DE102010042249A1 - Method for coating a component arranged in operative connection with fuel, designed as a fuel injection component, and arrangement of two components - Google Patents

Method for coating a component arranged in operative connection with fuel, designed as a fuel injection component, and arrangement of two components Download PDF

Info

Publication number
DE102010042249A1
DE102010042249A1 DE102010042249A DE102010042249A DE102010042249A1 DE 102010042249 A1 DE102010042249 A1 DE 102010042249A1 DE 102010042249 A DE102010042249 A DE 102010042249A DE 102010042249 A DE102010042249 A DE 102010042249A DE 102010042249 A1 DE102010042249 A1 DE 102010042249A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
components
fuel
oxide layer
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102010042249A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Ellenschlaeger
Karl-Otto Englert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102010042249A priority Critical patent/DE102010042249A1/en
Priority to EP11180417.5A priority patent/EP2439307B1/en
Publication of DE102010042249A1 publication Critical patent/DE102010042249A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/10—Oxidising
    • C23C8/12—Oxidising using elemental oxygen or ozone
    • C23C8/14—Oxidising of ferrous surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/10—Oxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/10—Oxidising
    • C23C8/12—Oxidising using elemental oxygen or ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/80—After-treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/166—Selection of particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9038—Coatings

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines in Wirkverbindung mit Kraftstoff angeordneten, als Kraftstoffeinspritzkomponente ausgebildeten Bauteils (1, 2), bei dem die Beschichtung nach der Fertigung des Bauteils (1, 2) an einer Oberfläche des Bauteils (1, 2) ausgebildet wird, wobei die Beschichtung als Oxidschicht (11, 13) ausgebildet ist und als Anti-Haft-Beschichtung gegen Alterungs- bzw. Ablagerungsbestandteile des Kraftstoffs wirkt.The invention relates to a method for coating a component (1, 2) which is arranged in operative connection with fuel and is designed as a fuel injection component, in which the coating is formed on a surface of the component (1, 2) after the component (1, 2) has been manufactured , wherein the coating is designed as an oxide layer (11, 13) and acts as a non-stick coating against aging or deposition components of the fuel.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines in Wirkverbindung mit Kraftstoff angeordneten, als Kraftstoffeinspritzkomponente ausgebildeten Bauteils und eine Anordnung zweier Bauteile. Bei der Anordnung ist es dabei insbesondere vorgesehen, dass die beiden Bauteile hierbei ein mit einem Führungsspiel zueinander angeordnet sind.The invention relates to a method for coating a component, which is arranged in operative connection with fuel and designed as a fuel injection component, and an arrangement of two components. In the arrangement, it is particularly provided that the two components are arranged one another with a guide play to each other.

Insbesondere bei zukünftigen Kraftstoffeinspritzsystemen ist ein immer größer werdender Anteil von alternativen Kraftstoffen, im Falle von Dieseleinspritzsystemen insbesondere von Biodiesel, vorgesehen. Derartige alternative Kraftstoffe neigen jedoch zur Produktion von Alterungsprodukten, die sich an den Oberflächen der Kraftstoffeinspritzkomponenten bilden bzw. ablagern. Dies hat zur Folge, dass sich das zur Bewegung eines ersten Bauteils, das in einem zweiten Bauteil geführt ist, erforderliche Führungsspiel im Laufe der Zeit durch die sich ablagernden Alterungsprodukte nach und nach verringert, was zu einer Erhöhung der Reibung zwischen den beiden Bauteilen durch Erzeugen einer Klebekraft infolge der Ablagerungen führt. Im Falle beispielsweise eines Kraftstoffinjektors, bei der ein zylindrisches Bauteil in Form insbesondere einer Ventilnadel in einer Bohrung in einem Injektorgehäuse geführt ist, kann dies zur Folge haben, dass der Antrieb zum Betätigen der Ventilnadel die erforderlichen Stellkräfte nicht mehr aufbringen kann. Dies kann zu einem verzögerten oder nicht stattfindenden Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine führen.Especially in future fuel injection systems, an ever-increasing proportion of alternative fuels is provided, in the case of diesel injection systems, in particular of biodiesel. However, such alternative fuels tend to produce aging products that build up or deposit on the surfaces of the fuel injection components. As a result, the guide play required for moving a first component guided in a second component is gradually reduced over time by the aging products deposited, which leads to an increase in the friction between the two components an adhesive force due to the deposits leads. In the case of, for example, a fuel injector, in which a cylindrical component in the form of, in particular, a valve needle is guided in a bore in an injector housing, this can have the consequence that the actuator for actuating the valve needle can no longer apply the required actuating forces. This can lead to a delayed or non-occurring injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.

Es hat sich hierbei herausgestellt, dass beim Einsatz von Biodiesel sich die Ablagerungen bzw. Alterungsprodukte durch deren polaren Charakter der Fettsäuren an den metallischen Oberflächen der Bauteile absetzen bzw. haften. Da auf der anderen Seite eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Komponenten des Einspritzsystems erwünscht ist, besteht weiterhin die Tendenz zur Verringerung des angesprochenen Führungsspiels zwischen Bauteilen, um Leckageverluste zu verringern, die in den Gesamtwirkungsgrad des Kraftstoffeinspritzsystems negativ eingehen. Da die Tendenz zur Ablagerung der Alterungsprodukte umso größer ist, je geringer ein durchströmter Führungsspalt ausgebildet ist, wird die Tendenz zu Ablagerungen durch die angesprochenen engen Führungsspiele zusätzlich verstärkt.It has been found that when using biodiesel, the deposits or aging products settle or adhere to the metallic surfaces of the components due to their polar character of the fatty acids. On the other hand, since an improvement in the efficiency of the components of the injection system is desired, there is still a tendency to reduce the mentioned guide clearance between components in order to reduce leakage losses, which are negative in the overall efficiency of the fuel injection system. Since the tendency for deposition of the aging products is greater, the smaller a flow-through guide gap is formed, the tendency to deposits by the mentioned narrow guide games is further enhanced.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten eines in Wirkverbindung mit Kraftstoff angeordneten, als Kraftstoffeinspritzkomponente ausgebildeten Bauteils bereitzustellen, das auch bei relativ engem Führungsspiel zwischen zwei Bauteilen über die Lebens- bzw. Betriebsdauer eines Bauteils betrachtet das Anhaften bzw. die Bildung von Ablagerungen bzw. Alterungsprodukten verringert. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Beschichten eines Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, eine Anti-Haft-Beschichtung an einem Bauteil auszubilden, die als Oxidschicht ausgebildet ist. Hierbei wird die katalytische Wirkung der Bauteiloberfläche zur Bildung der Ablagerungen durch die Oxidschicht unterbunden. Es hat sich darüber hinaus herausgestellt, dass Ablagerungen beim Einsatz von Biodiesel, die im Stillstand entstehen, keinen Systemausfall des Kraftstoffeinspritzsystems bewirken, da die angesprochenen Ablagerungen bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Bauteils beim Start des Kraftstoffeinspritzsystems ausgespült bzw. abgeschert werden.Based on the illustrated prior art, the present invention seeks to provide a method for coating a component arranged in operative connection with fuel, designed as a fuel injection component considered even with relatively close management game between two components over the service life of a component reduces the adhesion or the formation of deposits or aging products. This object is achieved in a method for coating a component with the features of claim 1. The invention is based on the idea to form an anti-adhesion coating on a component which is formed as an oxide layer. In this case, the catalytic effect of the component surface to form the deposits is prevented by the oxide layer. It has also been found that deposits in the use of biodiesel, which arise at a standstill, cause no system failure of the fuel injection system, since the aforementioned deposits are flushed or shaved in the inventive design of the component at the start of the fuel injection system.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beschichten eines Bauteils sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.Advantageous developments of the method according to the invention for coating a component are specified in the subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.

Die Oxidschicht lässt sich vorteilhafterweise an einem Bauteil durch Aussetzen des Bauteils in eine sauerstoffhaltige Atmosphäre ausbilden.The oxide layer can be advantageously formed on a component by exposing the component in an oxygen-containing atmosphere.

In einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Aussetzen unter einer erhöhten Temperatur, insbesondere einer Temperatur höher als 50° Celsius, erfolgt. Dadurch kann die Bildung der Oxidschicht gezielt und auch beschleunigt erfolgen, so dass die Herstellungszeit für das Bauteil herabgesetzt werden kann.In a further embodiment, it is provided that the exposure takes place at an elevated temperature, in particular a temperature higher than 50 ° Celsius. As a result, the formation of the oxide layer can be targeted and accelerated, so that the production time for the component can be reduced.

Die Oxidschicht lässt sich darüber hinaus nochmals verstärken, wenn während oder nach der Ausbildung der Oxidschicht diese Wasserdampf ausgesetzt wird.In addition, the oxide layer can be reinforced again if, during or after the formation of the oxide layer, this water vapor is exposed.

In vorteilhafter Weise lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei Bauteilen anwenden, die einen chromhaltigen Stahl aufweisen bzw. aus einem chromhaltigen Stahl bestehen. Hierbei bindet das freie Chrom mit Sauerstoff und das Eisen im Sauerstoff jeweils eine Verbindung aus. Durch die Reaktion des Eisens und des Chroms (der oxidationsfähigen Legierungselemente des Stahls) wird das Bauteil passiviert. Das bedeutet, dass die ggf. katalytische Unterstützung der chemischen Elemente an den chemischen Reaktionen der Belagsbildung an der Bauteiloberfläche behindert wird. Eine derartige Oxidschicht ist daher vergleichbar mit einer Barriereschicht.Advantageously, the method according to the invention can be applied to components which have a chromium-containing steel or consist of a chromium-containing steel. Here, the free chromium binds with oxygen and the iron in the oxygen in each case a compound. The reaction of the iron and chromium (the oxidation-capable alloying elements of the steel) passivates the component. This means that the possibly catalytic support of the chemical elements is hindered by the chemical reactions of the deposit formation on the component surface. Such an oxide layer is therefore comparable to a barrier layer.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Material für das Bauteil 100CR6-Stahl ist. It is particularly preferred if the material for the component is 100CR6 steel.

Bevorzugt ist es weiterhin, wenn die Oxidschicht nach einer spanenden Oberflächenbehandlung des Bauteils in Form von Schleifen ausgebildet wird. Hierbei bildet die spanende Oberflächenbehandlung eine Art Grundlage für die Oxidschicht, wobei die spanende Bearbeitung des Bauteils gleichzeitig das Bauteil mit seinen Soll-Dimensionen ausbildet.It is furthermore preferred if the oxide layer is formed in the form of loops after a machining surface treatment of the component. Here, the machining surface treatment forms a kind of basis for the oxide layer, wherein the machining of the component simultaneously forms the component with its desired dimensions.

Die Erfindung umfasst auch eine Anordnung zweier Bauteile, bei denen wenigstens ein Bauteil eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Oxidschicht aufweist. Hierbei ist es insbesondere vorgesehen, dass die beiden Bauteile der Anordnung relativ zueinander beweglich und konzentrisch angeordnet sind, und dass zwischen den beiden Bauteilen ein Führungsspalt zwischen 1,0 μm und 5,5 μm ausgebildet ist. Eine derartige Anordnung bzw. Ausbildung der Bauteile ermöglicht relativ geringe Leckageverluste und somit – insbesondere beim Einsatz in den Kraftstoffventilen – einen relativ hohen Gesamtwirkungsgrad.The invention also encompasses an arrangement of two components in which at least one component has an oxide layer produced by the method according to the invention. In this case, it is provided in particular that the two components of the arrangement are arranged to be movable and concentric relative to one another, and that a guide gap between 1.0 μm and 5.5 μm is formed between the two components. Such an arrangement or design of the components allows relatively low leakage losses and thus - especially when used in the fuel valves - a relatively high overall efficiency.

Es hat sich als ausreichend bzw. vorteilhaft herausgestellt, wenn die Dicke der Oxidschicht an dem wenigstens ein Bauteil der Anordnung bis maximal 2 μm beträgt.It has proven to be sufficient or advantageous if the thickness of the oxide layer on the at least one component of the arrangement is up to a maximum of 2 μm.

Die Anordnung findet bevorzugt Verwendung als Bestandteil eines Kraftstoffinjektors, es ist jedoch nicht auf Kraftstoffinjektoren beschränkt.The arrangement is preferably used as part of a fuel injector, but it is not limited to fuel injectors.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following descriptions of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 einen Längsschnitt durch einen Kraftstoffinjektor im Bereich der Führung seiner Düsennadel und 1 a longitudinal section through a fuel injector in the region of the leadership of his nozzle needle and

2 ein vereinfacht dargestelltes Flussablaufdiagramm zur Verdeutlichung der Herstellung eines Bauteils. 2 a simplified flow chart illustrating the preparation of a component.

In der 1 ist eine Anordnung 10 zweier Bauteile 1, 2 dargestellt. Bei der Anordnung 10 handelt es sich im Speziellen um Bauteile 1, 2 eines Kraftstoffinjektors 100, der vorzugsweise Bestandteil eines Kraftstoffeinspritzsystems in einem sogenannten Common-Rail-System ist. Hierbei kann in dem Common-Rail-System ein Betriebsdruck von mehr als 1.500 bar, vorzugsweise mehr als 2.000 bar herrschen. Weiterhin wird das Kraftstoffeinspritzsystem bzw. der Kraftstoffinjektor 100 mit Kraftstoff betrieben, dem zumindest eine bestimmte Menge von Biodiesel, beispielsweise in einem Bereich von etwa 20%, beigemischt ist.In the 1 is an arrangement 10 two components 1 . 2 shown. In the arrangement 10 in particular, they are components 1 . 2 a fuel injector 100 , which is preferably part of a fuel injection system in a so-called common rail system. In this case, an operating pressure of more than 1,500 bar, preferably more than 2,000 bar prevail in the common rail system. Furthermore, the fuel injection system or the fuel injector 100 operated with fuel to which at least a certain amount of biodiesel, for example in a range of about 20%, is added.

Bei dem Bauteil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein in einer Längsachse 3 in Richtung des Doppelpfeils 4 auf- und abbewegbares zylindrisches Element in Form einer Ventilnadel. Bei dem Bauteil 2 handelt es sich um ein Injektorgehäuse des Kraftstoffinjektors 100 oder eine sonstige Komponente, in der die Ventilnadel axialverschieblich geführt ist. Wesentlich ist lediglich, dass das Bauteil 1 in dem Bauteil 2 derart angeordnet ist, dass zwischen den beiden Bauteilen 1, 2 ein im Ausführungsbeispiel radial umlaufender Führungsspalt 5 ausgebildet ist. Hierbei beträgt die Größe des Führungsspalts 5 vorzugsweise (im Beispiel von Ventilnadel und Führungsbohrung 12) zwischen 1,0 μm und 5,5 μm. Das Bauteil 1 weist an seinem Außenumfang eine erste Oxidschicht 11 auf, und das zweite Bauteil 2 an der Wand seiner Führungsbohrung 12 eine zweite Oxidschicht 13.In the component 1 in the exemplary embodiment, this is a one in a longitudinal axis 3 in the direction of the double arrow 4 movable up and down cylindrical element in the form of a valve needle. In the component 2 it is an injector of the fuel injector 100 or another component in which the valve needle is axially displaceable. It is only essential that the component 1 in the component 2 arranged such that between the two components 1 . 2 a in the embodiment radially circumferential guide gap 5 is trained. Here, the size of the guide gap is 5 preferably (in the example of valve needle and guide bore 12 ) between 1.0 μm and 5.5 μm. The component 1 has on its outer periphery a first oxide layer 11 on, and the second component 2 on the wall of his pilot hole 12 a second oxide layer 13 ,

Die Bauteile 1, 2 bestehen aus einem chromhaltigen Stahl, insbesondere aus 100CR6-Stahl.The components 1 . 2 consist of a chromium-containing steel, in particular 100CR6 steel.

Das Verfahren zum Ausbilden der beiden Oxidschichten 11, 13 an den Bauteilen 1, 2 wird nunmehr anhand der 2 näher erläutert: In einem ersten Prozessschritt 20 wird hierbei das Bauteil 1,2 spanend hergestellt bzw. auf Maß gebracht. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Schleifvorgang handeln, bei dem beispielsweise der Außendurchmesser des Bauteils 1 im Bereich seiner (späteren) Oxidschicht 11 bzw. der Bohrungsdurchmesser des Bauteils 2 im Bereich der Führungsbohrung 12 auf ein bestimmtes Sollmaß gefertigt bzw. gebracht wird. Anschließend wird das so gefertigte Bauteil 1, 2 in einem zweiten Prozessschritt 30 einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre ausgesetzt. Hierdurch wird das Bauteil 1, 2 passiviert. Das bedeutet, dass sich an den Bauteiloberflächen der beiden Bauteile 1, 2 jeweils die Oxidschicht 11, 13 ausbildet, indem der freie Chrom und das Eisen mit dem Sauerstoff der Sauerstoffatmosphäre eine Verbindung eingeht.The method of forming the two oxide layers 11 . 13 on the components 1 . 2 will now be based on the 2 explained in more detail: In a first process step 20 becomes here the component 1 . 2 machined or made to measure. This may in particular be a grinding process in which, for example, the outer diameter of the component 1 in the area of its (later) oxide layer 11 or the bore diameter of the component 2 in the area of the guide bore 12 is manufactured or brought to a certain nominal size. Subsequently, the thus manufactured component 1 . 2 in a second process step 30 exposed to an oxygen-containing atmosphere. This will be the component 1 . 2 passivated. This means that on the component surfaces of the two components 1 . 2 each the oxide layer 11 . 13 is formed by the free chromium and the iron with the oxygen of the oxygen atmosphere enters into a compound.

Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Prozessschritt 30 unter einer gegenüber der Umgebung erhöhten Temperatur, beispielsweise einer Temperatur von mehr als 50°Celsius erfolgt, um den Oxidationsprozess bzw. die Bildung der Oxidschichten 11, 13 zu beschleunigen bzw. zu intensivieren. Weiterhin kann optional in einem Prozessschritt 40 vorgesehen sein, dass die Oxidschichten 11, 13 durch Aussetzen der Bauteile 1, 2 von Wasserdampf nochmals verstärkt wird.It can be provided that the second process step 30 takes place at an elevated temperature relative to the environment, for example a temperature of more than 50 ° Celsius, to the oxidation process or the formation of the oxide layers 11 . 13 to accelerate or intensify. Furthermore, optional in a process step 40 be provided that the oxide layers 11 . 13 by exposing the components 1 . 2 is reinforced by water vapor again.

Bevorzugt ist es, wenn die Oxidschicht 11, 13, eine Schichtdicke von bis zu 2 μm aufweist. Eine derartige Dicke der Oxidschicht 11, 13 bewirkt keine Veränderung bzw. Reduzierung der Materialhärte des Materials der Bauteile 1, 2 und somit keinen damit verbundenen erhöhten Verschleiß der Bauteile 1, 2.It is preferred if the oxide layer 11 . 13 , has a layer thickness of up to 2 microns. Such a thickness of the oxide layer 11 . 13 causes no change or reduction of the material hardness of the material of the components 1 . 2 and thus no associated increased wear of the components 1 . 2 ,

Ergänzend wird erwähnt, dass der Einsatz der beschriebenen Oxidschichten 11, 13 nicht nur bei Kraftstoffinjektoren 100 in Kraftstoffeinspritzsystemen möglich ist, sondern vielmehr bei allen Bauteilen 1, 2, bei denen die Ablagerung bzw. das Anhaften von Alterungs- bzw. Ablagerungsprodukten von Biodiesel oder ähnlichem verhindert werden soll.In addition, it is mentioned that the use of the described oxide layers 11 . 13 not only with fuel injectors 100 in fuel injection systems is possible, but rather in all components 1 . 2 in which the deposition or adhesion of aging or deposition products of biodiesel or the like is to be prevented.

Claims (10)

Verfahren zum Beschichten eines in Wirkverbindung mit Kraftstoff angeordneten, als Kraftstoffeinspritzkomponente ausgebildeten Bauteils (1, 2), bei dem die Beschichtung nach der Fertigung des Bauteils (1, 2) an einer Oberfläche des Bauteils (1, 2) ausgebildet wird, wobei die Beschichtung als Oxidschicht (11, 13) ausgebildet ist und als Anti-Haft-Beschichtung gegen Alterungs- bzw. Ablagerungsbestandteile des Kraftstoffs wirkt.Method for coating a component which is arranged in operative connection with fuel and which is designed as a fuel injection component (US Pat. 1 . 2 ), in which the coating after production of the component ( 1 . 2 ) on a surface of the component ( 1 . 2 ) is formed, wherein the coating as oxide layer ( 11 . 13 ) and acts as an anti-adhesion coating against aging or deposit components of the fuel. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden der Oxidschicht (11, 13) an dem Bauteil (1, 2) durch Aussetzen des Bauteils (1, 2) in eine sauerstoffhaltige Atmosphäre erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that the formation of the oxide layer ( 11 . 13 ) on the component ( 1 . 2 ) by exposing the component ( 1 . 2 ) takes place in an oxygen-containing atmosphere. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussetzen unter einer erhöhten Temperatur, insbesondere einer Temperatur größer 50° Celsius, erfolgt.A method according to claim 2, characterized in that the exposure under an elevated temperature, in particular a temperature greater than 50 ° Celsius, takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während oder nach der Ausbildung der Oxidschicht (11, 13) diese Wasserdampf ausgesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that during or after the formation of the oxide layer ( 11 . 13 ) this water vapor is exposed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für das Bauteil (1, 2) ein chromhaltiger Stahl verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that as material for the component ( 1 . 2 ) a chromium-containing steel is used. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für das Bauteil (1, 2) 100Cr6-Stahl verwendet wird.A method according to claim 5, characterized in that as material for the component ( 1 . 2 ) 100Cr6 steel is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidschicht (11, 13) nach einer spanenden Oberflächenbehandlung des Bauteils (11, 13) in Form von Schleifen ausgebildet wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the oxide layer ( 11 . 13 ) after a machining surface treatment of the component ( 11 . 13 ) is formed in the form of loops. Anordnung (10) zweier in Wirkverbindung mit Kraftstoffangeordneten, als Kraftstoffeinspritzkomponenten ausgebildeter Bauteile (1, 2), bei denen wenigstens ein Bauteil (1, 2) eine nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellte Oxidschicht (11, 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (1, 2) relativ zueinander beweglich und konzentrisch angeordnet sind und dass zwischen den beiden Bauteilen (1, 2) ein radialer Führungspalt (12) zwischen 1,0 μm und 5,5 μm ausgebildet ist.Arrangement ( 10 ) of two components in operative connection with fuel, designed as fuel injection components ( 1 . 2 ), in which at least one component ( 1 . 2 ) an oxide layer prepared by a process according to any one of claims 1 to 7 ( 11 . 13 ), characterized in that the two components ( 1 . 2 ) are arranged relative to each other in a movable and concentric manner and that between the two components ( 1 . 2 ) a radial guide gap ( 12 ) is formed between 1.0 μm and 5.5 μm. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Oxidschicht (11, 13) an dem wenigstens einen Bauteil (1, 2) bis zu 2 μm beträgt.Arrangement according to claim 8, characterized in that the thickness of the oxide layer ( 11 . 13 ) on the at least one component ( 1 . 2 ) is up to 2 microns. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (1, 2) Bestandteile eines Kraftstoffinjektors (100) sind.Arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the two components ( 1 . 2 ) Components of a fuel injector ( 100 ) are.
DE102010042249A 2010-10-11 2010-10-11 Method for coating a component arranged in operative connection with fuel, designed as a fuel injection component, and arrangement of two components Withdrawn DE102010042249A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010042249A DE102010042249A1 (en) 2010-10-11 2010-10-11 Method for coating a component arranged in operative connection with fuel, designed as a fuel injection component, and arrangement of two components
EP11180417.5A EP2439307B1 (en) 2010-10-11 2011-09-07 Method for coating a component in a working connection with fuel as fuel injection components and assembly of two components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010042249A DE102010042249A1 (en) 2010-10-11 2010-10-11 Method for coating a component arranged in operative connection with fuel, designed as a fuel injection component, and arrangement of two components

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010042249A1 true DE102010042249A1 (en) 2012-04-12

Family

ID=44799619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010042249A Withdrawn DE102010042249A1 (en) 2010-10-11 2010-10-11 Method for coating a component arranged in operative connection with fuel, designed as a fuel injection component, and arrangement of two components

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2439307B1 (en)
DE (1) DE102010042249A1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10130673A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-23 Volkswagen Ag Internal combustion engine
US6648988B2 (en) * 2001-08-17 2003-11-18 Exxonmobil Research And Engineering Company Furnace run length extension by fouling control
JP2003148294A (en) * 2001-11-12 2003-05-21 Hitachi Ltd Fuel pump and cylinder injection engine

Also Published As

Publication number Publication date
EP2439307A1 (en) 2012-04-11
EP2439307B1 (en) 2018-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007025533A1 (en) Method for manufacturing a piston ring for internal combustion engines, and a piston ring of this type
EP3004414B1 (en) Method for producing a piston ring
DE102010033881A1 (en) Piston for an internal combustion engine and method for its production
AT511880B1 (en) WEAR-OPTIMIZED MANUFACTURE OF TAPPY SPRAY HOLES
EP1664383A1 (en) Wear-resistant layer, component comprising such a wear-resistant layer, and production method
DE2914618C2 (en) Laminate material with a sliding or friction layer applied to a carrier layer in a wire explosion process or cathode atomization (sputtering), process for its production and target for carrying out the process
DE3501822C2 (en)
EP3973206B1 (en) Method for producing a friction brake body for a friction brake
DE102012224240A1 (en) Solenoid valve and method of manufacturing a solenoid valve
DE112020001983T5 (en) ASSEMBLY FOR FUEL INJECTOR AND COATING PROCESS FOR THE SAME
EP3601629B1 (en) Piston ring with shot-peened running-in layer and method for the production thereof
EP2285998B1 (en) Method for producing a piston for an internal combustion engine and piston for an internal combustion engine
EP2439307B1 (en) Method for coating a component in a working connection with fuel as fuel injection components and assembly of two components
DE102013225860B4 (en) bearings
DE102014011139A1 (en) engine component
DE102015204656A1 (en) Layer formation for rolling bearing components
EP1728013A1 (en) Piston ring
EP2644879B1 (en) Method for producing a solenoid valve
DE102016209695A1 (en) Rolling bearing with a coating
EP2537959A1 (en) Multiple wear-resistant coating and method for its production
DE102019120812A1 (en) Method for producing a screw nut of a screw drive, in particular a ball screw nut of a ball screw drive
DE102010062077A1 (en) Valve device with an at least partially cylindrical movement element
DE102018107716A1 (en) LASER RE-MELTING FOR IMPROVING MECHANICAL CHARACTERISTICS OF CYLINDER HOLES
WO2015154903A1 (en) Method for producing injection openings and fuel injector with said type of injection openings
WO2020173746A1 (en) Friction brake body for a friction brake of a motor vehicle, friction brake and method for producing a friction brake body

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination