücksetzen der Leichtmetallmatrix freigelegt. Hierzu wird ein dreistufiges Verfahren vorgeschlagen, bei dem zunächst eine Formhonung unter Verwendung von Diamanthonleisten und danach eine Zwischenhonung zum Abtragen der zerstörten Oberflächenschichten durchgeführt werden, bevor eine Honung zum Freilegen der Hartstoffphasen ausgeführt wird. Beim Freilegungshonen werden Honwerkzeuge verwendet, die relativ feinkörnige (600 bis 800 mesh) harte Schneidstoffpartikel aus Korund oder Siliziumcarbid aufweisen, welche derart in einer elastisch nachgiebigen Matrix eingelagert sind, dass sie von den Hartstoffen unter elastischer Verformung der Honleisten-Matrix zurückgedrückt werden, so dass sie die Hartstoffe der Aluminium-Legierung nicht abrasiv abtragen, sondern nur an den Kanten verrunden.The European patent EP 0 818 271 B1 describes a method for the machining of cylinder surfaces made of light metal alloys, in particular aluminum alloys, in the production of engine blocks and crankcases for internal combustion engines, with incorporated granular or fibrous hard material phases for producing tribologically suitable properties. The hard material phases are exposed by mechanical reset of the light metal matrix. For this purpose, a three-stage process is proposed in which first a shaping honing using Diamanthonleisten and then a Zwischenhonung for removing the destroyed surface layers are performed before a honing to expose the hard material phases is performed. In honing honing honing tools are used, the relatively fine-grained (600 to 800 mesh) hard cutting particles of corundum or silicon carbide, which are embedded in an elastically resilient matrix so that they are pushed back from the hard materials with elastic deformation of the honing stone matrix, so that they do not abrade the hard materials of the aluminum alloy, but only round off at the edges.

Die deutsche Patentanmeldung DE 199 56 306 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bearbeiten von Oberflächen, insbesondere von Zylinderlaufflachen an Brennkraftmaschinen mit einem aus einer Leichtmetall-Legierung bestehenden Zylinderkurbelgehäuse. Dabei werden in die Zylinderlaufflächen, die mittels Laser aufgeschmolzen werden, Partikel eines härteren Materials einlegiert. Nachfolgend werden die Zylinderlaufflachen gehont. Die feinkristalline Schicht bedarf zur Freilegung keiner Ätzung. Vielmehr erfolgt eine weitere mechanische Bearbeitung mittels einer feinklassierten Honahle. In diesem Verfahrensschritt wird die Leichtmetall-Matrix zurückgestellt, d. h., die Kristalle des härteren Materials werden mechanisch freigelegt und stehen als Plateauflächen gegenüber der sonstigen Oberfläche hervor. Danach erfolgt eine weitere mechanische Bearbeitung mittels einer Honahle. In diesem Verfahrensschritt werden die Zylinderlaufflächen feinstrukturiert, indem zusätzliche kleine Vertiefungen (maximale Tiefe 2 µm, vorzugsweise zwischen 0,1 µm und 0,5 µm) in die Oberfläche eingebracht werden. Diese Ausgestaltung soll Vorteile für den Betrieb der Brennkraftmaschine in der Einlaufphase bringen, indem die Ölversorgung begünstigt wird.The German patent application DE 199 56 306 A1 describes a method for machining surfaces, in particular of cylinder running surfaces on internal combustion engines with a cylinder crankcase consisting of a light alloy. In this case, particles of a harder material are alloyed into the cylinder surfaces, which are melted by means of laser. Subsequently, the cylinder surfaces are honed. The fine-crystalline layer requires no etching for exposure. Rather, there is a further mechanical processing by means of a finely graded hone. In this process step, the light metal matrix is reset, ie, the crystals of the harder material are exposed mechanically and stand out as plateau surfaces relative to the other surface. Thereafter, a further mechanical processing by means of a Honahle. In this process step, the cylinder surfaces are finely structured by additional small wells (maximum depth 2 microns, preferably between 0.1 microns and 0.5 microns) are introduced into the surface. This embodiment is intended to bring advantages for the operation of the internal combustion engine in the run-in phase by the oil supply is favored.

Aufgabe und LösungTask and solution

Die Erfindung bezweckt, ein Honverfahren und ein Honwerkzeug zu schaffen, mit dem auch hartstoffpartikelverstärkte Oberflächen in Bezug auf Verschleißarmut, gute Lauffähigkeit und Ölhaltung sowie geringen Ölverbrauch zu bearbeiten sind.The invention aims to provide a honing method and a honing tool, with the hardstoffpartikelverstärkte surfaces are to be processed in terms of low wear, good running and oil maintenance and low oil consumption.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1.

Bei der Erfindung wird eine Strukturhonoperation verwendet, bei der die Oberfläche eine Rillenstruktur erhält, ohne dass dabei die Hartstoffpartikel in größerem Umfang, wie z. B. bei der typischen Basishonung, zerstört werden. Bei einer Verwirklichung der Erfindung geschieht das materialformend, und nicht in erster Linie materialabtragend wie beim üblichen Honen.In the invention, a Strukturhonoperation is used in which the surface receives a groove structure, without causing the hard particles to a larger extent, such as. B. in the typical basis, destroyed. In an embodiment of the invention, the material forming, and not primarily material removal takes place as in conventional honing.

Vorteilhaft können die Rillen dabei einen mittleren Abstand von 50 bis 2000 µm und eine Rillentiefe zwischen 0,2 und 10 µm haben. Dieser relativ große Rillenabstand zusammen mit einer geringen Rillenbreite gewährleisten eine ausreichende Ölversorgung der Zylinderlauffläche bei gleichzeitig niedrigem Ölverbrauch. Der geringe Oberflächenanteil der Rillen, an denen das in den Rillen gehaltene Öl dem Zylinderinneren zugewendet ist, verringert die Ölverluste durch Verdampfung und mechanischen Transport in den Brennraum. Advantageously, the grooves can have a mean distance of 50 to 2000 microns and a groove depth between 0.2 and 10 microns. This relatively large groove spacing along with a small groove width ensure adequate oil supply to the cylinder surface while low oil consumption. The small surface portion of the grooves, where the oil held in the grooves facing the cylinder interior, reduces the oil losses through evaporation and mechanical transport into the combustion chamber.

Dadurch, dass das Material zur Bildung der Rillen verformt und so wenig wie möglich abgetragen wird, werden die eingelagerten Schneidstoffpartikel kaum zertrümmert, sondern eher verdrängt oder umgangen.The fact that the material is deformed to form the grooves and removed as little as possible, the embedded cutting material particles are hardly smashed, but rather displaced or bypassed.

Das vorher beschriebene Strukturhonen wird vorteilhaft ausgehend von einer im wesentlichen glatt gehonten Oberfläche ausgeführt. Diese kann wiederum erzeugt werden, indem eine übliche Vorhonung vorausgeschickt wird, der u. a. auch zur Form- und Maßkorrektur eingesetzt wird. Bei ihm werden zwar u. U. Hartstoffpartikel zerstört. Durch das nachfolgende Glatthonen wird dann aber die Hartstoffpartikel-Bruchstücke enthaltende Schicht abgetragen, so dass die glatte Oberfläche für das Strukturhonen entsteht.The pattern honing described above is advantageously carried out starting from a substantially smoothly honed surface. This can in turn be generated by a common Vorhonung is sent ahead, the u. a. also used for shape and dimension correction. With him, u. U. Hard material particles destroyed. The subsequent smoothing, however, then removes the layer containing the hard material particle fragments, so that the smooth surface results for pattern honing.

Da sich an den Rändern der Riefen durch die Verformung u. U. Wülste, Grate oder dgl. bilden, wird vorteilhaft eine Entgrat-Honoperation nachgeschaltet, bei der gleichzeitig die Hartstoffpartikel freigelegt werden können, indem die hartstofffreie, weichere Oberfläche stärker abgetragen wird. Hierzu sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, u. a. das in der EP 0 818 271 B1 beschriebene.Since at the edges of the grooves by the deformation u. U. beads, burrs or the like. Forming is advantageously followed by a deburring honing operation, in which at the same time the hard material particles can be exposed by the hard-material-free, softer surface is removed more. For this purpose, various methods have been developed, including those in the EP 0 818 271 B1 described.

Bei einer Verwirklichung der Erfindung kann bei der Strukturhon-Operation in der Oberfläche ebenfalls eine Rillenstruktur erzeugt werden, die die Hartstoffpartikel nicht zerstört, indem die Schneidmittelkörner relativ zur Oberfläche vertikal und lateral elastisch ausweichen. Die EP 0 818 271 B1 beschreibt zwar die Anordnung von Schneidstoffpartikeln in einer nachgiebigen Matrix von Honleisten, jedoch in ihrer Verwendung für die Freilegung der Hartstoffpartikel und nicht für das Material verformende Strukturhonen. Auch eine Verwendung weicherer Schneidmittel als die Hartstoffe ist möglich.In an implementation of the invention, in the structure honing operation in the surface, a groove structure can also be produced which does not destroy the hard material particles by elastically deflecting the cutting agent grains vertically and laterally relative to the surface. The EP 0 818 271 B1 Although describes the arrangement of cutting material particles in a resilient matrix of honing stones, but in their use for the exposure of the hard particles and not for the material deforming Strukturhonen. It is also possible to use softer cutting agents than the hard materials.

Es wird also bevorzugt ein Verfahren zum Honen von Metall-Zylinderlaufflächen von Verbrennungsmotoren geschaffen, die in der Lauffläche Partikel oder Fasern enthalten. Dazu werden zur Schmierstoffhaltung erforderliche Rillen in die vorher glatt bearbeitete Oberfläche überwiegend materialverdrängend bzw. -formend eingebracht. Dabei werden die Hartstoffpartikel nur im Bereich der Rillen teilweie zerstört. Die durch die Materialverdrängung entstandenen Randwülste werden danach im Zuge einer Freilegung der Hartstoffpartikel entfernt. Durchgeführt wird dieses Verfahren mit einem wie ein Honwerkzeug aufgebauten Werkzeug in wenigen Umdrehungen und Doppelhüben, wobei auf der Honwerkzeugoberfläche die Schneidmittelkörner mit relativ großem Abstand voneinander angebracht sind, um gezielt beabstandete Rillen einzubringen.Thus, it is preferable to provide a method for honing metal cylinder surfaces of internal combustion engines that contain particles or fibers in the tread. For this purpose, grooves required for lubricant retention are introduced into the previously smoothly machined surface predominantly as material displacing or forming. The hard material particles are partially destroyed only in the region of the grooves. The edge beads formed by the material displacement are then removed in the course of exposing the hard material particles. This method is carried out with a built-up like a honing tool in a few revolutions and double strokes, wherein on the Honwerkzeugoberfläche the cutting medium grains are mounted at a relatively large distance from each other to introduce selectively spaced grooves.

Die vorstehenden und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischenüberschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.The foregoing and other features will become apparent from the claims and the description and drawings, wherein the individual features in each case alone or more in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous as well represent protectable versions for which protection is claimed here. The subdivision of the application into individual sections as well as subheadings does not restrict the general validity of the statements made thereunder.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

In der Zeichnung sind drei aufeinander folgende Verfahrensschritte schematisch und skizzenhaft dargestellt. Es zeigen:In the drawing, three consecutive process steps are shown schematically and sketchily. Show it:

1 ein Schnittdetail einer glatt gehonten Oberfläche mit Hartstoffpartikeleinlagerungen, 1 a sectional detail of a smoothly honed surface with hard material particle deposits,

2 eine materialformend bearbeiteten Oberflächenabschnitt, 2 a material-forming machined surface section,

3 den in 2 dargestellten Oberflächenabschnitt im Schnitt nach einer abschließenden Glatthon-Operation und 3 the in 2 surface section shown in section after a final Glatthon operation and

4 eine Darstellung der Kreuzungswinkel von Honspuren. 4 a representation of the crossing angle of honing marks.

Höhen- bzw. Tiefenverhältnisse (vertikale Abmessungen) sind in den schematischen Darstellungen stark überhöht gezeigt.Height and depth ratios (vertical dimensions) are shown greatly exaggerated in the schematic diagrams.

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment

1 zeigt ein Werkstück 11 mit einer Oberfläche 12, in das Hartstoffpartikel 13 eingelagert sind. Dargestellt sind lediglich in der Oberfläche befindliche Hartstoffpartikel. Bei ihnen kann es sich um in der Legierung unmittelbar ausgeschiedene Partikel handeln, beispielsweise um Silicium-Kristalle, die in einer übereutektischen Aluminium-Silicium-Legierung entstanden sind. Es wäre aber auch möglich, nichtmetallische Anteile auf andere Weise zu erzeugen oder dem Werkstoff beizugeben. Das Werkstück 11 besteht aus einem gegenüber Grauguß oder Stahl relativ weichen Material, vorzugsweise ein Leichtmetall, wie Aluminium oder einer solchen Legierung. 1 shows a workpiece 11 with a surface 12 , in the hard material particles 13 are stored. Shown are only in the surface located hard material particles. They may be particles precipitated directly in the alloy, for example, silicon crystals formed in a hypereutectic aluminum-silicon alloy. It would also be possible to produce non-metallic components in other ways or to add the material. The workpiece 11 consists of a relative gray cast iron or steel relatively soft material, preferably a light metal, such as aluminum or such an alloy.

Die Oberfläche 12 ist bevorzugt eine Zylinderlauffläche eines Verbrennungsmotors, die dazu bestimmt ist, mit darauf gleitenden Kolbenringen eines Kolbens ölgeschmiert zusammenzuwirken.The surface 12 is preferably a cylinder surface of an internal combustion engine, which is intended to cooperate with lubricating piston rings of a piston oil lubricated.

Die Oberfläche 12 ist makroskopisch glatt. Sie ist dadurch entstanden, dass nach einer Vor-Honoperation mit einem Honwerkzeug mit relativ groben Schneidmitteln, die hauptsächlich der Form- und Maßkorrektur diente, mittels eines Honwerkzeugs mit feinem Schneidmittel die glatte Oberfläche 12 erzeugt wurde. Dabei wurden auch Hartstoffpartikel, die durch die Basis-Honoperation zerstört wurden, mit abgetragen, so dass im wesentlichen nur fest im Material verankerte Hartstoffpartikel an der Oberfläche vorhanden sind und sich in diese im wesentlichen eben einfügen.The surface 12 is macroscopically smooth. It has arisen from the fact that after a pre-honing with a honing tool with relatively coarse cutting agents, which was mainly the shape and dimension correction, using a honing tool with fine cutting the smooth surface 12 was generated. Hard material particles, which were destroyed by the basic honing operation, were also removed, so that essentially only solid particles of hard material anchored in the material are present on the surface and essentially fit into them.

2 zeigt das Ergebnis der darauf folgenden Struktur-Honoperation. Diese erfolgte mit einem nicht dargestellten Honwerkzeug mit Schneidkörnern, die in üblicher Weise aus natürlichem oder künstlichem Diamant, kubischem Bornitrid (CBM), Siliciumcarbid oder anderen Schneidmittelwerkstoffen bestehen. Sie sind jedoch auf dem Honwerkzeug in relativ großem Abstand voneinander angeordnet, der sich in dem in 2 dargestellten Ergebnis durch den Abstand a zwischen zwei Rillen 14 dokumentiert. Die Zwischenbereiche 15 sind dagegen weitgehend unbearbeitet und auch beim Honwerkzeug nicht oder zumindest nicht mit grobem Schneidmittel belegt. 2 shows the result of the subsequent structure honing operation. This was done with a not shown honing tool with cutting grains, which consist in the usual way of natural or artificial diamond, cubic boron nitride (CBM), silicon carbide or other cutting materials. However, they are arranged on the honing tool at a relatively large distance from each other, located in the in 2 shown result by the distance a between two grooves 14 documented. The intermediate areas 15 On the other hand, they are largely unprocessed and are not or at least not covered with coarse cutting material in the case of the honing tool.

Die Rillen 14 entstehen nicht, wie beim üblichen Honen, durch Zerspanung bzw. Materialabtrag, sondern durch Materialverformung. Das Schneidmittelkorn, das natürlich keine so spitze Form hat, wie dies in der in vertikaler Richtung überhöhten Darstellung von 2 erscheint, pflügt oder ritzt die Oberfläche und verdrängt dabei Material zur Seite, was sich in den Wulsten 16 zu beiden Seiten der Rillen 14 zeigt. Der Abstand a zwischen den Rillen und damit auch zwischen den Schneidkörnern auf der Oberfläche des Honwerkzeugs kann 50 bis 2000 µm betragen und die Rillentiefe kann zwischen 0,2 und 10 µm liegen. Die Schneidmittelkorndichte kann zwischen 1,25 und 15 Vol.-% liegen und die Korngröße der Schneidmittelkörner kann bevorzugt zwischen 35 und 200 µm betragen. Gearbeitet wird mit einem Werkzeug ähnlich einem Honwerkzeug, das das Schneidmittel auf Honleisten oder -schalen bzw. -segmenten trägt. Es wird mit wenigen Umdrehungen und Doppelhüben gearbeitet. Vorzugsweise sollte die Zahl der Doppelhübe so gering wie möglich sein, jedoch möglichst einen vollständigen Doppelhub umfassen. Ein bis zehn Doppelhübe und 1 bis 50 Umdrehungen des Honwerkzeuges sind möglich. Der durch die beim Honen übliche Hubbewegung in Abstimmung mit der Drehung des Honwerkzeuges erzeugte Kreuzungswinkel zwischen den Rillen kann in einem üblichen Bereich zwischen 20 und 160° liegen (4).The grooves 14 do not arise, as in the usual honing, by cutting or material removal, but by material deformation. The cutting medium grain, of course, does not have such a sharp shape, as in the vertically outlined representation of 2 appears, plows or scratches the surface, displacing material to the side, resulting in the beads 16 on both sides of the grooves 14 shows. The distance a between the grooves and thus also between the cutting grains on the surface of the honing tool can be 50 to 2000 microns and the groove depth can be between 0.2 and 10 microns. The cutting center grain density may be between 1.25 and 15% by volume, and the grain size of the cutting agent grains may preferably be between 35 and 200 μm. Work is done with a tool similar to a honing tool, which carries the cutting means on honing stones or shells or segments. It is worked with a few turns and double strokes. Preferably, the number of double strokes should be as low as possible, but preferably include a full double stroke. One to ten double strokes and 1 to 50 revolutions of the honing tool are possible. The crossing angle between the grooves produced by the stroke movement usual in honing in coordination with the rotation of the honing tool can be in a usual range between 20 and 160 ° ( 4 ).

Anschließend an das Strukturhonen wird in einer Honoperation mit feineren Schneidmitteln die in 3 schematisch dargestellte Endstruktur der Oberfläche erzeugt. Diese Honoperation trägt sowohl die Randwulste 16 der Rillen 14 ab als auch einiges Leichtmetallmaterial zwischen den durch diese Honoperation nochmals geglätteten Oberflächen 17 der Schneidstoffpartikel 13, so dass diese über die endgültige Materialoberfläche 12a etwas hervorragen und somit eine Tragstruktur aus verschleißfestem hartem Material bilden, auf der die Kolbenringe verschleißarm laufen können. Diese nachfolgende Honoperation kann mit den beschriebenen Honwerkzeugen mit nachgiebiger Matrix durchgeführt werden, die von der Firma NAGEL Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH, Nürtingen, entwickelt wurden.Subsequent to the structuring honing, in a honing operation with finer cutting means the in 3 generated schematically illustrated end structure of the surface. This honing operation carries both the edge beads 16 the grooves 14 as well as some light metal material between the surfaces which have been further smoothed by this honing operation 17 the cutting material particles 13 So this over the final material surface 12a protrude slightly and thus form a support structure of wear-resistant hard material on which the piston rings can run wear. This subsequent honing operation can be carried out with the described honing tools with compliant matrix, which were developed by the company NAGEL Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH, Nürtingen.

Denkbar ist auch, dass vor dem Strukturhonen eine rauhere – aber mit im Vergleich zum Strukturhonen selbst mit geringerer Riefentiefe versehene – Operation erfolgt und nach dem Strukturhonen die Plateaus feiner geglättet werden. Optional erfolgt daraufhin eine bereits beschriebene Freilegungshonung.It is also conceivable that prior to pattern honing a rougher - but provided with compared to the structuring honing even with a lower groove depth - operation takes place and after the pattern honing the plateaus are finely smoothed. Optionally, an already described exposure takes place.

Durch die Erfindung wird also ein Verfahren und ein Honwerkzeug geschaffen, das in für das Honen untypischer Weise mit Materialverdrängung arbeitet und dabei in einer hartstoffpartikelverstärkten Oberfläche relativ gezielt Rillen einformt, die beste Schmierstoff-Halteeigenschaften haben, ohne dabei die Hartstoffpartikel zu zerstören.The invention thus provides a method and a honing tool which works with material displacement in an untypical manner for honing and thereby forms relatively well-defined grooves in a hard-material particle-reinforced surface, which have the best lubricant retention properties, without destroying the hard material particles.

Claims

Process for honing hard-particle-reinforced surfaces, in particular of cylinder surfaces produced from light metal alloys, in the production of engine blocks and crankcases for internal combustion engines, having a structure honing operation in which surface ( 12 ) predominantly material forming a groove structure ( 14 ) is generated without the hard particles ( 13 ), characterized in that the pattern honing is performed after a chip-removing, scoring-generating and hard-material particle-destroying basic honing process and a subsequent smoothing process, in which the surface ( 12 ) is smoothed to the bottom of the grooves with removal of the destroyed hard material particles.

A method according to claim 1, characterized in that after the pattern honing resulting by the material forming edge beads ( 16 ) on the sides of the grooves ( 14 ) are removed, preferably by a hard material particles ( 13 ) exposing processing.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the grooves ( 14 ) have a mean distance of 50 to 200 microns or from 0.2 to 10 microns groove depth.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pattern honing is carried out with a honing tool having a low cutting-agent grain density, in particular from 1.25 to 15% by volume.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pattern honing is carried out with a honing tool having a particle size of 35 to 200 μm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the structure honing in a few revolutions and Doppelhüben, preferably 1 to 10 double strokes and 1 to 50 revolutions is performed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the structure honing operation in the surface by cutting means with lower hardness than the hard material particles grooves ( 14 ), without the hard particles ( 13 ) to destroy.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the structure honing operation in the surface ( 12 ) by means of a honing tool with cutting medium grains having average particle sizes of 35 .mu.m to 200 .mu.m a groove structure ( 14 ), wherein the cutting medium grains relative to the surface ( 12 ) dodge vertically and laterally elastically.

Honing tool for carrying out the method according to any one of the preceding claims, characterized in that it has a Honbelag with a Schneidmittelkorndichte of 1.25 to 15 vol .-% and a particle size of 35 to 200 microns, wherein material-forming cutting grains mounted elastically evasive to the tool body are.