DE102010052421A1 - Cast iron material with lamellar graphite for cylinder crankcases of motor vehicles, comprises an aluminum alloy and a basic matrix, which is formed from particle-like hard inclusions with non-metallic character and forms lamellar mixture - Google Patents
Cast iron material with lamellar graphite for cylinder crankcases of motor vehicles, comprises an aluminum alloy and a basic matrix, which is formed from particle-like hard inclusions with non-metallic character and forms lamellar mixture Download PDFInfo
- Publication number
- DE102010052421A1 DE102010052421A1 DE201010052421 DE102010052421A DE102010052421A1 DE 102010052421 A1 DE102010052421 A1 DE 102010052421A1 DE 201010052421 DE201010052421 DE 201010052421 DE 102010052421 A DE102010052421 A DE 102010052421A DE 102010052421 A1 DE102010052421 A1 DE 102010052421A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cast iron
- aluminum
- lamellar
- iron material
- hard inclusions
- 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.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Gusseisenwerkstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Gusseisenwerkstoff für Zylinderkurbelgehäuse von Kraftfahrzeugen.The invention relates to a cast iron material according to the preamble of claim 1. In particular, the invention relates to a cast iron material for cylinder crankcases of motor vehicles.
Bekanntermaßen wird für die Herstellung von Motorblöcken bzw. Zylinderkurbelgehäusen von Kraftfahrzeugen Gusseisenwerkstoff verwendet, einerseits bedingt durch die gute Verarbeitbarkeit des Gusseisens, so dass auch komplex geformte Zylinderkurbelgehäuse gut herstellbar sind, andererseits auch aufgrund der dem Gusseisen immanenten vorteilhaften Eigenschaften. Im heutigen Motorenbau mit zunehmend höherer Leistung ist man bestrebt, Kurbelgehäuse mit hohen Festigkeitswerten herzustellen, die aber gleichwohl leichgewichtig sind (sog. Downsizing). Zwar werden Gusseisenwerkstoffe mit Vermiculargraphit (GJV) aufgrund der hohen Festigkeitswerte für die die Herstellung von Motorblöcken verwendet und zwar insbesondere auch unter dem Gesichtspunkt einer Leichtbauweise, jedoch wird die Dichte gegenüber Gusseisen mit Lamellengraphit (GJL) nicht wesentlich verringert. Mit Blickpunkt auf die angestrebte Leichtbauweise ist es hierbei bekannt, die Dichte des Gusseisens durch Legieren mit Aluminium zu verringern. Bei Gusseisen mit verringerter Dichte und mindestens gleicher Festigkeit kann das Bauteilgewicht gesenkt werden ohne konstruktive Maßnahmen.As is known, cast iron material is used for the production of engine blocks or cylinder crankcases of motor vehicles, on the one hand due to the good processability of the cast iron, so that complex shaped cylinder crankcases are easy to produce, on the other hand also due to the immanent advantageous properties of the cast iron. In today's engine construction with increasingly higher performance, efforts are being made to produce crankcases with high strength values, which are nevertheless of low weight (so-called downsizing). Although vermicular graphite (GJV) cast iron materials are used to make engine blocks because of the high strength values, and in particular light weight, the density is not significantly reduced compared to cast iron with flake graphite (GJL). With a view to the desired lightweight construction, it is known to reduce the density of the cast iron by alloying with aluminum. In cast iron with reduced density and at least equal strength, the component weight can be reduced without constructive measures.
Aus der
Ferner ist die Verwendung von Grauguss bekannt, um bei Verbrennungsmotoren den Fress- und Verschleißwiderstand zu erhöhen und die innere Reibung zwischen den Kolbenringen und der Zylinderlaufbahn zu verringern. Dies erfolgt durch Einbau von harten Einschlüssen in die Gusseisenmatrix und zwar in Form von eckigen Titan-Nitriden und Titan-Carbiden. Diese harten Titan-Einschlüsse bewirken beim Honen der Zylinderlauffläche eine spezielle Aufrauhung, wodurch das Ölvolumen auf der bearbeiteten Zylinderlauffläche vergrößert und damit die Fressgefahr in der Anfangsphase des Motorbetriebs vermindert wird. Allerdings bedarf es hierfür einer Kompensation des Festigkeitsabfalls durch die eckigen harten Einschlüsse in Form von Mischkristallverfestigung durch teure Legierungselemente.Further, the use of gray cast iron is known to increase the seizure and wear resistance in internal combustion engines and to reduce the internal friction between the piston rings and the cylinder bore. This is done by incorporating hard inclusions into the cast iron matrix, in the form of angular titanium nitrides and titanium carbides. These hard titanium inclusions cause a special roughening of the cylinder surface, thereby increasing the oil volume on the machined cylinder surface and thus reducing the risk of chafing during the initial phase of engine operation. However, this requires a compensation of the strength drop by the square hard inclusions in the form of solid solution hardening by expensive alloying elements.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen aluminiumlegierten Gusseisenwerkstoff zu schaffen, der sich neben verringerter Dichte, hoher Festigkeit und Verschleißfestigkeit insbesondere durch tribologisch vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere im Bereich der Zylinderlaufbahn auszeichnet, um im Motorbetrieb Kraftstoffverbrauch und Abgasbildung zu reduzieren. Hierbei soll dies ohne teure Wärmebehandlungen und/oder Nitrierbehandlung erfolgen.The object of the invention is to provide an aluminum-alloyed cast iron material, which in addition to reduced density, high strength and wear resistance is characterized in particular by tribologically advantageous properties, in particular in the cylinder bore, to reduce fuel consumption and emissions during engine operation. This should be done without expensive heat treatments and / or nitriding treatment.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gusseisenwerkstoff gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung durch die in den Ansprüchen 2 bis 12 enthaltenen Maßnahmen gekennzeichnet sind.This object is achieved by a cast iron material according to claim 1, wherein expedient developments of the invention are characterized by the measures contained in the claims 2 to 12.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine auf einen Wert kleiner als 6,9 g/cm3 abgesenkte Dichte des Gusseisenwerkstoffs aus, die durch eine Grundmatrix gebildet ist, welche aus partikelartigen harten Einschlüssen mit vorzugsweise nicht metallischem Charakter gebildet ist. Die Dichteabsenkung des Gusseisenwerkstoffs wird in vorteilhafter Weise durch geeignete Beilegierung erreicht. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als Zulegierung Aluminium verwendet und zwar in einem Maße, die zu anspruchsgemäßer Dichteabsenkung führt.The invention is characterized by a reduced density of the cast iron material to a value smaller than 6.9 g / cm 3 , which is formed by a base matrix which is formed from particulate hard inclusions of preferably non-metallic character. The density reduction of the cast iron material is achieved in an advantageous manner by suitable alloying. According to an advantageous embodiment of the invention is used as Zulegierung aluminum and that to an extent that leads to claim according to density reduction.
In vorteilhafter Weise werden in einem mit Aluminium legierten Gusseisenwerkstoff mit Lamellengraphit, der infolge der Aluminiumlegierung eine vergleichsweise geringe Dichte ggüanderen Gusseisenwerkstoffen aufweist, aufgrund des Einschlusses harter Partikel, die tribologischen Eigenschaften des Werkstoffs verbessert, da bei gleichzeitig geringerer Werkstoffdichte beispielsweise beim Honen der Zylinderlaufflächen eines Motors die harten Einschlüsse aus dem übrigen Gefüge zumindest teilweise entfernt werden, mithin sich Mikroöltaschen in der Zylinderlauftopologie ausbilden, was das Schmierölvolumen insbesondere bei kaltem Motor und in der Anfangphase des Betriebs vergrößert und damit die Gefahr eines Kolbenfressers herabsetzt. Zugleich erzielt man durch die harten Partikeleinschlüsse durch die hohe Mikrohärte einen entsprechend starken Verschleißschutz. Der erfindungsgemäße Gusseisenwerkstoff eignet sich somit in besonderer Weise für das Downsizing bei gleichzeitig hohen Festigkeiten, so dass sich diese Gusseisenwerkstoffe insbesondere für Verbrennungsmotoren bzw. Zylinderkurbelgehäuse eignen.Advantageously, in a alloyed with aluminum cast iron material with lamellar graphite, which has a comparatively low density compared to cast iron materials due to the inclusion of hard particles, the tribological properties of the material improves since at the same time lower material density, for example, when honing the cylinder treads of an engine the hard inclusions from the rest of the structure are at least partially removed, thus forming micro oil pockets in the cylinder barrel topology, which increases the volume of lubricating oil, especially when the engine is cold and in the initial phase of operation and thus reduces the risk of a piston seizure. At the same time, due to the high micro hardness, the hard particle inclusions produce a correspondingly strong wear protection. The cast iron material according to the invention is therefore particularly suitable for downsizing with simultaneously high strengths, so that these cast iron materials are particularly suitable for internal combustion engines or cylinder crankcases.
Bevorzugt für die harten Einschlüsse ist es, dass diese nicht metallischen Charakter haben, also bezüglich der Atome keine metallische Bindung vorliegt, vielmehr etwa eine salzartige Verbindung, wie etwa eine Natriumchloridstruktur. Durch diese harten Partikel im Gusseisenwerkstoff ergibt sich eine Verringerung der Adhäsionsneigung. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, dass die Grundmatrix aus einem lamellaren Gemisch aus Eisen-Aluminium-Carbid mit Ferrit und/oder aus einem lamellaren Gemisch aus Eisencarbid und Ferrit besteht oder gebildet ist. It is preferred for the hard inclusions that they do not have a metallic character, ie that there is no metallic bond with respect to the atoms, but rather a salt-like compound, such as a sodium chloride structure. These hard particles in the cast iron material result in a reduction in the adhesion tendency. In this connection, it is advantageous that the base matrix consists of or is formed from a lamellar mixture of iron-aluminum-carbide with ferrite and / or a lamellar mixture of iron carbide and ferrite.
Besonders vorteilhaft sind die harten Einschlüsse aus Mangan und Aluminium gebildet bzw. weisen eine Verbindung auf, die Mangan und Aluminium enthält. Dadurch lassen sich entsprechend harte Partikel im Gusseisenwerkstoff ohne teure Wärmebehandlungen erzielen, welcher in Verbindung mit der Gewichtsreduzierung vorteilhafte tribologische Eigenschaften aufweist.Particularly advantageously, the hard inclusions are formed from manganese and aluminum or have a compound containing manganese and aluminum. As a result, correspondingly hard particles in the cast iron material can be achieved without expensive heat treatments, which have advantageous tribological properties in conjunction with the weight reduction.
Die harten Einschlüsse unter Verwendung von Mangan und Aluminium sind in der Harte mit Titannitriteinschlüssen vergleichbar, insbesondere weisen diese Einschlüsse eine Härte von mindestens 1000 HV (Harte Vickers) auf. Zweckmäßigerweise enthalten die harten Einschlüsse eine Verbindung aus Mangan, Aluminium, Schwefel und Magnesium. Die Legierungskomponenten Magnesium und Schwefel sind deswegen vorgesehen, weil durch die Magnesiumzugabe Sauerstoff zu MgO abgebunden wird und durch die Schwefelzugabe es zur Bildung von MgS kommt, welche beide als Keimbildner für die Einlagerung von Aluminium und Mangan zur Bildung der harten Einschlüsse dienen. Hierbei wird mit einem starken Überschuss an Schwefel, Aluminium und Mangan gefahren, um die Bildungswahrscheinlichkeit von insbesondere MgS-Partikeln zu erhöhen. Der Überschuss von Mangan verstärkt die Ankeimung, da Mangan zu Schwefel vergleichsweise affin ist. Deswegen ist es zweckmäßig, dass der Gehalt an Mangan deutlich höher ist als der Mindestgehalt, der sich aus der stöchiometrischen Berechnung für MnS ergibt. Dies trifft auch für die Beilegierung Aluminium zu, wobei die Zugabe überstöchiometrisch erfolgen muss, das es ansonsten zur Bildung von Aluminiumoxid kommt, erfindungsgemäß aber die Anreicherung mit Aluminium zu Bildung der harten Partikeln gewünscht ist. Für diese Anlagerung tragen insbesondere MgS und MgO als Keimbildner bei.The hard inclusions using manganese and aluminum are comparable in the hard to titanium nitrite inclusions, in particular, these inclusions have a hardness of at least 1000 HV (hard Vickers) on. Conveniently, the hard inclusions contain a compound of manganese, aluminum, sulfur and magnesium. The alloying components magnesium and sulfur are provided because of the addition of magnesium oxygen is bound to MgO and the sulfur addition leads to the formation of MgS, both of which serve as nucleating agents for the storage of aluminum and manganese to form the hard inclusions. Here, a strong excess of sulfur, aluminum and manganese is used to increase the formation probability of MgS particles in particular. The excess of manganese enhances germination, since manganese is comparatively affine to sulfur. Therefore, it is appropriate that the content of manganese is significantly higher than the minimum content resulting from the stoichiometric calculation for MnS. This also applies to the alloy aluminum, wherein the addition must be made more than stoichiometric, otherwise it comes to the formation of alumina, according to the invention, however, the enrichment with aluminum to form the hard particles is desired. In particular, MgS and MgO as nucleating agents contribute to this attachment.
Vorteilhafterweise sind die harten Einschlüsse gerundet, insbesondere im Wesentlichen rund ausgebildet, d. h. in Art einer Kugel oder ovalförmig in Art eines Ellipsoiden oder dgl. Zumindest sollten aber Ecken oder Kanten der Partikel gerundet sein. Dadurch wird die innere Kerbwirkung vermindert, so dass auf teure Kompensationsmaßnahmen zur Festigkeitssteigerung, wie Mischkristallverfestigung mit Legierungselementen, verzichtet werden kann.Advantageously, the hard inclusions are rounded, in particular substantially round, d. H. in the manner of a sphere or oval-shaped in the manner of an ellipsoid or the like. However, at least corners or edges of the particles should be rounded. As a result, the internal notch effect is reduced, so that expensive compensation measures for increasing the strength, such as solid solution hardening with alloying elements, can be dispensed with.
Für die Bildungswahrscheinlichkeit der erfindungsgemäß harten Partikeln erfolgt maßgeblich eine Mikrolegierung mit Magnesium (Mg) und zwar in einem Gehaltsbereich, so dass die vermiculare Ausbildung des Graphits unterbleibt und das Gefüge aus Lamellengraphit gebildet ist. Zugleich wird ein starker Überschuss an Schwefel, Aluminium und Mangan vorgesehen. Der Vorteil von MgS besteht darin, dass durch die runde Morphologie des Anfangskeims aus MgS das gesamte größere Partikel ebenfalls in Richtung rund gelenkt wird.For the probability of formation of the hard particles according to the invention, a microalloying with magnesium (Mg) takes place, specifically in a content range, so that the vermiculare formation of the graphite is omitted and the microstructure is formed from lamellar graphite. At the same time a strong excess of sulfur, aluminum and manganese is provided. The advantage of MgS is that through the round morphology of the initial microbial nucleus of MgS, the entire larger particle is also directed in the direction of round.
Vorteilhaft wird für den Gusseisenwerkstoff Stahlschrott verwendet, der geschmolzen wird. Nach dem Schmelzen erfolgt das Legieren mit Kohlenstoff und Schwefel, wobei die Schmelze einen Sauerstoffgehalt von 20–200 ppm aufweist. Um bei einer für die Keimbildung erforderlichen Magnesiumzulegierung zu erreichen, dass die Bildung von MgS bevorzugter abläuft als die Bildung von MgO, wird Aluminium im starken Überschuss gegenüber dem stöchiometrischen Verbrauch zu Bildung von Al2O3 der Schmelze zugegeben. Hierbei erfolgt die Aluminiumzugabe vorteilhafterweise vor der Zugabe von Magnesium zur Schmelze. Dies hat zur Folge, dass die Bildungswahrscheinlichkeit von MgS-Partikeln erhöht und damit die runde Morphologie des Keims und damit die Rundausbildung der größeren Partikeln infolge der Anlagerung von Aluminium und Mangan begünstigt wird.Advantageously, steel scrap is used for the cast iron material, which is melted. After melting, alloying is carried out with carbon and sulfur, the melt having an oxygen content of 20-200 ppm. In order to achieve a magnesium alloy necessary for nucleation that the formation of MgS is more preferable than the formation of MgO, aluminum is added in excess of the stoichiometric consumption to form Al 2 O 3 of the melt. The addition of aluminum is advantageously carried out before the addition of magnesium to the melt. The consequence of this is that the formation probability of MgS particles is increased and thus the round morphology of the seed and thus the round formation of the larger particles as a result of the addition of aluminum and manganese is favored.
Anstelle einer Aluminiumzulegierung ist es aber auch möglich eine Al-Mg-Vorlegierung zuzugeben, die zweckmäßigerweise mindestens zu 95 Gew.-% aus Aluminium besteht. Dadurch erfolgt eine Desoxidation mit Abscheidungsprodukten, die von der Schmelzeoberfläche abgezogen werden können. Dadurch bleibt das übrige Aluminium in der Schmelze gelöst und wird durch die Desoxidation der Gehalt des vorher vorhandenen Sauerstoffs verringert. Dies wirkt sich wiederum günstig dahingehend aus, dass dann sehr viel weniger Sauerstoff für die Bildung von MgO übrig bleibt.Instead of an aluminum alloy, however, it is also possible to add an Al-Mg master alloy which expediently consists of at least 95% by weight of aluminum. This results in a deoxidation with deposition products that can be removed from the melt surface. As a result, the remaining aluminum remains dissolved in the melt and is reduced by the deoxidation of the content of the previously existing oxygen. This, in turn, has a favorable effect in that much less oxygen is left over for the formation of MgO.
Diese Desoxidation, die für die Keimbildung vorteilhaft ist, kann mit einer Sauerstoffaktivitätsmessung überwacht werden. Hierbei sind für den Bereich der Sauerstoffaktivität 20–2000 ppb vorteilhaft, wodurch die Bildung der runden Partikel bzw. Einschlüsse gefördert wird. In diesem Zusammenhang ist es hierbei auch zweckmäßig, wenn ein hoher Schwefelgehalt eingestellt wird, wodurch die Bildung des Keimbildners MgS bei der Mg-Zugabe ebenfalls gefördert wird. Auch hier wird die Schwefelaktivität entsprechend gemessen, wobei der Bereich der Schwefelaktivität im Intervall von 20–2000 ppb liegen soll. Durch die entsprechende Einstellung der Schwefelaktivität wird die Reproduzierbarkeit der Bildung der MgS-Kerne für die Ausbildung größerer Partikel verbessert.This deoxidation, which is advantageous for nucleation, can be monitored with an oxygen activity measurement. In this case, 20-2000 ppb are advantageous for the range of oxygen activity, whereby the formation of the round particles or inclusions is promoted. In this context, it is also useful if a high sulfur content is set, whereby the formation of the nucleating agent MgS is also promoted in the Mg addition. Again, the sulfur activity is measured accordingly, with the range of sulfur activity being in the interval of 20-2000 ppb. By the appropriate attitude of the Sulfur activity improves the reproducibility of the formation of the MgS cores for the formation of larger particles.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die tribologischen Eigenschaften dadurch verbessert, dass das Gusseisengefüge so eingestellt wird, dass in der Nahumgebung des Lamellengraphits das Grundgefüge der Matrix geschwächt ist. Dadurch wird das Ausbrechen des Graphits im der Nahumgebung bei einer entsprechenden Bearbeitung, etwa Honen, begünstigt. Dies ist insbesondere vorteilhaft für die Ausbildung von Zylinderlaufflächen, da dann beim erforderlichen Honprozess trotz einer geringeren inneren und für die Erzielung vorteilhaften Kerbwirkung der harten Einschlüsse diese beim Honvorgang durch Ausbrechen entfernt und dadurch die Bildung von Mikroöltaschen begünstigt wird. Dadurch lässt sich eine aufgerauhte Zylinderlaufbahn mit gezielten Mikroausbrüchen im Bereich von 30–70 Mikrometern Durchmesser erreichen, wodurch das Schmierölvolumen während des Motorlaufs vergrößert und die Gefahr eines Kolbenfressers herabgesetzt wird und zwar insbesondere in kritischen Betriebssituationen, wie im Kaltlaufbereich bei gleichzeitig hoher Drehzahl, wie es in der Anfangsphase des Fahrzeugbetriebs der Fall ist.According to a further aspect of the invention, the tribological properties are improved by adjusting the cast iron structure such that in the vicinity of the lamellar graphite the basic structure of the matrix is weakened. This promotes the breaking out of the graphite in the near environment with a corresponding processing, such as honing. This is particularly advantageous for the formation of cylinder surfaces, since then removed in the honing process by breaking away during the honing process in the required honing despite a lower internal and advantageous for achieving notch effect of hard inclusions and thereby the formation of micro oil pockets is favored. This allows a roughened cylinder bore with targeted micro-breakages in the range of 30-70 microns diameter, which increases the volume of lubricating oil during engine operation and the risk of a piston seizure is reduced, especially in critical operating situations, such as in cold running at high speed, as it in the initial phase of vehicle operation is the case.
Durch gezielte Gefügeeinstellung kann demnach die Ausbildung von tribologisch wirksamen Mikroöltaschen gefördert werden. Hierzu wird das lamellare Gemisch aus Eisen-Aluminium-Carbid mit Ferrit und/oder aus einem lamellaren Gemisch aus Eisen, Carbid und Ferrit so eingestellt, dass ausgehend von der Graphitoberfläche sich ein Gradient im Lamellenabstand des lamellaren Gemisches ergibt. Die Struktur wäre hierbei gröber nahe der Graphitoberfläche des lamellaren Graphits und feiner mit zunehmender Entfernung von der Graphitoberfläche. Zweckmäßigerweise weist der Lamellenabstand an der Graphitoberfläche im Mittel einen Abstand von 1000 nm auf und nimmt mit zunehmendem Abstand von der Graphitoberfläche auf im Mittel 200 nm ab.By targeted microstructure adjustment can therefore be promoted the formation of tribologically effective micro oil pockets. For this purpose, the lamellar mixture of iron-aluminum carbide with ferrite and / or a lamellar mixture of iron, carbide and ferrite is adjusted so that starting from the graphite surface, a gradient results in the fin spacing of the lamellar mixture. The structure would be coarser near the graphite surface of the lamellar graphite and finer with increasing distance from the graphite surface. The lamellar spacing on the graphite surface expediently has a spacing of 1000 nm on average and decreases with increasing distance from the graphite surface to an average of 200 nm.
Dieser Gradient ist hierbei Folge eines komplexen Seigerungsmechanismus aufgrund der vorhandenen Legierungselemente gemäß der Erfindung, wodurch sich der gewünschte Gradient einstellt. Hierfür kann auf Aluminium bei gleichzeitiger Anwesenheit von Silizium, Kupfer und Mangan verwiesen werden, wobei die Ausbildung der Seigerung auch von den geometrisch bestimmten Abkühlungsbedingungen des Kurbelgehäuses abhängig ist. Hierfür sind gegebenenfalls die Gehalte der Legierungselemente entsprechend anzupassen an den Typus des Zylinderkurbelgehäuses.This gradient is the result of a complex Seigerungsmechanismus due to the existing alloying elements according to the invention, which sets the desired gradient. For this purpose, reference may be made to aluminum in the simultaneous presence of silicon, copper and manganese, wherein the formation of the segregation is also dependent on the geometrically determined cooling conditions of the crankcase. For this purpose, if necessary, the contents of the alloying elements to adapt to the type of cylinder crankcase.
Als Gusseisenwerkstoff eignet sich insbesondere ein Gusseisen mit der Zusammensetzung:
3,2,–4,0 Gew.-% C
4,0–6,0 Gew.-% Al, vorzugsweise 5,0–6,0% Al
1,0–3,0 Gew.-% Si
0,6–0,8 Gew.-% Cu
0,0–0,1 Gew.-% Sn
0,002–0,005 Gew.-% Mg
0,7–2,0 Gew.-% Mn
0,05–0,15 Gew.-% S
Rest Fe mit Verunreinigungen < 0,5%As a cast iron material is in particular a cast iron with the composition:
3.2, -4.0 wt .-% C
4.0-6.0 wt% Al, preferably 5.0-6.0% Al
1.0-3.0 wt% Si
0.6-0.8% by weight of Cu
0.0-0.1 wt% Sn
0.002-0.005 wt.% Mg
0.7-2.0% by weight of Mn
0.05-0.15 wt.% S
Residual Fe with impurities <0.5%
Natürlich gibt es für das erfindungsgemäße Gusseisen ein breites des Einsatzspektrum, jedoch eignet sich der beschriebene Gusseisenwerkstoff insbesondere für dem Motorenbau mit Blickpunkt auf das Downsizing und mit Blickpunkt auf eine verbesserte Schmierölwirkung im Bereich der für den Motorbetrieb gerade in der Anfangsphase kritischen Zylinderlaufflächen des Motors.Of course, there is a broad range of applications for the cast iron according to the invention, however, the described cast iron material is particularly suitable for engine construction with a focus on downsizing and with a focus on improved lubricating oil in the range of the engine running in the initial phase critical cylinder running surfaces of the engine.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen lässt sich somit Gusseisen mit gerade für den Motorenbau vorteilhaften Eigenschaften erzielen und zwar möglichst ohne teure Kombination mit Legierungselementen. Zweckmäßigerweise wird hierbei das Gefüge des Gusseisens so eingestellt, dass die Anzahl der harten Partikel je cm3 im Mittel 10, bevorzugt im Mittel etwa 30 und besonders bevorzugt im Mittel im Bereich von 50 bis 70 liegt.The measures according to the invention thus make it possible to obtain cast iron with properties which are particularly advantageous for engine construction, and if possible without expensive combination with alloying elements. Appropriately, in this case, the structure of the cast iron is adjusted so that the number of hard particles per cm 3 on average 10, preferably on average about 30 and more preferably on average in the range of 50 to 70.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102004010017 B4 [0003] DE 102004010017 B4 [0003]
- DE 2428821 [0003] DE 2428821 [0003]
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE201010052421 DE102010052421A1 (en) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | Cast iron material with lamellar graphite for cylinder crankcases of motor vehicles, comprises an aluminum alloy and a basic matrix, which is formed from particle-like hard inclusions with non-metallic character and forms lamellar mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE201010052421 DE102010052421A1 (en) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | Cast iron material with lamellar graphite for cylinder crankcases of motor vehicles, comprises an aluminum alloy and a basic matrix, which is formed from particle-like hard inclusions with non-metallic character and forms lamellar mixture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102010052421A1 true DE102010052421A1 (en) | 2012-05-24 |
Family
ID=46021288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE201010052421 Ceased DE102010052421A1 (en) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | Cast iron material with lamellar graphite for cylinder crankcases of motor vehicles, comprises an aluminum alloy and a basic matrix, which is formed from particle-like hard inclusions with non-metallic character and forms lamellar mixture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102010052421A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014107897A1 (en) | 2014-06-04 | 2015-12-17 | Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg | Cast iron material with lamellar graphite and optimized mechanical properties |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR973241A (en) * | 1941-07-30 | 1951-02-08 | Stainless metal | |
| DE2428821A1 (en) | 1974-06-14 | 1975-12-18 | Goetzewerke | WEAR-RESISTANT CAST IRON ALLOY WITH LAMELLAR TO BONE-SHAPED GRAPHITE EXECUTION |
| DE102004010916A1 (en) * | 2004-03-05 | 2005-09-22 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Cast iron material with lamellar-, vermicular- or globular graphite formation used in making e.g. cylinder sleeves comprises carbon, silicon, aluminum and iron |
| DE10320397B4 (en) * | 2003-05-06 | 2007-11-29 | Halberg Guss Gmbh | Cast iron alloy for cylinder crankcase |
| DE102009024463A1 (en) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Cylinder block and method of manufacturing a cylinder block |
-
2010
- 2010-11-24 DE DE201010052421 patent/DE102010052421A1/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR973241A (en) * | 1941-07-30 | 1951-02-08 | Stainless metal | |
| DE2428821A1 (en) | 1974-06-14 | 1975-12-18 | Goetzewerke | WEAR-RESISTANT CAST IRON ALLOY WITH LAMELLAR TO BONE-SHAPED GRAPHITE EXECUTION |
| DE10320397B4 (en) * | 2003-05-06 | 2007-11-29 | Halberg Guss Gmbh | Cast iron alloy for cylinder crankcase |
| DE102004010916A1 (en) * | 2004-03-05 | 2005-09-22 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Cast iron material with lamellar-, vermicular- or globular graphite formation used in making e.g. cylinder sleeves comprises carbon, silicon, aluminum and iron |
| DE102009024463A1 (en) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Cylinder block and method of manufacturing a cylinder block |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014107897A1 (en) | 2014-06-04 | 2015-12-17 | Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg | Cast iron material with lamellar graphite and optimized mechanical properties |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE112004001160B4 (en) | Aluminum alloy for a cast engine block, cast cylinder block for an internal combustion engine, and use of the aluminum alloy | |
| DE69835099T2 (en) | BALL GRAPHITE CAST IRON ALLOY WITH MOLYBDEN AND ROTOR FOR DISC BRAKES MANUFACTURED THEREOF | |
| DE102006038670B4 (en) | High silicon steel material for the production of piston rings and cylinder liners | |
| EP1776487B1 (en) | High-strength, wear-resistant, corrosion-resistant cast iron material | |
| DE3725495C2 (en) | ||
| DE102009012073B4 (en) | Use of an aluminum casting alloy | |
| CN1043669C (en) | Cylinder line of internal combustion engine | |
| WO2010108685A1 (en) | Nitratable steel piston rings and steel cylindrical sleeves, and casting method for the production thereof | |
| DE102010051682B4 (en) | Lightweight crankshaft and manufacturing process thereof | |
| DE3708035A1 (en) | WEAR-RESISTANT, SINTERED IRON-BASED ALLOY | |
| EP3143173A1 (en) | Method for producing an engine component, engine component, and use of an aluminum alloy | |
| DE102009016111A1 (en) | Hypereutectic aluminum-silicon casting alloy and process for its processing in die casting | |
| DE10049598A1 (en) | Production of a cast iron material used e.g. in the production of piston rings comprises forming a melt, producing a blank with a white cast structure, and holding the blank | |
| WO2007025531A1 (en) | Method for coating the outer surface of a cylinder bushing | |
| EP0525540A1 (en) | Cylinder liner unit for use in an internal combustion engine | |
| DE102010052421A1 (en) | Cast iron material with lamellar graphite for cylinder crankcases of motor vehicles, comprises an aluminum alloy and a basic matrix, which is formed from particle-like hard inclusions with non-metallic character and forms lamellar mixture | |
| DE1908856B2 (en) | Cylinder liner | |
| EP1029096B1 (en) | Sliding bearing material | |
| EP2052096A1 (en) | Steel material, in particular for producing piston rings | |
| DE10320397A1 (en) | Cast iron alloy used in the production of cylinder crankcases for reciprocating piston engines, especially diesel engines, has a titanium amount over the trace content partially replaced by adding niobium and/or tantalum | |
| DE3139973C2 (en) | Use of gray cast iron as a material for the manufacture of cylinders for internal combustion engines | |
| DE10357096B4 (en) | Monolithic aluminum cylinder crankcase for heavy-duty diesel engines | |
| DE202009001002U1 (en) | Wire-shaped spray material | |
| WO2005007913A1 (en) | Cast iron material | |
| DE2649089A1 (en) | WEAR RESISTANT CAST IRON |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R016 | Response to examination communication | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: BOCKHORNI & KOLLEGEN, 80687 MUENCHEN, DE Representative=s name: BOCKHORNI & KOLLEGEN, DE Representative=s name: BOCKHORNI & KOLLEGEN PATENT- UND RECHTSANWAELT, DE Representative=s name: BOCKHORNI & BRUENTJEN PARTNERSCHAFT PATENTANWA, DE |
|
| R016 | Response to examination communication | ||
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |