DE102017128341A1

DE102017128341A1 - Verfahren zum honen von hochporösen zylinderlaufbuchsen

Info

Publication number: DE102017128341A1
Application number: DE102017128341.2A
Authority: DE
Inventors: Clifford E. Maki; Timothy George BEYER; Arup Kumar Gangopadhyay; Hamed Ghaednia; Larry Dean Elie; James Maurice Boileau
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-12-05
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2018-06-07
Also published as: CA2986718A1; GB201719892D0; MX2017015490A; US10267258B2; GB2558414A; US20180156155A1; CN108145592A; GB2558414B

Abstract

Es werden Verfahren zum Honen einer Oberfläche offenbart. Das Verfahren kann Aufspritzen einer Beschichtung mit einer anfänglichen durchschnittlichen Volumenporosität auf eine Motorbohrungswand und Honen der Beschichtung, um eine gehonte Zwischenoberfläche zu erzeugen, beinhalten. Das Verfahren kann dann Reinigen der gehonten Zwischenoberfläche und Honen der gehonten Zwischenoberfläche mit einer Schnittkraft von z. B. 110-130 kgf nach dem Reinigungsschritt beinhalten. Dadurch kann eine gehonte Oberfläche mit einer durchschnittlichen Porosität erzeugt werden, die größer als die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität ist. Durch das Verfahren kann eine gehonte Oberfläche mit einer Porosität erzeugt werden, die poröser als die anfänglich aufgespritzte Beschichtung ist. Die erhöhte Porosität der gehonten Oberfläche kann eine erhöhte Ölretention in z. B. Motorbohrungen ermöglichen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Honen hochporöser Zylinderlaufbuchsen, z. B. für Motorblöcke.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Motorblöcke (Zylinderblöcke) können eine oder mehrere Zylinderbohrungen beinhalten, die Kolben eines Verbrennungsmotors aufnehmen. Motorblöcke können z. B. aus Gusseisen oder Aluminium gegossen sein. Aluminium ist leichter als Gusseisen und kann ausgewählt werden, um das Gewicht eines Fahrzeugs zu reduzieren und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Motorblöcke aus Aluminium können eine Laufbuchse, wie z.B. eine gusseiserne Laufbuchse, beinhalten. Wenn er laufbuchsenlos ist, kann der Aluminiummotorblock eine Beschichtung auf der Bohrungsoberfläche beinhalten. Gusseiserne Laufbuchsen erhöhen im Allgemeinen das Gewicht des Blocks und können zu nicht zueinander passenden thermischen Eigenschaften zwischen dem Aluminiumblock und den gusseisernen Laufbuchsen führen. Laufbuchsenlose Blöcke können eine Beschichtung erhalten (z. B. durch einen Prozess zur Plasmabeschichtung der Bohrungen), um Verschleiß und/oder Reibung zu verringern.
KURZDARSTELLUNG
In wenigstens einer Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt. Das Verfahren kann Folgendes beinhalten: Aufspritzen einer Beschichtung mit einer anfänglichen durchschnittlichen Volumenporosität auf eine Motorbohrungswand; Honen der Beschichtung, um eine gehonte Zwischenoberfläche zu erzeugen; Reinigen der gehonten Zwischenoberfläche; und Honen der gehonten Zwischenoberfläche mit einer Schnittkraft von 110-130 kgf nach dem Reinigungsschritt, um eine gehonte Oberfläche mit einer durchschnittlichen Porosität zu erzeugen, die größer als die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität ist.
Durch das Honen der gehonten Zwischenoberfläche kann eine gehonte Oberfläche mit einer durchschnittlichen Porosität erzeugt werden, die um wenigstens 2 % oder wenigstens 5 % größer als die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität ist. Aus dem Reinigungsschritt können Keimbildungsstellen in der gehonten Zwischenoberfläche hervorgehen und durch das Honen der gehonten Zwischenoberfläche nach dem Reinigungsschritt kann Material von den Keimbildungsstellen zur Erzeugung neuer Poren entfernt werden. Der Reinigungsschritt kann Aufsprühen einer Druckflüssigkeit oder eines Feststoffs auf die gehonte Zwischenoberfläche oder Bürsten der gehonten Zwischenoberfläche beinhalten. In einer Ausführungsform beträgt die Schnittkraft 115-125 kgf oder etwa 120 kgf. In einer anderen Ausführungsform beträgt die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität 0,1-3 % und beträgt die durchschnittliche Porosität der gehonten Oberfläche 5-20 %.
In wenigstens einer Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt. Das Verfahren kann Folgendes beinhalten: Aufspritzen einer Beschichtung, umfassend eine Vielzahl von Partikeln, auf eine Motorbohrungswand, wobei die Beschichtung eine anfängliche durchschnittliche Volumenporosität aufweist; Honen der Beschichtung, um eine gehonte Zwischenoberfläche zu erzeugen; Reinigen der gehonten Zwischenoberfläche, um Rückstände aus Poren in der gehonten Zwischenoberfläche zu entfernen und einen Anteil der Partikel in der Beschichtung zu lösen; und Honen der gehonten Zwischenoberfläche nach dem Reinigungsschritt, um Partikel zu entfernen, die im Reinigungsschritt gelöst wurden, und eine gehonte Oberfläche mit einer durchschnittlichen Porosität zu erzeugen, die größer als die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität ist.
Durch das Honen der gehonten Zwischenoberfläche kann eine gehonte Oberfläche mit einer durchschnittlichen Porosität erzeugt werden, die um wenigstens 2 % oder wenigstens 5 % größer als die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität ist. In einer Ausführungsform beinhaltet der Reinigungsschritt Aufsprühen einer Druckflüssigkeit auf die gehonte Zwischenoberfläche. In einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Reinigungsschritt Aufsprühen eines Feststoffmaterials auf die gehonte Zwischenoberfläche. In einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Reinigungsschritt mechanisches Bürsten der gehonten Zwischenoberfläche. Das Honen der gehonten Zwischenoberfläche kann mit einer Schnittkraft von 110-130 kgf, wie z. B. 115-125 kgf, durchgeführt werden. In einer Ausführungsform beträgt die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität 0,1-3 % und beträgt die durchschnittliche Porosität der gehonten Oberfläche 5-20 %.
In wenigstens einer Ausführungsform wird ein Motorblock bereitgestellt. Der Motorblock kann einen Körper beinhalten, der wenigstens eine zylindrische Motorbohrungswand mit einer Beschichtung darauf beinhaltet, wobei die Beschichtung einen Volumenteil mit einer durchschnittlichen Volumenporosität und einen Oberflächenteil mit einer durchschnittlichen Oberflächenporosität aufweist; wobei die durchschnittliche Oberflächenporosität um wenigstens 3 % größer als die durchschnittliche Volumenporosität ist.
In einer Ausführungsform ist die durchschnittliche Oberflächenporosität um wenigstens 5 % größer als die durchschnittliche Volumenporosität. In einer anderen Ausführungsform beträgt die durchschnittliche Volumenporosität 0,1-3 % und beträgt die durchschnittliche Oberflächenporosität 5-20 %.
Figurenliste

1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Motorblocks;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Zylinderlaufbuchse gemäß einer Ausführungsform;
3 ist ein schematischer Querschnitt einer beschichteten Motorbohrung gemäß einer Ausführungsform;
4 ist ein schematisches Diagramm, das den Einfluss der Oberflächenrauheit auf die Motorbohrungsreibung darstellt;
5 ist ein Diagramm mit Versuchsdaten, das die Porosität einer Motorbohrungsbeschichtung im Querschnitt und auf einer gehonten Oberfläche darstellt;
6 ist ein Schliffbild einer Pore, die bei einem Honprozess überschmiert wurde;
7 ist ein Diagramm von Versuchsdaten, das den Einfluss der Schnittlast auf die Porosität der gehonten Oberfläche darstellt;
8 ist ein Schnittbild, das zwei Arten von Poren zeigt, die durch den offenbarten Prozess erzeugt werden können;
9 ist ein Vergleich der Oberflächentopographie einer herkömmlich gehonten Oberfläche (oben) und einer Oberfläche, die durch den offenbarten Prozess gemäß einer Ausführungsform erzeugt wurde (unten);
10 ist ein schematischer Querschnitt einer beschichteten Motorbohrung mit einer variablen Porosität der gehonten Oberfläche entlang einer vertikalen Achse der Motorbohrung gemäß einer Ausführungsform;
11 ist ein weiterer schematischer Querschnitt einer beschichteten Motorbohrung mit einer variablen Porosität der gehonten Oberfläche entlang einer vertikalen Achse der Motorbohrung gemäß einer Ausführungsform;
12 ist ein Schnittbild eines polierten metallographischen Querschnitts einer Beschichtung mit mäßiger Porosität;
13 ist ein Schliffbild einer gehonten Oberfläche der Beschichtung mit mäßiger Porosität aus 12 mit einer erhöhten Porosität;
14 ist ein Schnittbild eines polierten metallographischen Querschnitts einer Beschichtung mit relativ hoher Porosität; und
15 ist ein Schliffbild einer gehonten Oberfläche der Beschichtung mit relativ hoher Porosität aus 14 mit einer erhöhten Porosität.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Je nach Bedarf werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung, die in unterschiedlichen und alternativen Formen ausgeführt werden kann, lediglich beispielhaft sind. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
In Bezug auf 1 wird ein Motor- oder Zylinderblock 10 dargestellt. Der Motorblock 10 kann eine oder mehrere Zylinderbohrungen 12 beinhalten, die derart ausgelegt sein können, dass sie Kolben eines Verbrennungsmotors aufnehmen. Der Körper des Motorblocks kann aus einem beliebigen geeigneten Material, wie z. B. Aluminium, Gusseisen, Magnesium oder Legierungen davon, ausgebildet sein. In wenigstens einer Ausführungsform ist der Motorblock 10 ein laufbuchsenloser Motorblock. In diesen Ausführungsformen können die Bohrungen 12 eine Beschichtung darauf aufweisen. In wenigstens einer Ausführungsform kann der Motorblock 10 Zylinderlaufbuchsen 14, wie z. B. in 2 dargestellt, beinhalten, die in die Bohrungen 12 eingesetzt oder eingegossen sind. Die Laufbuchsen 14 können ein Hohlzylinder oder Rohr mit einer Außenfläche 16, einer Innenfläche 18 und einer Wanddicke 20 sein.
Wenn es sich bei dem Grundmaterial des Motorblocks um Aluminium handelt, dann kann eine gusseiserne Laufbuchse oder eine Beschichtung in den Zylinderbohrungen bereitgestellt werden, um der Zylinderbohrung eine erhöhte Festigkeit, Steifigkeit, Verschleißbeständigkeit oder andere Eigenschaften zu verleihen. Beispielweise kann eine gusseiserne Laufbuchse in den Motorblock eingegossen oder in die Zylinderbohrungen eingepresst werden, nachdem der Motorblock (z. B. durch Gießen) ausgebildet wurde. In einem anderen Beispiel können die Aluminiumzylinderbohrungen laufbuchsenlos sein, können jedoch mit einer Beschichtung beschichtet werden, nachdem der Motorblock (z. B. durch Gießen) ausgebildet wurde. In einer anderen Ausführungsform kann es sich bei dem Grundmaterial des Motorblocks um Aluminium oder Magnesium handeln und kann eine Laufbuchse aus Aluminium oder Magnesium in die Motorbohrungen eingesetzt oder eingegossen werden. Das Eingießen einer Laufbuchse aus Aluminium in einen Aluminiummotorblock wird in der US-Anmeldung mit der lfd. Nr. 14/972 144 , eingereicht am 17. Dezember 2015, beschrieben, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich in diese Schrift aufgenommen wird.
Demnach kann die Bohrungsoberfläche der Zylinderbohrungen auf eine Vielzahl von Arten und aus einer Vielzahl von Materialien ausgebildet werden. Beispielsweise kann die Bohrungsoberfläche eine gusseiserne Oberfläche (z. B. von einem gusseisernen Motorblock oder einer gusseisernen Laufbuchse) oder eine Aluminiumoberfläche (z. B. von einem laufbuchsenlosen Al-Block oder einer Al-Laufbuchse) sein. Die offenbarte variable Beschichtung kann auf eine beliebige geeignete Bohrungsoberfläche aufgebracht werden, sodass sich der Ausdruck Bohrungsoberfläche auf eine Oberfläche eines laufbuchsenlosen Blocks oder auf eine Oberfläche einer Zylinderlaufbuchse oder -hülse, die in der Zylinderbohrung angeordnet wurde (z. B. durch Presspassung oder durch Eingießen), beziehen.
In Bezug auf 3 wird eine Zylinderbohrung 30 mit einer Beschichtung 32 offenbart. Zwar wird eine Zylinderbohrung dargestellt und beschrieben, jedoch kann die vorliegende Offenbarung für ein jedes Erzeugnis gelten, das einen Körper umfasst, der wenigstens eine Gleitflächenwand mit einer Längsachse beinhaltet. Vor dem Aufbringen der Beschichtung 32 kann die Bohrungsoberfläche 34 angeraut werden. Durch das Anrauen der Bohrungsoberfläche 34 kann sich die Haftung oder Bindefestigkeit der Beschichtung 32 an der Bohrung 30 verbessern. Der Anrauungsprozess kann ein mechanischer Anrauungsprozess z. B. unter Verwendung eines Werkzeugs mit einer Schnittkante, Strahlputzen oder Nassputzen sein. Zu weiteren Anrauungsprozessen können Ätzen (z. B. chemisch oder Plasma), Funken-/Elektroerosion oder andere gehören. In der dargestellten Ausführungsform kann der Anrauungsprozess mehrere Schritte umfassen. Im ersten Schritt kann Material von der Bohrungsoberfläche 34 entfernt werden, sodass Vorsprünge 36 gebildet werden (als gestrichelte Linien). Im zweiten Schritt können die Vorsprünge verändert werden, um überhängende Vorsprünge 38 mit Unterschneidungen 40 zu bilden. Die Vorsprünge können mittels eines beliebigen geeigneten Verfahrens, wie z. B. Walzen, Schneiden, Fräsen, Pressen, Strahlputzen oder anderen, verändert werden.
Die Beschichtung 32 kann auf die angeraute Bohrungsoberfläche aufgebracht werden. In einer Ausführungsform kann die Beschichtung eine aufgespritzte Beschichtung, wie z. B. eine thermisch aufgespritzte Beschichtung, sein. Zu nicht einschränkenden Beispielen für thermische Spritztechniken, die zum Ausbilden der Beschichtung 32 verwendet werden können, können Plasmaspritzen, Detonationsspritzen, Lichtbogenspritzen (z. B. Plasmadrahtspritzen mit übertragendem Lichtbogen oder PTWA (Plasma Transferred Wire Arc)), Flammspritzen, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (High Velocity Oxygen Fuel Spraying - HVOF), Heißspritzen oder Kaltspritzen gehören. Andere Beschichtungstechniken können ebenfalls verwendet werden, wie z. B. Gasphasenabscheidung (z. B. PVD oder CVD) oder chemische/elektrochemische Techniken. In wenigstens einer Ausführungsform ist die Beschichtung 32 eine Beschichtung, die durch Plasmadrahtspritzen mit übertragendem Lichtbogen (PTWA) ausgebildet wird.
Es kann eine Vorrichtung zum Aufspritzen der Beschichtung 32 bereitgestellt werden. Die Vorrichtung kann eine thermische Spritzvorrichtung, einschließlich eines Spritzbrenners, sein. Der Spritzbrenner kann Brennerparameter, wie z. B. Zerstäubergasdruck, elektrischer Strom, Plasmagasströmungsgeschwindigkeit, Drahtvorschubgeschwindigkeit und Verfahrgeschwindigkeit des Brenners, beinhalten. Die Brennerparameter können variabel sein, sodass sie während des Brennerbetriebs einstellbar oder variabel sind. Die Vorrichtung kann eine Steuerung beinhalten, die dazu programmiert oder ausgelegt sein kann, die Brennerparameter während des Brennerbetriebs zu steuern und zu variieren. Wie in der gemeinsamen US-Anmeldung mit der lfd. Nr. 15/064 903 , eingereicht am 9. März 2016, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich in diese Schrift aufgenommen wird, offenbart, kann die Steuerung derart programmiert sein, dass sie die Brennerparameter variiert, um die Porosität der Beschichtung 32 in einer Längs- und/oder Tiefenrichtung einzustellen.
Die Steuerung kann ein System aus einem oder mehreren Computern umfassen, die derart ausgelegt sein können, dass sie bestimmte Vorgänge oder Handlungen dadurch ausführen, dass sie auf dem System installierte Software, Firmware, Hardware oder eine Kombination davon aufweisen, die im Betrieb das System dazu veranlasst, die offenbarten Handlungen auszuführen. Ein oder mehrere Computerprogramme können dazu ausgelegt sein, bestimmte Vorgänge oder Handlungen dadurch auszuführen, dass sie Anweisungen beinhalten, die bei Ausführung durch die Steuerung die Vorrichtung dazu veranlassen, die Handlungen auszuführen.
Bei der Beschichtung 32 kann es sich um eine beliebige Beschichtung handeln, die ausreichend Festigkeit, Steifigkeit, Dichte, Verschleißeigenschaften, Reibung, Dauerfestigkeit und/oder Wärmeleitfähigkeit für eine Zylinderbohrung in einem Motorblock bereitstellt. In wenigstens einer Ausführungsform kann die Beschichtung eine Eisen- oder Stahlbeschichtung sein. Zu nicht einschränkenden Beispielen für geeignete Stahlzusammensetzungen können beliebige AISI/SAE-Stahlsorten der Stähle 1010 bis 4130 gehören. Der Stahl kann ferner ein nichtrostender Stahl sein, wie z. B. jene der AISI/SAE-400-Serie (z. B. 420). Andere Stahlzusammensetzungen können jedoch ebenfalls verwendet werden. Die Beschichtung ist nicht auf Eisen oder Stähle beschränkt und kann aus anderen Metallen oder Nichtmetallen ausgebildet sein oder diese enthalten. Beispielsweise kann die Beschichtung eine Keramikbeschichtung, eine Polymerbeschichtung oder eine Beschichtung aus amorphem Kohlenstoff (z. B. DLC oder dergleichen) sein. Die Beschichtungsart und -zusammensetzung können daher je nach Anwendung und gewünschten Eigenschaften variieren. Darüber hinaus können in der Zylinderbohrung 30 mehrere Beschichtungsarten vorliegen. Beispielsweise können verschiedene Beschichtungsarten (z. B. Zusammensetzungen) auf verschiedene Zonen der Zylinderbohrung aufgebracht werden (weiter unten näher beschrieben) und/oder kann sich die Beschichtungsart in Abhängigkeit der Tiefe der Gesamtbeschichtung (z. B. Lage für Lage) ändern.
Im Allgemeinen kann der Prozess zum Aufbringen der Beschichtung 32 und Fertigstellen der Bohrungsmaße und -eigenschaften mehrere Schritte beinhalten. Zunächst kann die Bohrungsoberfläche darauf vorbereitet werden, die Beschichtung aufzunehmen. Wie oben beschrieben, kann die Bohrungsoberfläche eine gegossene Motorbohrung oder eine Laufbuchse (eingegossen oder Presspassung) sein. Die Oberflächenvorbereitung kann ein Anrauen und/oder Waschen der Oberfläche beinhalten, um die Haftung/Bindung der Beschichtung zu verbessern. Als Nächstes kann die Abscheidung der Beschichtung beginnen. Die Beschichtung kann auf eine beliebige geeignete Weise, wie z. B. durch Spritzen, aufgebracht werden. In einem Beispiel kann die Beschichtung durch thermisches Spritzen, wie z. B. PTWA-Spritzen, aufgebracht werden. Die Beschichtung kann durch Rotationsspritzen der Beschichtung auf die Bohrungsoberfläche aufgebracht werden. Die Spritzdüse, die Bohrungsoberfläche oder beide können zum Aufbringen der Beschichtung rotiert werden. Wie in der US-Anmeldung mit der lfd. Nr. 15/064 903 beschrieben, können die Abscheidungsparameter (z. B. durch eine Steuerung) eingestellt werden, um variierende Porositätsgrade in der Beschichtung zu erzeugen. Die Einstellungen können durchgeführt werden, während die Beschichtung aufgebracht wird, oder die Aufbringung kann zum Einstellen der Parameter pausiert werden. Zusätzliche Lagen der Beschichtung können unter Verwendung der gleichen oder weiterer eingestellter Abscheidungsparameter aufgebracht werden.
Nachdem die Beschichtung aufgebracht wurde, kann sie auf einen Endbohrungsdurchmesser gemäß spezifizierten Motorbohrungsmaßen gehont werden. In einigen Ausführungsformen kann ein optionaler mechanischer Bearbeitungsvorgang, wie z. B. Aufbohren, Schruppen usw., vor dem Honen durchgeführt werden, um die Menge an Werkstoffabnahme beim Honen zu verringern. Im Allgemeinen beinhaltet der Honprozess Einführen eines Drehwerkzeugs mit Schleifpartikeln in die Zylinderbohrung, um Material auf einen kontrollierten Durchmesser zu entfernen. Die Schleifpartikel können an einzelnen Teilen haften, die als Honsteine bezeichnet werden, und ein Honwerkzeug kann eine Vielzahl von Honsteinen beinhalten. Der Honprozess kann einen oder mehrere Honschritte beinhalten. Wenn mehrere Honschritte vorliegen, können die Parameter des Honprozesses, wie z. B. Korngröße und angewandte Kraft, von Schritt zu Schritt variieren. In den in 3 dargestellten Ausführungsformen kann die Beschichtung 32 zunächst auf eine Dicke 52 abgeschieden werden, wie als gestrichelte Linie dargestellt. Im Honprozess kann Material von der Beschichtung 32 entfernt und eine stark zylindrische Bohrungswand 54 mit dem Endbohrungsdurchmesser bereitgestellt werden. Wie hier beschrieben, kann die Beschichtungsoberfläche im Sinne von Porosität die Oberfläche sein, die aus dem Honprozess hervorgeht, nicht die Ausgangsoberfläche nach der Abscheidung (z. B. die Bohrungswand 54 und nicht die Ausgangsdicke 52).
Es wurde entdeckt, dass der Honprozess einen erheblichen Einfluss auf die sich ergebende Oberflächenporosität der Beschichtung 32 haben kann. In Bezug auf 4 wurde festgestellt, dass es im Allgemeinen einen Wendepunkt beim Reibungskoeffizienten mit zunehmender Oberflächenrauheit der gehonten Bohrungswandoberfläche gibt. Bei sehr niedriger Oberflächenrauheit ist die Ölretention unzureichend und der Reibungskoeffizient relativ hoch. Mit zunehmender Oberflächenrauheit kann das Öl in den Tälern der Oberfläche gehalten werden und verbessert (senkt) sich der Reibungskoeffizient. An einem bestimmten Punkt übersteigt die Rauheit der Oberfläche die Vorteile der Ölretention und nimmt der Reibungskoeffizient aufgrund erhöhter gegeneinanderwirkender Unebenheiten wieder zu. Demnach gibt es einen optimalen oder idealen Punkt in der Oberflächenrauheit, bei dem der niedrigste Reibungskoeffizient bereitgestellt wird (wenn andere Faktoren konstant gehalten werden). Wenn ausreichend Poren vorhanden sind, kann die Oberfläche auf eine sehr glatte Rauheit gehont werden, ohne Ölretention einzubüßen.
In Bezug auf 5 können, wie in der US-Anmeldung mit der lfd. Nr. 15/064 903 beschrieben, Abscheidungsparameter eingestellt werden, um variierende Porositätsgrade in der Bohrungsbeschichtung zu erzeugen. Trotz der Fähigkeit, die Porosität im Volumen der Beschichtung (angegeben als %-Por-CS, für Querschnitt (Cross-Section)) genau zu steuern, erreichen die Porositätsgrade an einer gehonten Oberfläche (Honed Surface - HS) jedoch im Allgemeinen nicht die gleichen Niveaus wie im Volumen. Wenn die Oberfläche jedoch poliert (PS) anstatt gehont wird, dann ist die Oberflächenporosität ähnlich der Volumenporosität. Das deutet darauf hin, dass der herkömmliche Honprozess zumindest teilweise der Grund für die geringe Oberflächenporosität im Vergleich zum Volumen ist.
In Bezug auf 6 wird ein Beispiel dafür gezeigt, wie herkömmliche Honprozesse die Oberflächenporosität auf einer gehonten Oberfläche verringern können. Während des Honprozesses kann Material, das von der beschichteten Bohrungsoberfläche oder einem Grat oder einer Kante einer Pore entfernt wird, die Porenoberfläche überschmieren oder die Pore auffüllen. Dies kann zu einer geringeren Oberflächenporosität führen und das Ölretentionsvermögen der Pore signifikant verringern. Demnach können Veränderungen des Honprozesses einen Ansatz zum Verbessern der Oberflächenporosität der gehonten Oberfläche darstellen.
Es wurde entdeckt, dass durch eine Kombination aus einem Reinigungsprozess und einem besonderen Endhonprozess die Volumenporosität an der gehonten Oberfläche aufrechterhalten und die gehonte Oberflächenporosität im Vergleich zur Volumenporosität in einigen Ausführungsformen sogar erhöht werden kann. Im hier verwendeten Sinne kann die gehonte Oberfläche eine Zone in der Beschichtung sein, welche die Oberfläche der Beschichtung und eine relativ geringe Tiefe unterhalb der Oberfläche, z. B. bis zu 5 µm, 10 µm, 25 µm oder 50 µm unterhalb der Oberfläche, beinhaltet. Es wurde festgestellt, dass die Porosität der gehonten Oberfläche im Allgemeinen mit zwei Arten von Poren beschrieben werden kann, die als primäre und sekundäre Poren bezeichnet werden können. Primäre Poren können jene sein, die während des Beschichtungsprozesses (z. B. Spritzen) erzeugt werden. Beispielsweise die Art von Porosität, von der allgemein in der US-Anmeldung mit der lfd. Nr. 15/064 903 die Rede ist. Diese Poren (z. B. Porosität und Größe) können im Allgemeinen über die Beschichtungsparameter gesteuert werden. Sekundäre Poren können jene sein, die erzeugt werden oder hervorgehen, nachdem die Beschichtung abgeschieden wurde. Es wurde festgestellt, dass die offenbarte Kombination aus Reinigung und Honen eine Möglichkeit zur Erzeugung sekundärer Poren ist.
Sekundäre Poren können jedoch nur unter bestimmten Umständen erzeugt werden. Ein Parameter, bei dem festgestellt wurde, dass er für die Bildung sekundärer Poren wichtig ist, ist die Honkraft des Endhonprozesses. Wie oben beschrieben, kann der gesamte Honprozess mehrere Honschritte beinhalten. Es wurde entdeckt, dass die Honkraft während des Endhonschritts einen signifikanten Einfluss auf die Endporosität der gehonten Oberfläche haben kann. Wenn die Kraft zu gering ist, kann die Kraft zum Entfernen von Material von der Beschichtungsoberfläche unzureichend sein, um die sekundären Poren zu erzeugen. Wenn die Kraft zu hoch ist, kann die Oberfläche der Beschichtung gequetscht werden und können gebildete Poren verschlossen werden, wodurch ihre Fähigkeit, Öl aufzunehmen, verringert oder aufgehoben werden kann.
In Bezug auf 7 sind Versuchsdaten für eine thermische PTWA-Spritzbeschichtung mit Stahl 1010 dargestellt. Wie dargestellt, ist die Porosität der gehonten Oberfläche (% Por-HS) in den Zonen mit niedriger und hoher Schnittkraft ähnlich wie bei den Ergebnissen in 5 relativ gering. Im Bereich von etwa 110 bis 130 kgf liegt jedoch eine Spitze in der Porosität der gehonten Oberfläche vor, die etwa dem Doppelten der umliegenden Werte entspricht. Ohne auf eine bestimmte Theorie beschränkt zu sein, wird davon ausgegangen, dass diese Kraft ausreichend ist, um Material von der Beschichtungsoberfläche zu entfernen, jedoch nicht so hoch ist, dass sie die Beschichtung quetscht oder die erzeugte Pore verschließt. Während sich die angegebenen Daten auf eine Beschichtung aus Stahl 1010 beziehen, wurde festgestellt, dass die gleiche Schnittlast (Honkraft) von 110-130 kgf ähnlich wirksam bei anderen Beschichtungen, wie z. B. anderen Stahlbeschichtungen, ist. Demnach kann in wenigstens einer Ausführungsform das offenbarte Verfahren einen Endhonschritt beinhalten, bei dem die Honkraft (Schnittlast) bei 110 bis 130 kgf oder in einem beliebigen Teilbereich davon, wie z. B. 115 bis 125 kgf oder etwa 120 kgf (z. B. ± 3 kgf), liegt.
Zusätzlich zur obengenannten entdeckten wirksamen Honkraft wurde ferner entdeckt, dass sich die Porosität der gehonten Oberfläche durch einen Reinigungsprozess weiter verbessern lässt, wenn dieser vor dem Endhonschritt durchgeführt wird. Der Reinigungsprozess kann Durchführen eines oder mehrerer Reinigungsdurchgänge an der Bohrungsbeschichtungsoberfläche beinhalten. In einer Ausführungsform kann der Reinigungsprozess Besprühen mit Hochdruckwasser beinhalten. Das Besprühen kann derart gesteuert werden, dass sich ein Sprühmuster, wie z. B. ein fächerförmiges Sprühmuster (z. B. ein im Wesentlichen 2D-Sprühmuster), ergibt. Zu anderen Reinigungsverfahren, die möglicherweise geeignet sind, können Eisstrahlen (z. B. auf Wasser- oder CO₂-Basis), Bürsten oder sehr feine Schleifmittel gehören. Diese Verfahren sind jedoch Beispiele und sollen nicht einschränkend sein.
Beim Reinigungsprozess können Rückstände oder Grate entfernt werden, die aufgrund vorheriger Bearbeitungsvorgänge, wie z. B. vorheriger Honschritte oder eines Aufbohrvorgangs, vorhanden sind. Demnach kann loses Material, das in den Poren der Beschichtung vorliegt, entfernt werden, damit die Poren freigelegt werden und es ihnen möglich ist, Öl aufzunehmen. Es wurde jedoch entdeckt, dass der Reinigungsprozess einer anderen Funktion dienen kann - Erzeugen von Keimbildungsstellen zur Porenerzeugung im späteren Endhonschritt. Während bestimmter Beschichtungsprozesse können Partikel aus dem Beschichtungsmaterial zur Bohrungsoberfläche hin beschleunigt werden, z. B. in Form von Feststoffpartikeln (Kaltspritzen) oder geschmolzenen Kügelchen (Heißspritzen). Diese Partikel können sich aneinander ablagern und eine im Wesentlichen durchgängige Beschichtung bilden. Die Partikel können sich im Allgemeinen unter Bildung einer relativ einheitlichen Beschichtung verformen oder verschmelzen, jedoch bleiben einige Partikel abgetrennter oder schwächer an die Beschichtung gebunden als andere. Darüber hinaus kann es sein, dass die Beschichtungslagen in einigen Bereichen nicht vollständig anhaften oder weniger stark anhaften als in anderen Bereichen. Diese Partikel und Bereiche können potenzielle Stellen für eine Bildung neuer Poren während des Honprozesses (z. B. Keimbildungsstellen) sein.
In Bezug auf 8 wurde festgestellt, dass der Reinigungsprozess zu einer Ablösung oder Trennung dieser Partikel bzw. Lagen führen oder Eigenspannungen in der Beschichtung bei oder nahe den Partikeln auslösen kann. Bei einem nachfolgenden Honprozess kann dann zumindest ein Teil der gelösten oder unter Spannung stehenden Partikel (unten) oder getrennten Lagen (oben) unter Bildung sekundärer Poren entfernt (z. B. herausgezogen) werden. Demnach kann der Reinigungsprozess wenigstens zwei Funktionen dienen: 1) Entfernen bestehender Rückstände und Grate von der Beschichtungsoberfläche und 2) Erzeugen von Keimbildungsstellen auf der Beschichtungsoberfläche, die es ermöglichen können, dass im darauffolgenden Honprozess Partikel oder Späne von der Beschichtungsoberfläche entfernt werden, die ansonsten haften bleiben würden. Der Reinigungsprozess kann es daher ermöglichen, dass die gehonte Oberfläche nicht nur eine ähnliche Porosität wie das Volumen der Beschichtung aufweist, sondern auch über eine erhöhte Porosität aufgrund der zusätzlich erzeugten Poren verfügt. In einigen Ausführungsformen kann der Reinigungsprozess (oder ein ähnlicher Reinigungsprozess) nach dem Endhonprozess wiederholt werden, um letzte Rückstände zu beseitigen, Grate zu entfernen oder sonstiges loses Material von der Bohrungsoberfläche oder aus den Poren zu reinigen.
Demnach kann in wenigstens einer Ausführungsform das offenbarte Verfahren zur Oberflächenbearbeitung einer beschichteten Bohrungsoberfläche zunächst einen Reinigungsprozess und dann einen Endhonprozess nach dem Reinigungsprozess beinhalten. Durch den Reinigungsprozess, wie z. B. einen Wasserstrahl, Eisstrahlen oder Bürsten, können Rückstände entfernt, aber auch Partikel oder lokale Bereiche der Beschichtung gelöst oder eine Spannung darin ausgelöst werden. Nach dem Reinigungsprozess kann ein Endhonschritt durchgeführt werden, bei dem eine bestimmte Honkraft zur optimalen Porenerzeugung angewandt werden kann. In einer Ausführungsform kann die Honkraft bei 110 bis 130 kgf oder in einem beliebigen Teilbereich davon liegen. Im Endhonprozess können die durch den Reinigungsprozess gelösten Partikel entfernt oder herausgezogen werden und/oder können Bereiche der Beschichtung entfernt oder herausgezogen werden, die im Reinigungsprozess getrennt wurden. Während jeder der Prozesse die Porosität der gehonten Oberfläche im Vergleich zu herkömmlichen Hontechniken gesondert verbessern kann, stellt die Kombination der beiden Prozesse eine synergistische Wirkung bereit, durch welche sich die Porosität der gehonten Oberfläche im Vergleich zum Volumen der Beschichtung erhöhen kann.
In Bezug auf 9 wird ein Vergleich von zwei beispielhaften Oberflächenbearbeitungen dargestellt. Das obere Beispiel ist die Oberfläche einer thermisch aufgespritzten Beschichtung, die mithilfe eines herkömmlichen Honprozesses (z. B. mehrere Schritte mit immer feinerer Körnung) bearbeitet wurde. Herkömmliches Honen hat das dargestellte Kreuzschliffmuster mit sowohl einer Vielzahl von „Spitzen“ als auch „Tälern“ (Hochs und Tiefs) zur Folge. Diese Täler können Öl aufnehmen, jedoch erhöht sich durch die Spitzen und Täler die Oberflächenrauheit, wie in Bezug auf 4 beschrieben. Im Vergleich dazu ist das untere Beispiel die Oberfläche einer thermisch aufgespritzten Beschichtung, die gemäß dem offenbarten Prozess (Reinigung und Endhonen) bearbeitet wurde. Wie dargestellt, gibt es mehrere weite Poren, die Tälern ähneln und die Öl aufnehmen können. Der Rest der Oberfläche ist jedoch im Wesentlichen glatt und weist im Allgemeinen keine der Spitzen aus dem oberen Beispiel (z. B. im Wesentlichen keine Spitzen von 1 µm oder höher) auf. Demnach kann der offenbarte Prozess eine sehr glatte Oberfläche bereitstellen, kann jedoch auch eine sehr gute Ölretention in den Poren aufweisen.
Der offenbarte Reinigungs- und Honprozess kann auf die gesamte Bohrungsoberfläche oder die gesamte Bohrungsoberfläche, die mit dem Kolben in Kontakt kommt (z. B. oberer Totpunkt bis unterer Totpunkt), angewandt werden. In anderen Ausführungsformen kann der Reinigungs- und der Honprozess nur auf bestimmte Abschnitte der Bohrungsoberfläche angewandt werden und können die übrigen Abschnitte mittels herkömmlicher Techniken oberflächenbearbeitet werden. In anderen Ausführungsformen können Variationen des Reinigungs- und/oder Honprozesses auf verschiedene Bereiche der Bohrungsoberfläche angewandt werden. Demnach kann die Oberflächenporosität der gehonten Oberfläche an die Ölretentionsanforderungen oder Umgebung an bestimmten Stellen der Zylinderbohrung angepasst werden. Darüber hinaus kann die Volumenporosität der Beschichtung an verschiedene Stellen der Zylinderbohrung angepasst werden, wie in der US-Anmeldung mit der lfd. Nr. 15/064 903 beschrieben. Somit kann die Volumenporosität und die Porosität der gehonten Oberfläche der Beschichtung auf verschiedene Stellen der Zylinderbohrung angepasst werden, um eine verbesserte Ölretention oder Schmierbedingung an jeder Stelle bereitzustellen.
Beispielsweise kann, wenn gewünscht wird, dass ein Abschnitt der Zylinderbohrung eine geringe Porosität der gehonten Oberfläche aufweist, eine Beschichtung mit relativ geringer Porosität aufgebracht und ein herkömmlicher Honprozess verwendet werden, der die Porosität der Oberfläche nicht erhöht. Wenn ein Abschnitt mit mäßiger oder mittlerer Porosität gewünscht wird, kann es mehrere Optionen geben. In einem Beispiel kann eine Beschichtung mit relativ geringer Porosität aufgebracht und der offenbarte Reinigungs- und Honprozess verwendet werden, um die Porosität der gehonten Oberfläche von gering auf mäßig zu erhöhen. In einem anderen Beispiel kann eine Beschichtung mit mäßiger Porosität aufgebracht und ein herkömmlicher Honprozess verwendet werden, der die Porosität nicht erhöht. Wenn eine Beschichtung mit relativ hoher Porosität gewünscht wird, kann es wiederum mehrere Optionen geben. In einem Beispiel kann eine Beschichtung mit geringer oder mäßiger Porosität aufgebracht und der offenbarte Reinigungs- und Honprozess verwendet werden, um die Porosität der gehonten Oberfläche von gering oder mäßig auf hoch zu erhöhen. In einem anderen Beispiel kann eine Beschichtung mit hoher Porosität aufgebracht und ein herkömmlicher Honprozess verwendet werden, der die Porosität nicht erhöht. Wenn eine Beschichtung mit sehr hoher Porosität gewünscht wird, kann ein Beispiel Aufbringen einer Beschichtung mit mäßiger oder hoher Porosität und Verwenden des offenbarten Reinigungs- und Honprozesses zum Erhöhen der Porosität der gehonten Oberfläche von mäßig oder hoch auf sehr hoch beinhalten. Demnach können die Art von Beschichtung und die Art von Honprozess gemischt und aufeinander abgestimmt werden, um eine Beschichtung mit einer gewünschten Porosität der gehonten Oberfläche zu erzeugen. Die oben aufgeführten Beispiele sollen nicht einschränkend sein; für den Fachmann versteht sich aufgrund der vorliegenden Offenbarung, dass andere Kombinationen verwendet werden können.
Neben den verschiedenen Kombinationen der Beschichtungseigenschaften und des herkömmlichen gegenüber dem oben beschriebenen offenbarten Honprozess können ferner Variationen des offenbarten Honprozesses zum Einstellen der Porosität der gehonten Oberfläche verwendet werden. Beispielsweise kann der offenbarte Honprozess einen oder mehrere Reinigungsdurchgänge vor dem Endhonschritt beinhalten. Wie oben beschrieben, kann der Reinigungsschritt Prozesse wie etwa Besprühen mit einer Hochdruckflüssigkeit (z. B. Wasser), Eisstrahlen oder mechanisches Reinigen (z. B. Bürsten) beinhalten. Darüber hinaus wurde beschrieben, dass der Reinigungsschritt eine erhöhte Porosität an der Oberfläche durch Lösen oder Einleiten von Spannungen in die Oberfläche, wodurch es im Endhonschritt möglich ist, das gelöste oder unter Spannung stehende Material zu entfernen, ermöglichen kann.
Demnach kann durch Erhöhen oder Verringern der Intensität des Reinigungsprozesses das Ausmaß oder der Grad an Lösung oder Spannung an der Beschichtungsoberfläche beeinflusst werden. In einer Ausführungsform kann sich durch Erhöhen der Intensität des Reinigungsprozesses der Grad an Lösung oder Spannung erhöhen und umgekehrt. Wenn z. B. ein Hochdruckwasserstrahl verwendet wird, kann sich durch Erhöhen des Drucks des Strahls die Intensität des Reinigungsdurchgangs erhöhen. Ebenso können, wenn eine mechanische Reinigung verwendet wird, die angewandte Kraft, die Geschwindigkeit der Reinigung oder andere Parameter, durch welche die Reinigung intensiver wird, erhöht werden. Eine andere Möglichkeit zum Erhöhen oder Verringern der Intensität kann darin bestehen, die Anzahl von Reinigungsdurchgängen im Reinigungsprozess zu variieren. Zusätzliche Reinigungsdurchgänge können eine stärkere Lösung oder Spannung in der Beschichtung verursachen, während sie durch weniger verringert werden kann.
Wie oben beschrieben, kann die Honkraft im offenbarten Honprozess zwischen 110 und 130 kgf liegen. Jedoch können andere Parameter des Honprozesses variiert werden, um die Porosität der gehonten Oberfläche zu beeinflussen. Beispielsweise kann die Körnung der Honsteine angepasst werden, sodass sie entweder feiner (kleiner) oder gröber (größer) ist. Eine gröbere Körnung kann mehr Material entfernen und kann zu einem verstärkten Herausziehen von Partikeln oder Lagentrennung führen; es muss jedoch darauf geachtet werden, dass der Volumenanteil der Porosität der gehonten Oberfläche von Faktoren wie etwa der Mikrostruktur und den mechanischen Eigenschaften der Beschichtung sowie der Honsteingröße und den Honkräften, die beim Bearbeitungsprozess angewandt werden, abhängig sein kann.
In Bezug auf 10 wird ein schematisches Beispiel einer Zylinderbohrung 30 dargestellt. Während des Kolbenhubs innerhalb der Zylinderbohrung kann sich der Reibungszustand auf Grundlage des Kurbelwinkels oder der Position und/oder Geschwindigkeit des Kolbens verändern. Wenn sich der Kolben z. B. beim oder nahe dem oberen Totpunkt (OT) 42 und/oder unteren Totpunkt (UT) 44 befindet, kann die Kolbengeschwindigkeit am äußersten oberen und unteren Hubende (z. B. nahe Kurbelwinkeln von 0 und 180 Grad) gering oder gleich null sein. Wenn sich der Kolben beim oder nahe dem OT 42 oder UT 44 befindet, kann der Reibungszustand eine Grenzreibung sein, bei der ein Rauheitskontakt zwischen dem Kolben und der Bohrungsoberfläche (oder Beschichtungsoberfläche, wenn beschichtet) vorliegen kann. Wenn sich der Kolben mit relativ hohen Geschwindigkeiten in einem mittleren Abschnitt der Bohrungslänge/-höhe bewegt (z. B. Kurbelwinkel zwischen 35 und 145 Grad), kann der Reibungszustand eine hydrodynamische Reibung sein, bei der wenig oder kein Rauheitskontakt vorliegt. Wenn sich der Kolben zwischen diesen beiden Zonen befindet (z. B. Kurbelwinkel zwischen etwa 10 und 35 oder etwa 145 und 170) und sich entweder zum OT 42 oder UT 44 oder davon weg bewegt, ist die Kolbengeschwindigkeit relativ mäßig und kann der Reibungszustand eine Mischung aus Grenz- und hydrodynamischer Reibung (z. B. etwas Rauheitskontakt) sein. Selbstverständlich sind die hier offenbarten Kurbelwinkel Beispiele und hängt der Übergang zu verschiedenen Reibungszuständen (z. B. Grenzreibung zu gemischt) von der Motordrehzahl, dem Motoraufbau und anderen Faktoren ab.
Demnach können sich die Schmiereigenschaften oder -anforderungen in verschiedenen Zonen der Zylinderbohrung 30 unterscheiden. In wenigstens einer Ausführungsform kann die Porosität der gehonten Oberfläche der Beschichtung 32 entlang der Höhe der Bohrung 30 variieren. Im hier verwendeten Sinne kann sich Porosität der gehonten Oberfläche auf die Porosität der Oberfläche der Beschichtung nach Abschluss des Endhonprozesses beziehen. Wie oben beschrieben, kann sich durch den offenbarten kombinierten Reinigungs- und Honprozess die Porosität der gehonten Oberfläche über die Volumenporosität der Beschichtung hinaus erhöhen (z. B. durch Herausziehen von Partikeln oder Lagentrennung). Die Poren in der gehonten Oberfläche können als Reservoire zum Halten von Öl/Schmiermittel dienen, wodurch sie eine Schmierung unter extremen Betriebsbedingungen bereitstellen oder die Schmierfilmdicke verbessern. Daher können Zonen mit unterschiedlichen Porositätsgraden der gehonten Oberfläche unterschiedliche Wirkungen auf die Schmierung der Zylinderbohrung 30 haben. In wenigstens einer Ausführungsform können wenigstens zwei verschiedene Porositätsgrade der gehonten Oberfläche entlang der Höhe der Bohrung 30 vorliegen. Es können eine Zone 46 mit relativ geringer Porosität der gehonten Oberfläche und eine Zone 48 mit relativ hoher Porosität der gehonten Oberfläche vorliegen. In der in 10 dargestellten Ausführungsform können zwei Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche und eine Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche dazwischen (z. B. die Zonen 46 trennend) vorliegen.
Eine Zone 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche kann sich über eine Höhe der Zylinderbohrung 30 erstrecken, welche den OT 42 beinhaltet. Die Zone 46 kann sich zu einem gewissen Grad unter den OT 42 erstrecken. Beispielsweise kann die Zone 46 eine bestimmte Höhe der Zylinderbohrung gemäß dem Kurbelwinkel des Kolbens abdecken. In einer Ausführungsform kann sich die Zone 46 vom OT 42 bis auf eine Höhe erstrecken, die einem Kurbelwinkel von bis zu 35 Grad entspricht. In einer anderen Ausführungsform kann sich die Zone 46 vom OT 42 bis auf eine Höhe erstrecken, die einem Kurbelwinkel von bis zu 30, 25, 20, 15 oder 10 Grad entspricht. Beispielsweise kann sich die Zone von 0 bis 35, 0 bis 30, 0 bis 25, 0 bis 20, 0 bis 15, 0 bis 10 oder 0 bis 5 Grad erstrecken.
Eine andere Zone 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche kann sich über eine Höhe der Zylinderbohrung 30 erstrecken, welche den UT 44 beinhaltet. Die Zone 46 kann sich zu einem gewissen Grad über den UT 44 erstrecken. Beispielsweise kann die Zone 46 eine bestimmte Höhe der Zylinderbohrung gemäß dem Kurbelwinkel des Kolbens abdecken. In einer Ausführungsform kann sich die Zone 46 vom UT 44 bis auf eine Höhe erstrecken, die einem Kurbelwinkel von höchstens 145 Grad entspricht. In einer anderen Ausführungsform kann sich die Zone 46 vom UT 44 bis auf eine Höhe erstrecken, die einem Kurbelwinkel von höchstens 150, 155, 160, 165 oder 170 Grad entspricht. Beispielsweise kann sich die Zone von 145 bis 180, 150 bis 180, 155 bis 180, 160 bis 180, 165 bis 180, 170 bis 180 oder 175 bis 180 Grad erstrecken.
Die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche kann zwischen den Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche angeordnet sein. In einer Ausführungsform kann sich die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche über die gesamte Höhe zwischen den Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche erstrecken, wie in 10 dargestellt. Ebenso wie die Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche kann die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche eine bestimmte Höhe der Zylinderbohrung gemäß dem Kurbelwinkel des Kolbens abdecken. Der Bereich an Kurbelwinkeln kann ein beliebiger Bereich zwischen den oben für die untere und obere Zone 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche offenbarten sein. Beispielsweise kann sich die Zone mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche von einem Kurbelwinkel von 10 bis 170 Grad, 15 bis 165 Grad, 20 bis 160 Grad, 25 bis 155 Grad, 30 bis 150 Grad oder 35 bis 145 Grad erstrecken oder kann sie sich zumindest über einen Abschnitt innerhalb beliebiger der obengenannten Bereiche erstrecken. Die obere und untere Zone 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche können die gleiche Höhe aufweisen oder nicht. Daher können die Kurbelwinkelbereiche asymmetrisch sein und können sich von einem beliebigen oben für die obere Zone 46 offenbarten Wert bis zu einem beliebigen Wert für die untere Zone 46 erstrecken. Beispielsweise kann sich die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche von einem Kurbelwinkel von 15 bis 160 Grad erstrecken.
Ähnlich wie beim Kurbelwinkel können die Zone(n) 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche und die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche Bereiche (z. B. Höhenbereiche) der Bohrungsoberfläche abdecken, die Bereichen entsprechen, in denen der Kolben eine bestimmte Geschwindigkeit aufweist. Die Zone(n) 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche kann/können Bereichen mit relativ geringer Geschwindigkeit (oder einer Geschwindigkeit gleich null) entsprechen, während die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche Bereichen mit relativ hoher (oder max.) Geschwindigkeit entsprechen kann. Die Geschwindigkeit des Kolbens kann sich je nach der Ausgestaltung oder Auslegung des Motors ändern. Demnach lassen sich die Bereiche der Zonen mit hoher oder geringer Porosität der gehonten Oberfläche anhand eines Prozentsatzes der maximalen (max.) Geschwindigkeit des Kolbens beschreiben.
In einer Ausführungsform kann/können die Zone(n) 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche einen Bereich der Zylinderbohrungsoberfläche abdecken, der einer Kolbengeschwindigkeit von bis zu 30 % der max. Geschwindigkeit (einschließlich einer Geschwindigkeit von null), z.B. bis zu 25 %, 20 %, 15 %, 10 % oder 5 % der max. Geschwindigkeit, entspricht. Wie oben beschrieben, können die niedrigeren Geschwindigkeiten bei oder nahe dem OT 42 und/oder UT 44 auftreten. Die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche kann den Rest der Zylinderbohrungsoberfläche abdecken. Beispielsweise kann die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche einen Bereich der Zylinderbohrungsoberfläche abdecken, der einer Kolbengeschwindigkeit von wenigstens 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 % oder 30 % der max. Geschwindigkeit entspricht. In einer anderen Ausführungsform kann die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche einen Bereich der Zylinderbohrungsoberfläche abdecken, der einer Kolbengeschwindigkeit von 50 % bis 100 % der max. Geschwindigkeit oder einem beliebigen Teilbereich davon, wie z. B. 60 % bis 100 %, 70 % bis 100 %, 80 % bis 100 %, 90 % bis 100 % oder 95 % bis 100 % der max. Geschwindigkeit, entspricht.
In einer Ausführungsform kann die Porosität der gehonten Oberfläche (z. B. die durchschnittliche Porosität der gehonten Oberfläche) der Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche bis zu 3 % betragen. Beispielsweise können die Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche eine Porosität von bis zu 2,5 %, 2 % oder 1,5 % aufweisen. In einer Ausführungsform können die Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche eine Porosität der gehonten Oberfläche von 0,1 % bis 3 % oder einem beliebigen Teilbereich davon, wie z. B. 0,5 % bis 3 %, 0,5 % bis 2,5 %, 0,5 % bis 2 %, 1 % bis 2,5 % oder 1 % bis 2 %, aufweisen. Wie hier offenbart, kann sich „Porosität der gehonten Oberfläche“ auf eine Oberflächenporosität oder einen Prozentsatz der Oberfläche der Beschichtung, der aus Poren (z. B. Leerstellen oder Luft, vor Einbringen von Schmiermittel) besteht, beziehen.
Die Porosität der Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche kann größer als die Porosität der Zone(n) 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche sein. In einer Ausführungsform kann die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche eine Porosität der gehonten Oberfläche (z. B. durchschnittliche Porosität der gehonten Oberfläche) von wenigstens 2 %, z. B. wenigstens 3 %, 4 %, 5 %, 6 %, 7 %, 8 %, 9 %, 10 %, 15 % oder 20 %, aufweisen. In einer anderen Ausführungsform kann die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche eine Porosität der gehonten Oberfläche von 2 % bis 20 % oder einem beliebigen Teilbereich davon, wie z. B. 3 % bis 20 %, 5 % bis 20 %, 10 % bis 20 %, 2 % bis 15 %, 3 % bis 15 %, 5 % bis 15 %, 7 % bis 15 %, 3 % bis 12 %, 3 % bis 10 %, 4 % bis 10 %, 5 % bis 10 % oder 5 % bis 8 %, aufweisen.
Die Größe oder der Durchmesser der Poren, die Porentiefe und/oder die Porenverteilung in den Zonen mit geringer und hoher Porosität der gehonten Oberfläche können gleich oder unterschiedlich sein. In einer Ausführungsform können die mittleren oder durchschnittlichen Porengrößen der Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche und der Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche gleich oder unterschiedlich sein. Die durchschnittlichen Porengrößen der Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche und der Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche können bei 0,1 bis 750 µm oder in einem beliebigen Teilbereich davon, wie z. B. 0,1 bis 500 µm, 0,1 bis 250 µm, 0,1 bis 200 µm, 1 bis 750 µm, 1 bis 500 µm, 1 bis 300 µm, 1 bis 200 µm, 10 bis 300 µm, 10 bis 200 µm, 20 bis 200 µm, 10 bis 150 µm oder 20 bis 150 µm, liegen.
Während die Beschichtung 32 auf der Zylinderbohrung 30 vorstehend mit zwei Zonen unterschiedlicher Porosität der gehonten Oberfläche beschrieben wurde, können mehr als zwei Zonen unterschiedlicher Porosität der gehonten Oberfläche, wie z. B. 3, 4, 5 oder mehr verschiedene Zonen, vorliegen. In einigen Ausführungsformen kann anstelle getrennter Zonen eine Abstufung in der Porosität der gehonten Oberfläche entlang der Höhe der Zylinderbohrung 30 vorliegen. Beispielsweise kann anstelle getrennter Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche und einer Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche die Porosität der gehonten Oberfläche der Beschichtung 32 vom OT 42 bis zu einer Spitze in einer zentralen Zone der Bohrungshöhe zunehmen und dann zum UT 44 hin abnehmen. Demnach kann eine relative minimale Porosität der gehonten Oberfläche bei oder nahe dem OT 42, eine relative maximale Porosität der gehonten Oberfläche nahe einer zentralen Zone der Bohrungshöhe (z. B. bei einem Kurbelwinkel um 90 Grad, wie z. B. 80 bis 100 Grad) und ein weiteres relatives Minimum bei oder nahe dem UT 44 vorliegen. Die Veränderung der Porosität der gehonten Oberfläche kann kontinuierlich sein und kann eine lineare/konstante Zunahme/Abnahme oder eine Kurve sein. Die Veränderung der Porosität der gehonten Oberfläche kann ferner aus einer Vielzahl kleiner Schritte in der Porosität der gehonten Oberfläche mit zwei oder mehr Zonen (z. B. 2 bis N Zonen) bestehen. Zusätzlich dazu oder anstelle davon, dass sich die Porositätsgrade der gehonten Oberfläche der Zonen als Abstufung oder eine Vielzahl von Schritten verändern, können sich die Porengrößen ferner auf ähnliche Weise verändern.
Ein anderes Beispiel einer Zylinderbohrung 30 mit einer Beschichtung 32 ist in 11 dargestellt. Ebenso wie die in 10 dargestellte Ausführungsform weist die in 4 dargestellte Beschichtung ebenfalls eine Zone 46 mit einer relativ geringen Porosität der gehonten Oberfläche und eine Zone 48 mit einer relativ hohen Porosität der gehonten Oberfläche auf. Darüber hinaus kann die in 4 dargestellte Beschichtung ferner eine Zone 50 mit mittlerer Porosität der gehonten Oberfläche aufweisen, die einen Porositätsgrad der gehonten Oberfläche aufweisen kann, der zwischen dem der Zone mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche und dem der Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche liegt. In dem in 11 dargestellten Beispiel können zwei Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche und eine einzige Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche ähnliche wie in 10 vorhanden sein. Es können jedoch zwei Zonen 50 mit mittlerer Porosität der gehonten Oberfläche vorhanden sein, von denen sich eine zwischen den Zonen mit geringer und hoher Porosität der gehonten Oberfläche entlang der Höhe der Bohrung 30 befindet oder dort angeordnet ist. Demnach kann vom OT 42 zum UT 44 die Reihenfolge der Zonen wie folgt lauten: gering-mittel-hoch-mittel-gering.
In einer Ausführungsform können die Zone(n) 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche und die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche in 11 gleiche oder ähnliche Porositätswerte aufweisen, wie oben für 10 beschrieben. Die Zonen mit geringer und hoher Porosität der gehonten Oberfläche in 11 können jedoch andere Werte aufweisen, z. B. können die Bereiche verkleinert sein, um eine Lücke in den Porositätsgraden für die Zonen 50 mit mittlerer Porosität der gehonten Oberfläche bereitzustellen. In einer Ausführungsform kann die Porosität der gehonten Oberfläche (z. B. durchschnittliche Porosität der gehonten Oberfläche) der Zonen 50 mit mittlerer Porosität der gehonten Oberfläche bei 2 % bis 7 % oder in einem beliebigen Teilbereich davon, wie z. B. 2 % bis 6 %, 3 % bis 7 %, 3 % bis 5 %, 4 % bis 7 % oder 4 % bis 6 %, liegen. Ebenso wie bei der Beschreibung von 10 kann die Größe oder der Durchmesser der Poren in den Zonen mit geringer, mittlerer und hoher Porosität der gehonten Oberfläche gleich oder unterschiedlich sein. Die durchschnittlichen Porengrößen können gleich oder ähnlich den oben beschriebenen sein. In Ausführungsformen, in denen die durchschnittlichen Porengrößen der Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche, der Zonen 50 mit mittlerer Porosität der gehonten Oberfläche und der Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche unterschiedlich sind, kann die durchschnittliche Porengröße der Zonen 50 mit mittlerer Porosität der gehonten Oberfläche zwischen der durchschnittliche Porengröße der Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche und der Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche liegen.
In der in 11 dargestellten Ausführungsform kann sich die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche über einen zentralen oder mittigen Abschnitt der Zylinderbohrungshöhe erstrecken. Beispielsweise kann sich die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche über die Höhe der Zylinderbohrung erstrecken, die einem Kurbelwinkel von 90 Grad entspricht. In einer Ausführungsform kann sich die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche über die Höhe der Zylinderbohrung erstrecken, die einem Kurbelwinkel von 60 bis 120 Grad oder einem beliebigen Teilbereich davon, wie z. B. 70 bis 110 Grad oder 80 bis 100 Grad, entspricht, oder kann sich über wenigstens einen Abschnitt der obengenannten Bereiche erstrecken. Die Zonen 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche können sich über die gleichen oder ähnliche Kurbelwinkelbereiche erstrecken, wie in 10 beschrieben. Demnach können die Kurbelwinkelbereiche der Zonen 50 mit mittlerer Porosität der gehonten Oberfläche zwischen den Bereichen für die Zonen mit geringer und hoher Porosität der gehonten Oberfläche liegen.
Ebenso wie oben können die Zonen mit geringer, mittlerer und hoher Porosität der gehonten Oberfläche anhand des Bereichs oder der Höhe des Zylinders beschrieben werden, der bzw. die einer Kolbengeschwindigkeit entspricht. Demnach kann/können die Zone(n) 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche einen Bereich der Zylinderbohrungsoberfläche abdecken, der einer relativ niedrigen Kolbengeschwindigkeit (z. B. einschließlich null) entspricht, kann/können die Zone(n) 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche einen Bereich der Zylinderbohrungsoberfläche abdecken, der einer relativ hohen Kolbengeschwindigkeit (z. B. einschließlich der max. Geschwindigkeit) entspricht, und kann/können die Zone(n) 50 mit mittlerer Porosität der gehonten Oberfläche einen Bereich der Zylinderbohrungsoberfläche abdecken, der einer Kolbengeschwindigkeit zwischen jener des niedrigen und hohen Geschwindigkeitsbereichs (z. B. nicht einschließlich null oder max.) entspricht.
In einer Ausführungsform kann/können die Zone(n) 46 mit geringer Porosität der gehonten Oberfläche einen Bereich der Zylinderbohrungsoberfläche abdecken, der einer Kolbengeschwindigkeit von bis zu 30 % der max. Geschwindigkeit (einschließlich einer Geschwindigkeit von null), z. B. bis zu 25 %, 20 %, 15 %, 10 % oder 5 % der max. Geschwindigkeit, entspricht. Wie oben beschrieben, können die niedrigeren Geschwindigkeiten bei oder nahe dem OT 42 und/oder UT 44 auftreten. Die Zone(n) 50 mit mittlerer Porosität der gehonten Oberfläche kann/können einen Bereich der Zylinderbohrungsoberfläche abdecken, der einer Kolbengeschwindigkeit von 5 % bis 80 % der max. Geschwindigkeit oder einem beliebigen Teilbereich davon entspricht. Beispielsweise kann/können die Zone(n) 50 mit mittlerer Porosität der gehonten Oberfläche einen Bereich abdecken, der 10 % bis 80 %, 15 % bis 80 %, 20 % bis 80 %, 30 % bis 80 %, 40 % bis 80 %, 30 % bis 70 %, 30 % bis 60 %, 20 % bis 50 % oder 10 % bis 50 % der max. Geschwindigkeit o. a. entspricht. In einer Ausführungsform kann/können die Zone(n) 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche einen Bereich der Zylinderbohrungsoberfläche abdecken, der einer Kolbengeschwindigkeit von wenigstens 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 % oder 80 % der max. Geschwindigkeit (einschließlich max.) entspricht. In einer anderen Ausführungsform kann die Zone 48 mit hoher Porosität der gehonten Oberfläche einen Bereich der Zylinderbohrungsoberfläche abdecken, der einer Kolbengeschwindigkeit von 50 % bis 100 % der max. Geschwindigkeit oder einem beliebigen Teilbereich davon, wie z. B. 60 % bis 100 %, 70 % bis 100 %, 80 % bis 100 %, 90 % bis 100 % oder 95 % bis 100 % der max. Geschwindigkeit, entspricht. In einer Ausführungsform kann der Prozentsatz der max. Geschwindigkeit der Zonen 50 mit mittlerer Porosität der gehonten Oberfläche zwischen den Bereichen für die Zonen mit geringer und hoher Porosität der gehonten Oberfläche liegen und/oder den Rest davon bilden.
Die Beschichtung 32 kann eine einzelne Lage sein oder kann aus mehreren Lagen ausgebildet sein. Wenn die Beschichtung 32 z. B. mit einem thermischen Spritzverfahren (z. B. PTWA) aufgebracht wird, können mehrere Lagen auf die Bohrungsoberfläche aufgespritzt werden, um die Beschichtung 32 auf ihre Enddicke aufzubauen. Das thermische Spritzen kann mittels einer rotierenden Düse oder durch Drehen der Bohrungsoberfläche um eine stationäre Düse erfolgen. Demnach kann bei jeder Umdrehung der Düse und/oder Bohrungsoberfläche eine neue Lage beim Ausbilden der Beschichtung 32 abgeschieden werden. Wie oben beschrieben, kann es sich bei den Porositätsgraden der gehonten Oberfläche (z. B. der Zonen mit geringer, mittlerer oder hoher Porosität der gehonten Oberfläche) um Oberflächenporositätsgrade handeln. Es kann jedoch auch eine Variation der Porosität in Abhängigkeit der Tiefe der Beschichtung 32 vorliegen. Beispielsweise kann, wie oben beschrieben, der offenbarte Reinigungs- und Honprozess die Porosität der gehonten Oberfläche über die Volumenporosität der Beschichtung hinweg erhöhen, nachdem die Beschichtung abgeschieden wurde. In einer Ausführungsform kann der offenbarte Prozess die Porosität der gehonten Oberfläche um wenigstens 1 % im Vergleich zur vorherigen Oberflächenporosität und/oder zur Volumenporosität der Beschichtung (z. B. durchschnittlichen Porosität) erhöhen. Beispielsweise kann der offenbarte Prozess die Porosität der gehonten Oberfläche um wenigstens 2 %, 3 %, 4 %, 5 %, 6 % oder mehr erhöhen. In einer Ausführungsform kann der offenbarte Prozess die Porosität der gehonten Oberfläche um 1-10 % oder einen beliebigen Teilbereich davon, wie z. B. 2-10 %, 3-10 %, 5-10 %, 1-8 %, 2-8 %, 1-6 %, 1-5 %, 2-5 %, 1-4 % oder 2-4 %, erhöhen.
In Bezug auf die 12-15 werden Vergleiche von verschiedenen Beschichtungsoberflächen dargestellt. 12 zeigt einen polierten metallographischen Querschnitt einer Beschichtung für eine Beschichtung mit relativ mäßiger Porosität. Wie in Bezug auf 5 dargestellt und beschrieben, wurde festgestellt, dass herkömmliche Honprozesse dazu führen können, dass eine gehonte Oberfläche eine verringerte Porosität im Verhältnis zum Volumen (z. B. Querschnitt) aufweist. Die in 12 dargestellte polierte Oberfläche weist eine Porosität von 4,30 % auf. 13 zeigt eine gehonte Oberfläche für eine identische Beschichtung wie der in 12, bei der jedoch der offenbarte Reinigungs- und Honprozess durchgeführt wurde. Die gehonte Oberfläche in 13 weist eine Porosität von 7,39 % auf. Demnach hat sich durch den offenbarten Prozess die Porosität der Beschichtungsoberfläche erhöht.
14 zeigt eine polierte Beschichtungsoberfläche für eine Beschichtung mit relativ hoher Porosität (z. B. wie in der US-Anmeldung mit der lfd. Nr. 15/064 903 beschrieben), die einem herkömmlichen Honprozess unterzogen wurde. Die in 14 dargestellte polierte Oberfläche weist eine Porosität von 5,85 % auf. 15 zeigt eine gehonte Oberfläche für eine identische Beschichtung wie die in 14, bei der jedoch der offenbarte Reinigungs- und Honprozess durchgeführt wurde. Die gehonte Oberfläche in 15 weist eine Porosität von 12,22 % auf. Demnach hat sich durch den offenbarten Prozess die Porosität der Beschichtungsoberfläche bei der Beschichtung mit relativ hoher Porosität stark erhöht.
Zwar wurden vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, doch wird damit nicht die Absicht verfolgt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke stellen vielmehr beschreibende als einschränkende Ausdrücke dar, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können die Merkmale unterschiedlicher umgesetzter Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen zu bilden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

US 14/972144 [0011]
US 15/064903 [0015, 0054]

Claims

Verfahren, umfassend: Aufspritzen einer Beschichtung mit einer anfänglichen durchschnittlichen Volumenporosität auf eine Motorbohrungswand; Honen der Beschichtung, um eine gehonte Zwischenoberfläche zu erzeugen; Reinigen der gehonten Zwischenoberfläche; und Honen der gehonten Zwischenoberfläche mit einer Schnittkraft von 110-130 kgf nach dem Reinigungsschritt, um eine gehonte Oberfläche mit einer durchschnittlichen Porosität zu erzeugen, die größer als die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei durch das Honen der gehonten Zwischenoberfläche eine gehonte Oberfläche mit einer durchschnittlichen Porosität erzeugt wird, die um wenigstens 2 % größer als die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei durch das Honen der gehonten Zwischenoberfläche eine gehonte Oberfläche mit einer durchschnittlichen Porosität erzeugt wird, die um wenigstens 5 % größer als die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Reinigungsschritt Keimbildungsstellen in der gehonten Zwischenoberfläche erzeugt und durch das Honen der gehonten Zwischenoberfläche nach dem Reinigungsschritt Material von den Keimbildungsstellen zur Erzeugung neuer Poren entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Reinigungsschritt Aufsprühen einer Druckflüssigkeit oder eines Feststoffs auf die gehonte Zwischenoberfläche oder Bürsten der gehonten Zwischenoberfläche beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schnittkraft 115-125 kgf beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität 0,1-3 % beträgt und die durchschnittliche Porosität der gehonten Oberfläche 5-20 % beträgt.
Verfahren, umfassend: Aufspritzen einer Beschichtung, umfassend eine Vielzahl von Partikeln, auf eine Motorbohrungswand, wobei die Beschichtung eine anfängliche durchschnittliche Volumenporosität aufweist; Honen der Beschichtung, um eine gehonte Zwischenoberfläche zu erzeugen; Reinigen der gehonten Zwischenoberfläche, um Rückstände aus Poren in der gehonten Zwischenoberfläche zu entfernen und einen Anteil der Partikel in der Beschichtung zu lösen; und Honen der gehonten Zwischenoberfläche nach dem Reinigungsschritt, um Partikel zu entfernen, die im Reinigungsschritt gelöst wurden, und eine gehonte Oberfläche mit einer durchschnittlichen Porosität zu erzeugen, die größer als die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei durch das Honen der gehonten Zwischenoberfläche eine gehonte Oberfläche mit einer durchschnittlichen Porosität erzeugt wird, die um wenigstens 2 % größer als die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei durch das Honen der gehonten Zwischenoberfläche eine gehonte Oberfläche mit einer durchschnittlichen Porosität erzeugt wird, die um wenigstens 5 % größer als die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Reinigungsschritt Aufsprühen einer Druckflüssigkeit auf die gehonte Zwischenoberfläche beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Reinigungsschritt Aufsprühen eines Feststoffmaterials auf die gehonte Zwischenoberfläche beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Reinigungsschritt mechanisches Bürsten der gehonten Zwischenoberfläche beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Honen der gehonten Zwischenoberfläche unter Verwendung einer Schnittkraft von 110-130 kgf durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die anfängliche durchschnittliche Volumenporosität 0,1-3 % beträgt und die durchschnittliche Porosität der gehonten Oberfläche 5-20 % beträgt.