DE19746703A1

DE19746703A1 - Kompositbeschichtungseinrichtung

Info

Publication number: DE19746703A1
Application number: DE19746703A
Authority: DE
Inventors: Osamu Ishigami; Yoshimitsu Ogawa; Makoto Ishikawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 1998-04-30
Anticipated expiration: 2017-10-23
Also published as: CA2218784C; FR2755153A1; GB2318588A; US6086731A; DE19746703B4; FR2755153B1; GB2318588B; GB9722557D0; CA2218784A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kompositbeschichtungsein richtungen (Kompositplattiereinrichtungen), die einen Komposit- oder Verbundbeschichtungsfilm (Komposit- oder Verbundplattierfilm) auf der Innenoberfläche eines hohlen Abschnitts in einem Werkstücke, wie etwa ein Zylinderblock eines Motors, bilden.

Unter verschiedenen Beispielen herkömmlicher bekannter Zylinderblöcke von Verbrennungsmotoren existiert ein Beispiel, bei dem die Innenober fläche jedes Zylinders, die als eine Gleitfläche für einen Kolben dient, mit dem Zylinderblock integral druckgegossen ist und mit einem Komposit- oder Verbundbeschichtungsfilm aus Ni (Nickel) und SiC (Siliziumkarbid) versehen ist. Der Ni/SiC-Kompositbeschichtungsfilm wird durch Mitabla gern (Mitabscheiden) von SiC in einer Metallphasen-Ni-Matrix gebildet und ist wirksam, die Abriebbeständigkeit der Zylinder-Innenoberfläche zu vergrößern.

Die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. HEI-7-11 8891 offenbart eine Oberflächenbehandlungseinrichtung, die einen Hochgeschwindigkeits beschichtungsprozeß durchführt. Hiermit kann ein Kompositbeschichtungs film auf der Innenoberfläche eines Zylinders mit einer vergrößerten Ge schwindigkeit gebildet werden, indem Kompositbeschichtungsflüssigkeit entlang der Zylinderinnenoberfläche zwangsgeführt wird. In der anliegen den Fig. 18 ist ein Ni/SiC-Kompositbeschichtungsprozeß gezeigt, der durch die offenbarte Oberflächenbeschichtungseinrichtung durchgeführt wird.

Gemäß dem Prozeß bzw. Verfahren von Fig. 18 ist eine zylindrische Elektrode 102 in einer Zylinderöffnung 101 eines Zylinderblocks 100 mit einer die Elektrode umgebenden Lücke (Ringöffnung) S vorgesehen, so daß die Lücke S eine ringförmige Passage 104 zwischen der Außenoberfläche der Elektrode 102 und der Innenoberfläche des Zylinders bildet. Die Kom positbeschichtungsflüssigkeit wird veranlaßt, zuerst in einer durch den Pfeil (1) angezeigten Richtung nach oben zu fließen und dann um das obere Ende der Elektrode 102 herumzufließen, um dann in einer durch den Pfeil (2) angezeigten Richtung nach unten zu fließen. Durch Energiezufuhr zu der Elektrode 102 und zum Zylinderblock 100, insbesondere durch Anlegen einer Spannung zwischen diesen, bei gleichzeitiger Fortführung des Flußes der Kompositbeschichtungsflüssigkeit in den Richtungen der Pfeile (1) und (2) wird eine Vielzahl an SiC-Partikeln 106 gemeinsam in einer Ni-Matrix 105 mit-abgeschieden bzw. mit-abgelagert, um den Kompositbeschich tungsfilm 107 (Verbundbeschichtungsfilm 107) zu liefern.

Der Kompositbeschichtungsfilm 107 weist allerdings einen in Fig. 19 gezeigten Nachteil auf. Der Nachteil besteht darin, daß eine große Anzahl der SiC-Partikel 106 (SiC-Teilchen 106) in einem stromaufwärtigen Ab schnitt (weiter unten in der Figur) der Ni-Matrix 105 mitabgeschieden ist, da die Kompositbeschichtungsflüssigkeit entlang der ringförmigen Passage 104 in der durch den Pfeil angegebenen Richtung nach oben fließt. Wäh rend die Kompositbeschichtungsflüssigkeit nach oben (stromabwärts) fließt, nimmt die Anzahl der SiC-Partikel bzw. Teilchen 106 in der Flüssig keit somit in Flußrichtung beträchtlich ab und die Menge von gemeinsam aus der Flüssigkeit mitabgeschiedenen SiC-Teilchen 106 nimmt dement sprechend in Flußrichtung allmählich ab. Dies hat den störenden Effekt, daß der resultierende Kompositbeschichtungsfilm im stromabwärtigen Teil des Zylinders eine geringe Abriebbeständigkeit aufweist.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine Kompositbeschichtungseinrichtung zum Bilden eines Kompositbe schichtungsfilms auf einer Innenoberfläche eines hohlen Abschnitts eines Werkstücks, welche Einrichtung umfaßt: eine zylindrische Elektrode, die in dem hohlen Abschnitt des Werkstücks mit einer zwischen einer Oberfläche einer Außenwand der zylindrischen Elektrode und der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts verbleibenden umgebenden Lücke angeordnet ist oder angeordnet werden kann, wobei die zylindrische Elektrode an einem Ende, insbesondere einem oberen oder einem unteren Ende, geschlossen ist und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern aufweist, die in der der Innenober fläche des hohlen Abschnitts gegenüberliegenden Außenwand gebildet sind und sich durch diese über deren Dicke erstrecken; eine Beschichtungs flüssigkeitsumlaufvorrichtung zur Zufuhr von Kompositbeschichtungs flüssigkeit, die Keramikpartikel gemischt in Beschichtungsflüssigkeit umfaßt, zu einem Inneren der zylindrischen Elektrode, zum Bewirken, daß die Kompositbeschichtungsflüssigkeit durch die Durchgangslöcher der Außenwand auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts gespritzt wird, und zum Sammeln der herausgespritzten Kompositbeschichtungsflüssigkeit aus einem die zylindrische Elektrode umgebenden Bereich; und eine Ener gieversorgung zum Versorgen des Werkstücks und der zylindrischen Elektrode mit Energie.

Die Kompositbeschichtungsflüssigkeit wird aus der zylindrischen Elektrode durch die Durchgangslöcher herausgespritzt und trifft auf die Innenober fläche des hohlen Abschnitts, wodurch Turbulenzen entstehen. Die turbu lente Flüssigkeit sorgt für eine gleichförmige Verteilung der Keramikpartikel in der Flüssigkeit. Als ein Ergebnis können die Keramikpartikel gleichmäßig in einer Metallmatrix mitabgeschieden bzw. mitabgelagert werden, und es wird folglich eine gleichmäßige Abriebbeständigkeit über einen resultieren den Kompositbeschichtungsfilm erhalten.

Normalerweise wird die dem Innenraum der zylindrischen Elektrode zu geführte und stromabwärts fließende Kompositbeschichtungsflüssigkeit durch einen Deckelabschnitt blockiert, so daß der Flüssigkeitsdruck nahe des Deckelabschnitts beträchtlich zunimmt. Durch Wahl der Durchmesser der Durchgangslöcher derart, daß diese mit geringerem Abstand zum stromabwärtigen Ende der zylindrischen Elektrode zunehmend kleiner werden, kann allerdings die Kompositbeschichtungsflüssigkeit durch alle Durchgangslöcher in praktisch gleichen Mengen (Flußraten) herausgesprüht werden. Es wird somit erreicht, daß die Keramikpartikel gleichmäßig auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts treffen, so daß die Keramikpartikel gleichmäßig in einer Metallmatrix mitabgeschieden werden können.

Bevorzugt sind die Durchgangslöcher in der Außenwand der zylindrischen Elektrode mit gleichmäßigem Abstand derart gebildet, daß vertikale und horizontale Anordnungen der Durchgangslöcher geliefert werden. In diesem Fall wird die Kompositbeschichtungsflüssigkeit durch die Durchgangslöcher in gleichmäßigen Abständen herausgesprüht, so daß die Keramikpartikel auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts gleichmäßig auftreffen können und die Keramikpartikel dementsprechend gleichmäßig und gleich förmig in der Metallmatrix mitabgeschieden werden.

Bei einer anderen bevorzugten Implementation sind die Durchgangslöcher in der Außenwand der zylindrischen Elektrode derart gebildet, daß vertikale und horizontale Anordnungen der Durchgangslöcher geliefert werden und aufeinanderfolgende Anordnungen versetzte, gestaffelte oder Zick-Zack- Reihen der Durchgangslöcher bilden. In diesem Fall können die Durch gangslöcher in Umfangsrichtung der Außenwand dicht angeordnet sein. Die dichte Anordnung der Durchgangslöcher ermöglicht, daß die Keramik partikel auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts dicht auftreffen, wodurch eine dichte Mitabscheidung der Keramikpartikel in der Metall matrix geliefert wird.

Bei einer anderen bevorzugten Implementation verjüngen sich die Durchgangslöcher über die Dicke der Außenwand in Richtung zum Inneren der zylindrischen Elektrode. In diesem Fall kann die Kompositbeschich tungsflüssigkeit durch die Durchgangslöcher aufgefächert herausgesprüht werden. Die Auffächerung ermöglicht, daß die aus den Durchgangslöchern herausgespritzte bzw. herausgesprühte Kompositbeschichtungsflüssigkeit wirkungsvoll auf einen größeren Bereich der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts trifft, so daß die Keramikpartikel in der Metallmatrix gleichmäßig verteilt mitabgeschieden werden können.

Bei noch einer anderen bevorzugten Implementation weist die zylindrische Elektrode einen Innendurchmesser auf, der zum geschlossenen einen Ende vom anderen Ende zum einen, geschlossenen Ende hin zunehmend größer oder kleiner wird. In diesem Fall erzeugt die in die zylindrische Elektrode eingeführte Kompositbeschichtungsflüssigkeit hier und dort Turbulenzen innerhalb der Elektrode, so daß die Keramikpartikel gleichmäßig (homogen) in der Flüssigkeit verteilt werden können. Als ein Ergebnis können die durch die Durchgangslöcher herausgesprühten Keramikpartikel gleichmäßig in der auf der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts geschichteten Metall matrix mitabgeschieden werden.

Bei einer Implementation sind alle Durchgangslöcher als zylindrische Löcher mit gleichem Durchmesser ausgebildet.

Die Erfindung betrifft auch ein Beschichtungsverfahren, das vorzugsweise unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kompositbeschichtungsein richtung durchgeführt wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hier nach als Beispiel mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen be schrieben, in denen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht ist, die den Gesamtaufbau einer Kompositbeschichtungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;

Fig. 2 eine vergrößerte, teilgeschnittene perspektivische Teilansicht einer in Fig. 1 gezeigten zylindrischen Elektrode ist;

Fig. 3 eine Ansicht ist, die eine Art und Weise zeigt, in der Kompo sitbeschichtungsflüssigkeit in der in Fig. 1 gezeigten Kompo sitbeschichtungseinrichtung fließt;

Fig. 4 eine Ansicht ist, die in genaueren Einzelheiten die Art und Weise zeigt, in der die Kompositbeschichtungsflüssigkeit in der Kompositbeschichtungseinrichtung fließt;

Fig. 5 ein Diagramm ist, das die durch die Kompositbeschichtungs einrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und die durch eine herkömmliche Kompositbeschich tungseinrichtung mitabgeschiedenen Mengen an SiC-Partikeln an verschiedenen Beschichtungspositionen vergleicht;

Fig. 6 eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht ist, die eine erste Modifikation der in Fig. 1 gezeigten zylindrischen Elektrode zeigt;

Fig. 7 eine Ansicht ist, die eine Art und Weise zeigt, in der die Kom positbeschichtungsflüssigkeit durch die modifizierte zylin drische Elektrode der Fig. 6 fließt;

Fig. 8 eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht ist, die eine zweite Modifikation der zylindrischen Elektrode zeigt;

Fig. 9 eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht ist, die eine dritte Modifikation der zylindrischen Elektrode zeigt;

Fig. 10 eine Ansicht ist, die die Art und Weise erklärt, in der die Kompositbeschichtungsflüssigkeit durch die dritte modifizierte zylindrische Elektrode der Fig. 9 fließt;

Fig. 11 eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht einer vierten Modifikation der zylindrischen Elektrode ist;

Fig. 12 eine Ansicht ist, die den Fluß der Kompositbeschichtungs flüssigkeit in der die in Fig. 11 gezeigte vierte modifizierte zylindrische Elektrode verwendenden Kompositbeschichtungs einrichtung im Überblick zeigt;

Fig. 13 eine teilgeschnittene Ansicht ist, die den in Fig. 12 gezeigten Fluß der Kompositbeschichtungsflüssigkeit in genaueren Einzelheiten zeigt;

Fig. 14 eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht einer fünften Ausführungsform der zylindrischen Elektrode ist;

Fig. 15 eine Ansicht ist, die den Fluß der Kompositbeschichtungs flüssigkeit durch die in Fig. 14 gezeigte fünfte modifizierte zylindrische Elektrode zeigt;

Fig. 16 eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht einer sechsten Modifikation der zylindrischen Elektrode ist;

Fig. 17 eine teilgeschnittene Ansicht ist, die den Fluß der Komposit beschichtungsflüssigkeit in der die in Fig. 16 gezeigte sech ste modifizierte zylindrische Elektrode verwendenden Kompo sitbeschichtungseinrichtung im Überblick zeigt;

Fig. 18 eine Ansicht ist, die einen durch eine herkömmliche Ober flächenbehandlungseinrichtung durchgeführten Ni/SiC-Kompo sitbeschichtungsprozeß erklärt; und

Fig. 19 eine Ansicht ist, die einen markierten Abschnitt A der Fig. 18 in vergrößertem Maßstab zeigt.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Gesamtaufbau einer Kompositbeschichtungseinrichtung (gegebenenfalls Kompositplattierein richtung) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Kompositbeschichtungseinrichtung 1 gemäß Fig. 1 umfaßt eine zylindrische Elektrode 4, die innerhalb eines hohlen Abschnitts oder Zylinders 3 eines Werkstücks - bei diesem Ausführungsbei spiel ein Zylinderblock 2 eines Verbrennungsmotors - mit einer umgeben den Lücke S₁ vorgesehen ist, die zwischen der Oberfläche einer Außen wand der Elektrode 4 und der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 besteht. Die Kompositbeschichtungseinrichtung 1 umfaßt ferner einen Beschichtungsflüssigkeitsumlaufmechanismus 6 zum Durchgeben der später beschriebenen Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 durch einen inneren Flußdurchgang der zylindrischen Elektrode 4 sowie eine Energie versorgung 7 zur Energiezufuhr zum Zylinderblock 2 und zur zylindrischen Elektrode 4, insbesondere zum Anlegen einer Spannung zwischen diesen. Die zylindrische Elektrode 4 wird später im Detail mit Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.

Die Bezugsziffer 8 bezeichnet eine durch die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 und die zylindrische Elektrode 4 definierte ringförmige Passa ge und die Bezugsziffer 9 bezeichnet einen Wassermantel zum Kühlen in Form eines Umlaufkanals. Die Bezugsziffer 10 bezeichnet die Zylinderinnen oberfläche und die Bezugsziffer 11 bezeichnet ein Kurbelgehäuse. Die Bezugsziffer 12 bezeichnet eine aus einem elastischen Material hergestellte Sperrplatte, die einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des hohlen Abschnitts 3 aufweist, so daß die Lücke S₁ zwischen dem Außen rand der Platte 12 und der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 zu einer engeren Lücke S₂ eingegrenzt ist.

Der Beschichtungsflüssigkeitsumlaufmechanismus 6 umfaßt einen die Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 (Kompositplattierflüssigkeit 5) enthal tenden Tank 13, eine mit einem Auslaß des Tanks 13 in Verbindung stehende Pumpe 14, eine Zufuhrleitung 15 zum Verbinden eines Auslasses der Pumpe 14 mit einem Einlaß der zylindrischen Elektrode 4, einen Basi stisch 17, auf dem der Zylinderblock 2 angeordnet ist und der einen darin ausgebildeten Rückführweg 16 aufweist, der mit der ringförmigen Passage 8 in Verbindung steht, und eine Abflußleitung 18, die den Rückführweg 16 mit dem Tank 13 verbindet.

Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 19 ein zwischen der Zufuhrleitung 15 und der Abfuhrleitung 18 zwischengeschaltete Entlastungsleitung, und das Bezugszeichen 20 bezeichnet ein in der Entlastungsleitung 19 vorgesehe nes Entlastungsventil. Wenn der Innendruck innerhalb der Zufuhrleitung 15 einen vorbestimmten Wert überschreitet, öffnet das Entlastungsventil 20 um zu ermöglichen, daß der Innendruck über die Abfuhrleitung 18 ausgegli chen wird, so daß verhindert wird, daß der Innendruck innerhalb der zylindrischen Elektrode 4 übermäßig groß wird.

Bei dieser Ausführungsform besteht die Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 (Kompositplattierflüssigkeit 5) aus 60 Gramm Siliziumkarbid (SiC), das in ein Liter Wasser suspendiert ist, dessen Härte vorher auf einen pH-Wert von 4 eingestellt wurde, indem 400 Gramm an Nickelsulfat (NiSO₄), 35 Gramm an Borsäure und 2,5 Gramm an Kristallose (sodium saccharin; Natriumsalz des Saccharins) hinzugefügt wurden.

Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische teilgeschnittene Teilansicht der in Fig. 1 gezeigten zylindrischen Elektrode 4. Die zylindrische Elektrode 4 ist beispielsweise aus einem Kupfer-Legierungsmaterial (Cu-Legierungs material) oder einem anderen Metallmaterial hergestellt, das mit Titan (Ti) beschichtet ist. Die zylindrische Elektrode 4 umfaßt eine Außenwand 25, die der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 der Fig. 1 zugekehrt ist, eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 26, die mit einem gleichmäßigen Abstand P in der Außenwand 25 in vertikalen und horizontalen Anordnun gen gebildet sind, einen Deckelabschnitt 27, der am oberen Ende der Außenwand 25 vorgesehen ist, um hierauf die Sperrplatte 12 anzubringen, und einen sich vom unteren Ende der Wand 25 nach unten erstreckenden Halsabschnitt 28. Die Außenwand 25 weist einen größeren Durchmesser als der Halsabschnitt 28 auf.

Fig. 3 zeigt eine Art und Weise, in der die Kompositbeschichtungsflüssig keit 5 (Kompositplattierflüssigkeit 5) innerhalb des Zylinderblocks 2 fließt. Der Zylinderblock 2 ist von oben auf dem Basistisch 17 um die zylindrische Elektrode 4 derart angeordnet, daß der Rückführungsweg 16 im Tisch 17 mit der ringförmigen Passage 8 in Verbindung steht. Bei diesem Plazieren des Zylinderblocks 2 auf dem Basistisch 17 verhindert die Lücke S₂ zwi schen dem Außenrand der Sperrplatte 17 und der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3, daß die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 mit der an der Oberseite der Elektrode 4 vorgesehenen Sperrplatte 12 wechsel wirkt bzw. daß sich diese stören. Nachdem der Zylinderblock 2 derart an Ort und Stelle angeordnet ist, wird die Pumpe 14 betätigt, um Komposit beschichtungsflüssigkeit 5 aus dem Tank 13 über die Zuführleitung 15 dem Inneren der zylindrischen Elektrode 4 zuzuführen. Die Flüssigkeit 5 wird anfänglich veranlaßt, in der Richtung des Pfeils (3) zu fließen.

Die Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 wird dann durch den am stromabwärtigen Ende der zylindrischen Elektrode 4 (oben in der Figur) vorgesehenen Deckelabschnitt 27 der zylindrischen Elektrode 4 blockiert, so daß die Flüssigkeit 5 in der Richtung der Pfeile (4) abgelenkt wird und in die Durchgangslöcher 26 fließt, von denen die Flüssigkeit 5 in die ringför mige Passage 8 herausgesprüht wird, wie durch die Pfeile (5) angedeutet ist, und auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 trifft. Aufgrund des Aufpralls der Flüssigkeit auf die Innenoberfläche wird bewirkt, daß die Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 entlang der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 wie durch die Pfeile (6) angedeutet nach unten fließt. Hiernach fließt die Flüssigkeit 5 durch den Rückführungsweg 16 über die Abfuhrleitung 18 der Fig. 1 zurück in den Tank 13. Die Sperrplatte 12 ist wirksam, ein Eintreten der Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 in das Kurbelgehäuse 11 zu verhindern.

Fig. 4 zeigt in näheren Einzelheiten die Art und Weise, in der die Kompo sitbeschichtungsflüssigkeit 5 in der Einrichtung fließt. Da die Komposit beschichtungsflüssigkeit 5 nach dem Durchgehen durch die Durchgangs löcher 26 in die ringförmige Passage 8, wie durch die Pfeile (5) angedeutet, auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 auftrifft, wie vorher erwähnt, erzeugt die Flüssigkeit 5 hier und dort Turbulenzen in der ringför migen Passage 8, wie durch schleifenförmig angeordnete Pfeile angedeutet ist. Aufgrund der Flüssigkeitsturbulenzen können die SiC-Keramikpartikel 32 praktisch gleichmäßig in der Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 innerhalb der ringförmigen Passage 8 verteilt werden.

Bei diesen Bedingungen wird die Energieversorgung 7 der Fig. 1 einge schaltet, um die zylindrische Elektrode 4 und den Zylinderblock 2 unter Strom zu setzen bzw. eine Spannung zwischen diesen anzulegen (all gemein: Energie zu diesen zuzuführen bzw. diese zu erregen), so daß Ni lonen in der Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 auf der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 abgeschieden werden und die SiC-Partikel 32 in der Ni-Matrix 33 mitabgeschieden werden. Da die SiC-Partikel 32 praktisch gleichmäßig in der Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 verteilt sind, können die SiC-Partikel 32 auch gleichmäßig in der Ni-Matrix 33 mit abgeschieden werden.

Fig. 5 ist ein Diagramm, daß die Eigenschaften der Kompositbeschich tungseinrichtung (Kompositplattiereinrichtung) gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer herkömmlichen Kompositbeschichtungseinrichtung (Kompositplattiereinrichtung) im Ver gleich zeigt. Die Horizontalachse in Fig. 5 repräsentiert Beschichtungs positionen zwischen einem Ende P₁ des hohlen Abschnitts 3 nahe einem Zylinderkopf (hiernach als "zylinderkopfseitiges Ende" bezeichnet) und einem anderen Ende P₂ des hohen Abschnitts 3 nahe dem Kurbelgehäuse (hiernach als "kurbelgehäuseseitiges Ende" bezeichnet) repräsentiert. Die Vertikalachse repräsentiert Mengen an SiC-Partikeln, die in dem sich ergebenden Ni/SiC-Kompositbeschichtungsfilm (Ni/SiC-Kompositplattierfilm) mitabgeschieden sind. Die dicke Linie ist eine Kurve, die sich auf den durch die bevorzugte Ausführungsform gebildeten Ni/SiC-Kompositbeschichtungs film 34 bezieht, wohingegen die dünne Linie eine Kurve ist, die sich auf den durch die herkömmliche Kompositbeschichtungseinrichtung gebildeten Ni/SiC-Kompositbeschichtungsfilm bezieht.

Aus dem Diagramm ist zu sehen, daß die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ni/SiC-Kompositbeschichtungsfilm 34 liefert, bei dem die SiC-Partikel 32 über den gesamten Bereich vom zylinder kopfseitigen Ende P₁ zum kurbelgehäuseseitigen Ende P₂ in im wesentli chen gleichmäßigen Mengen mitabgeschieden sind. Mit der herkömmlichen Kompositbeschichtungseinrichtung werden hingegen die mitabgeschiede nen Mengen an SiC-Partikel in einer Richtung vom zylinderkopfseitigen Ende P₁ zum kurbelgehäuseseitigen Ende P₂ allmählich kleiner. Da die SiC- Partikel 32 in dem mit der erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung erzeugten Ni/SiC-Kompositbeschichtungsfilm 34 örtlich gleichmäßig mit abgeschieden sind, kann die bevorzugte Ausführungsform die Abrieb beständigkeit des hohlen Abschnitts 3 örtlich gleichmäßig erhöhen.

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine erste Modifikation der zylindrischen Elektrode zeigt. Diese erste modifizierte zylindrische Elektrode 40 der Fig. 6 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der darin gebildeten Durchgangslöcher 41 derart gewählt sind, daß sie mit kleinerem Abstand vom stromabwärtigen Ende (oben in der Figur) zunehmend kleiner werden, d. h. in einer Richtung von stromaufwärts zu stromabwärts (von unten nach oben in der Figur).

Fig. 7 zeigt eine Art und Weise, in der die Kompositbeschichtungsflüssig keit 5 durch die modifizierte zylindrische Elektrode 40 der Fig. 6 fließt. Normalerweise wird die dem Innenraum der zylindrischen Elektrode 40 zugeführte und stromabwärts, d. h. in der Richtung der Pfeile (7) fließende Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 durch den Deckelabschnitt 42 bloc kiert, so daß der Flüssigkeitsdruck nahe dem Deckelabschnitt 42 stark zunehmen würde. Da allerdings die Durchgangslöcher 41, die näher zum Deckelabschnitt 42 angeordnet sind und damit einem höheren Flüssigkeits druck ausgesetzt sind, derart gewählt sind, daß sie einen kleineren Durch messer als die Durchgangslöcher 41 aufweisen, die näher zum strom aufwärtigen Ende der Elektrode 40 angeordnet sind und damit einem geringeren Flüssigkeitsdruck ausgesetzt sind, ermöglicht die modifizierte zylindrische Elektrode 40, daß die Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 aus allen Durchgangslöchern 41 in praktisch gleichen Mengen (Flußraten) herausgespritzt wird.

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine zweite Modifikation der zylindrischen Elektrode zeigt. Diese zweite modifizierte zylindrische Elek trode 45 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher 47 in der Außenwand 46 in vertikalen und horizontalen Anordnungen gebildet sind, wobei benachbarte Anordnungen "gestufte" oder "Zick-Zack-"Reihen der Durchgangslöcher bilden, die mit gleichbleibendem Abstand P voneinander angeordnet sind. Der in der horizontalen Richtung der Elektrode 45 gemes sene Abstand S zwischen zwei schräg benachbarten Durchgangslöchern 47 ist kleiner als der Abstand P zwischen zwei horizontal benachbarten Durchgangslöchern 26 in der zylindrischen Elektrode 4 der Fig. 2, so daß die Durchgangslöcher 47 in der Umfangsrichtung der Außenwand dichter angeordnet sind. Die dichtere Anordnung der Durchgangslöcher 47 er möglicht, daß die SiC-Partikel 37 auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 (Fig. 1) dicht auftreffen, wodurch eine dichte Mitabschei dung der SiC-Partikel 32 in der Ni-Matrix 33 erreicht wird.

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine dritte Modifikation der zylindrischen Elektrode zeigt. Diese dritte modifizierte zylindrische Elektrode 50 ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die in der Außenwand 51 ge bildeten Durchgangslöcher 52 über die Dicke der Wand 51 zum Inneren der Elektrode 50 hin verjüngen, d. h., jedes der Durchgangslöcher 52 erweitert sich zur Außenseite der Elektrode 50 hin. Jedes der Durchgangslöcher 52 weist also einen größeren Durchmesser an der. Außenoberfläche der Wand 51 und einen kleineren Durchmesser an der Innenoberfläche der Wand 51 auf.

Fig. 10 ist eine Ansicht, die die Art und Weise erklärt, mit der die Kompo sitbeschichtungsflüssigkeit durch die dritte modifizierte zylindrische Elek trode 50 fließt. Da sich jedes in der Außenwand 51 gebildete Durchgangs loch 52 wie erwähnt zum Inneren der Elektrode 50 hin verjüngt, kann die Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 derart in die ringförmige Passage 8 herausgespritzt werden, daß sich die Flüssigkeit in der Richtung der Pfeile (8) auffächert. Die Auffächerung ermöglicht, daß die durch die Durch gangslöcher 52 herausgesprühte Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 auf einen größeren Bereich der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 auftrifft, so daß die Keramikpartikel gleichmäßig verteilt in der Ni-Matrix mitabgeschieden werden können.

Ein wesentliches Merkmal der Kompositbeschichtungseinrichtung, die soweit mit Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 10 beschrieben wurde, ist, daß die zylindrische Elektrode 4, 40, 45 oder 50 im hohlen Abschnitt 3 des Werkstücks mit einer dazwischen gelassenen umgebenden Lücke S₁ positioniert ist, und daß eine Mehrzahl von Durchgangslöchern durch die Elektrodenaußenwand über deren Dicke gebildet ist. Indem ermöglicht wird, daß die Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 durch die Durchgangslöcher herausgesprüht wird, um auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts aufzutreffen, erzeugt die Flüssigkeit 5 somit Turbulenzen, die für eine gleichmäßige Verteilung der Keramikpartikel in der Flüssigkeit sorgen. Als ein Ergebnis können die SiC-Keramikpartikel 32 gleichmäßig in der Metall matrix mitabgeschieden werden und der resultierende Kompositbeschich tungsfilm (Kompositplattierfilm) kann somit eine gleichmäßige Abrieb beständigkeit aufweisen.

Fig. 11 ist eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht einer vierten Modifikation der zylindrischen Elektrode. Diese vierte modifizierte zylin drische Elektrode 60 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand 61 derart ausgebildet ist, daß ihr Innendurchmesser in einer Richtung von dem stromaufwärtigen Ende oder Boden P₃ zum stromabwärtigen Ende oder oberen Ende P₄ zunehmend kleiner wird, so daß die Dicke der Außenwand 61 in der Richtung vom Boden zum oberen Ende der Elektrode 60 all mählich größer wird. Die Längen der Durchgangslöcher 62 in der Außen wand 61 werden somit mit kleinerem Abstand der Durchgangslöcher 62 vom oberen Ende der Elektroden 60 zunehmend größer. Das stromabwärti ge Ende oder das obere Ende der zylindrischen Elektrode 60 ist durch einen festen Deckelabschnitt 63 abgedeckt und geschlossen.

Fig. 12 ist eine Ansicht, die den Fluß der Kompositbeschichtungsflüssig keit 5 in der die in Fig. 11 gezeigte vierte modifizierte zylindrische Elek trode 60 verwendenden Kompositbeschichtungseinrichtung im Überblick zeigt. Wie vorangehend mit Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben, ist der Zylinderblock 2 von oben auf dem Basistisch 17 um die zylindrische Elektrode 60 derart angeordnet, daß der Rückführungsweg 16 im Tisch 17 mit der ringförmigen Passage 8 in Verbindung steht. Nachdem der Zylinder block 2 derart an Ort und Stelle plaziert ist, wird die Pumpe 14 betätigt, um Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 vom Tank 13 zum Innenraum der zylindrischen Elektrode 60 über die Zufuhrleitung 15 zuzuführen. Die Flüssigkeit 5 wird anfänglich veranlaßt, in der Richtung des Pfeils (3) zu fließen.

Wie mit der oben beschriebenen Elektrode 4 wird die Kompositbeschich tungsflüssigkeit 5 durch den am stromabwärtigen Ende (oben in der Figur) der Elektrode 4 vorgesehenen Deckelabschnitt 63 blockiert, so daß die Flüssigkeit 5 in der Richtung der Pfeile (4) abgelenkt wird, um durch die Durchgangslöcher 62 zu fließen, von denen die Flüssigkeit 5 in die ringför mige Passage 8 herausgesprüht wird, wie durch die Pfeile (5) angedeutet. Die Flüssigkeit trifft dann auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3. Aufgrund des Auftreffens bzw. Aufpralls wird die Kompositbeschichtungs flüssigkeit 5 veranlaßt, entlang der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 nach unten zu fließen, wie durch die Pfeile (6) angedeutet ist. Hiernach fließt die Flüssigkeit 5 durch den Rückführungsweg 16 mittels der Ablauf leitung 18 zurück in den Tank 13.

Fig. 13 ist eine teilgeschnittene Schnittansicht, die in genaueren Ein zelheiten den in Fig. 12 gezeigten Fluß der Kompositbeschichtungsflüssig keit 5 zeigt. Da der Innendurchmesser der zylindrischen Elektrode 60 in der Richtung von unten nach oben zunehmend kleiner wird, fließt die in der Richtung der Pfeile (3) zugeführte Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 im Bereich des Elektrodeninnenraums nahe der Innenoberfläche 64 der Wand schneller als im mittleren Bereich des Elektrodeninnenraums und erzeugt somit Turbulenzen, wie durch schleifenförmig angeordnete Pfeile 4a innerhalb der Elektrode 60 angedeutet ist. Aufgrund der Turbulenzen der Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 können die SiC-Keramikpartikel 32 gleichmäßig in der in die zylindrische Elektrode 60 eingeführten Komposit beschichtungsflüssigkeit 5 verteilt werden.

Die Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 mit den gleichmäßig verteilten SiC- Partikeln (Teilchen) 32 tritt durch die Durchgangslöcher 62 in der Richtung der Pfeile (4) durch und wird dann in die ringförmige Passage 8 in der Richtung der Pfeile (5) herausgespritzt. Die herausgespritzte Komposit beschichtungsflüssigkeit 5 trifft auf die Innenoberfläche des hohlen Ab schnitts 3 und erzeugt dabei wiederum Turbulenzen in der ringförmigen Passage 8, wie durch in Schleifen angeordnete Pfeile angedeutet ist. Aufgrund dieser Turbulenzen können SiC-Keramikpartikel 32 gleichmäßig in der in die ringförmige Passage 8 eingeführten Kompositbeschichtungs flüssigkeit 5 verteilt werden.

Unter diesen Bedingungen wird die Energieversorgung 7 der Fig. 1 eingeschaltet, um der zylindrischen Elektrode 60 und dem Zylinderblock 2 Energie zuzuführen, so daß Ni-Ionen in der Kompositbeschichtungsflüssig keit 5 auf der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 abgeschieden werden und SiC-Partikel 32 in der Ni-Matrix 33 mitabgeschieden werden. Da die SiC-Partikel 32 praktisch gleichmäßig (homogen) in der Komposit beschichtungsflüssigkeit 5 verteilt sind, können auch die SiC-Partikel 32 gleichmäßig (homogen) in der Ni-Matrix 33 mitabgeschieden werden.

Fig. 14 ist eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht einer fünften Modifikation der zylindrischen Elektrode. Diese fünfte modifizierte zylin drische Elektrode 70 weist eine zur Innenoberfläche 64 der in Fig. 11 gezeigten vierten modifizierten zylindrischen Elektrode 60 entgegengesetzt geneigte Innenoberfläche auf, d. h., die zylindrische Elektrode 70 ist da durch gekennzeichnet, daß die Außenwand 71 derart ausgebildet ist, daß sie in einer Richtung vom stromaufwärtigen Ende oder von der Unterseite P₃ zum stromaufwärtigen Ende oder oberen Ende P₄ einen zunehmend größeren Innendurchmesser aufweist, so daß die Dicke der Außenwand 71 in der Richtung vom Boden zum oberen Ende der Elektrode 70 allmählich kleiner wird. Die Längen der Durchgangslöcher 72 in der Außenwand 61 werden somit mit kleinerem Abstand der Durchgangslöcher 72 vom oberen Ende der Elektrode 70 zunehmend kleiner. Die Oberseite der zylindrischen Elektrode 70 ist durch den festen Deckelabschnitt 74 abgedeckt und geschlossen.

Fig. 15 ist eine teilweise geschnittene Teilansicht, die in genaueren Einzelheiten den Fluß der Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 durch die in Fig. 14 gezeigte fünfte modifizierte zylindrische Elektrode 70 zeigt. Da der Innendurchmesser der zylindrischen Elektrode 70 in der Richtung vom Boden zum oberen Ende zunehmend größer wird, erzeugt die in der Rich tung der Pfeile (3) zugeführte Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 Turbu lenzen innerhalb der Elektrode 70, wie durch in Schleifen angeordnete Pfeile 4a angedeutet ist. Aufgrund der Turbulenzen der Kompositbeschich tungsflüssigkeit 5 können die SiC-Keramikpartikel 32 gleichmäßig in der in die zylindrische Elektrode 70 eingeführten Kompositbeschichtungsflüssig keit 5 verteilt werden.

Die Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 mit den gleichmäßig verteilten SiC- Partikeln 32 tritt durch die Durchgangslöcher 72 in der Richtung der Pfeile (4) durch und wird dann in die ringförmige Passage 8 in der Richtung der Pfeile (5) herausgespritzt. Die herausgespritzte Kompositbeschichtungs flüssigkeit 5 trifft auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3, um in der ringförmigen Passage 8 wiederum Turbulenzen zu erzeugen, wie durch in Schleifen angeordnete Pfeile angedeutet ist. Aufgrund der Turbulenzen können die SiC-Keramikpartikel 32 gleichmäßig in der in die ringförmige Passage 8 eingeführten Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 verteilt wer den.

Unter diesen Bedingungen wird die Energieversorgung 7 der Fig. 1 eingeschaltet, um Energie zu der zylindrischen Elektrode 70 und zu dem Zylinderblock 2 zuzuführen (eine Spannung zwischen diesen anzulegen), so daß Ni-Ionen in der Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 auf der Innenober fläche des hohlen Abschnitts 3 abgeschieden werden und die SiC-Partikel 32 in der Ni-Matrix 33 mitabgeschieden werden. Da die SiC-Partikel 32 praktisch gleichmäßig in der Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 verteilt sind, können die SiC-Partikel 32 in der Ni-Matrix 33 ebenfalls gleichmäßig abgeschieden werden.

Fig. 16 ist eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht einer sechsten Modifikation der zylindrischen Elektrode. Ähnlich der in Bezug auf Fig. 11 beschriebenen zylindrischen Elektrode 60 ist diese sechste modifizierte zylindrische Elektrode 80 dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand 81 derart ausgebildet ist, daß sie in einer Richtung vom stromaufwärtigen Ende oder Boden P₃ zum stromabwärtigen Ende oder oberen Ende P₄ im Innendurchmesser zunehmend kleiner wird, so daß die Dicke der Außen wand 81 in der Richtung vom Boden zum oberen Ende der Elektrode 80 allmählich größer wird. In der Außenwand 81 sind mit gleichen Abständen P Durchgangslöcher 83 in vertikalen und horizontalen Anordnungen ausgebildet. Jedes der Durchgangslöcher 83 verjüngt sich über die Dicke der Wand 81 hin zum Inneren der Elektrode 80, d. h. jedes der Durchgangs löcher 83 weist den größten Durchmesser an der Außenoberfläche der Wand 81 und den kleinsten Durchmesser an der Innenoberfläche der Wand 81 auf. Zusätzlich sind die kleinsten Durchmesser d₁ bis d_n der Durch gangslöcher 83 an der Innenoberfläche der Wand 81 derart gewählt, daß sie mit kleinerem Abstand von dem stromabwärtigen Ende oder oberen Ende P₄ der Elektrode 80 zunehmend kleiner werden, obwohl die Durch gangslöcher 83 an der Außenoberfläche der Wand 81 den gleichen größten Durchmesser D₁ bis D_n aufweisen. Das obere Ende der zylindrischen Elektrode 80 ist mit dem festen Deckelabschnitt 84 abgedeckt und durch diesen geschlossen.

Fig. 17 ist eine teilgeschnittene Teilansicht, die den Fluß der Komposit beschichtungsflüssigkeit 5 durch die in Fig. 16 gezeigte sechste modifi zierte zylindrische Elektrode 80 in näheren Einzelheiten zeigt. Die dem Innenraum der zylindrischen Elektrode 80 zugeführte und stromabwärts oder nach oben fließende (wie durch Pfeile angedeutet) Kompositbeschich tungsflüssigkeit 5 wird durch den Deckelabschnitt 84 blockiert, so daß der Flüssigkeitsdruck nahe dem Deckelabschnitt 84 zunehmen würde. Da allerdings die kleinsten Durchmesser d₁ bis d_n der Durchgangslöcher 83 an der Innenoberfläche der Wand 81 mit kleinerem Abstand von dem strom abwärtigen Ende oder oberen Ende P₄ der Elektrode 80 zunehmend kleiner werden, wie in Fig. 16 gezeigt, können praktisch gleiche Mengen an Flüssigkeit 5 (gleiche Flußraten) durch die Durchgangslöcher 83 her ausgesprüht bzw. gespritzt werden. Da die Durchgangslöcher 83 den gleichen größten Durchmesser D₁ bis D_n an der Außenoberfläche der Wand 81 aufweisen, wie in Fig. 16 gezeigt, kann ferner die Flüssigkeit 5 durch die Durchgangslöcher 83 mit gleichen Abständen herausgesprüht werden. Weiterhin kann die Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 in die ringförmige Passage 8 unter Auffächern in die Richtungen der Pfeile (8) herausgesprüht werden. Die Auffächerung ermöglicht, daß die durch die Durchgangslöcher 83 herausgespritzte Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 gleichmäßig auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts 3 mit hoher Wirksamkeit auftrifft, so daß die SiC-Keramikpartikel 32 in der Ni-Matrix gleichmäßig verteilt mitabgeschieden werden können.

Ein wesentliches Merkmal der irgendeine der vierten bis sechsten modifi zierten zylindrischen Elektrode verwendenden Kompositbeschichtungsein richtungen ist jenes, daß die zylindrische Elektrode an einem Ende ge schlossen ist und derart ausgelegt ist, daß ihr Innendurchmesser in der Flußrichtung der Flüssigkeit zunehmend kleiner oder größer wird, wobei eine Mehrzahl von Durchgangslöchern in der Außenwand der Elektrode gebildet sind. Mit dieser Anordnung erzeugt die in die zylindrische Elek trode eingeführte Kompositbeschichtungsflüssigkeit Turbulenzen hier und dort innerhalb der Elektrode, so daß die Keramikpartikel in der Flüssigkeit gleichmäßig verteilt werden können. Als ein Ergebnis können die durch die Durchgangslöcher herausgesprühten Keramikpartikel gleichmäßig in der auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts geschichteten Metallmatrix mitabgeschieden werden und der sich ergebende Kompositbeschichtungs film kann eine gleichmäßige (örtlich konstante) Abriebsbeständigkeit aufweisen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist am oberen Ende der zylindrischen Elektrode die Sperrplatte 12 vorgesehen, die einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des hohlen Abschnitts 3 aufweist. Die Sperr platte 12 kann aber auch einen größeren Durchmesser als der Innendurch messer des hohlen Abschnitts 3 aufweisen, so daß die ringförmige Passage 8 um die Elektrode vollständig von oben her geschlossen ist, um zuverläs sig zu verhindern, daß Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5 in das Kurbel gehäuse 11 eintritt.

Die bevorzugte Ausführungsform wurde in einem Zusammenhang be schrieben, bei dem ein Kompositbeschichtungsfilm (Kompositplattierfilm, Verbundplattier- oder Beschichtungsfilm) auf einem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors erzeugt wird. Die Kompositbeschichtungseinrichtung der vorliegenden Erfindung kann natürlich ähnliche Vorteile bringen, wenn sie bei anderen Werkstücken angewendet wird, die hohle Abschnitte aufweisen.

Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform wurde eine Ni-/SiC- Kompositbeschichtungsflüssigkeit 5, die SiC-Partikel 32 als Keramikpartikel enthält, verwendet. Es können aber auch andere Keramikpartikel als SiC- Partikel 32 in der Flüssigkeit 5 enthalten sein.

Die bevorzugte Ausführungsform wurde mit Bezugnahme auf einen Fall beschrieben, bei dem die zylindrische Elektrode nur an ihrem oberen Ende mit einem Deckelabschnitt abgedeckt ist. Die Elektrode kann aber auch mit einem Deckelabschnitt nur an ihrem unteren Ende abgedeckt und ge schlossen sein, wobei dann die Kompositbeschichtungsflüssigkeit vom oberen Ende der Elektrode her zugeführt wird.

Zusammenfassend ermöglicht die in der oben beschriebenen Art und Weise ausgelegte Kompositbeschichtungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung, daß Keramikpartikel, wie etwa SiC-Partikel, gleichmäßig in einem resultierenden Kompositbeschichtungsfilm mitabgeschieden werden, wodurch eine gleichmäßige Abriebbeständigkeitscharakteristik über den gesamten Beschichtungsfilm (Plattierfilm) erreicht wird.

Eine Kompositbeschichtungseinrichtung umfaßt eine zylindrische Elektrode, die in einem hohlen Abschnitt eines Werkstücks mit einer dazwischen bestehen bleibenden umgebenden Lücke angeordnet ist oder angeordnet werden kann. Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern sind durch eine Außenwand der zylindrischen Elektrode über die Dicke der Außenwand gebildet. Durch die Durchgangslöcher wird eine Kompositbeschichtungs flüssigkeit herausgespritzt und trifft auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts, um hierdurch Turbulenzen zu erzeugen. Die turbulente Flüssig keit sorgt für eine gleichmäßige Verteilung von Keramikpartikeln in der Flüssigkeit. Als ein Ergebnis können die Keramikpartikel gleichmäßig in einer Metallmatrix mitabgeschieden werden. Hierdurch wird eine gleich mäßige Abriebbeständigkeitscharakteristik über den gesamten, sich er gebenden Kompositbeschichtungsfilm erreicht.

Claims

1. Kompositbeschichtungseinrichtung (1) zum Bilden eines Komposit beschichtungsfilms (34) auf einer Innenoberfläche eines hohlen Abschnitts (3) eines Werkstücks (2), welche Einrichtung umfaßt:
eine zylindrische Elektrode (4; 40; 45; 50; 60; 70; 80), die in dem hohlen Abschnitt (3) des Werkstücks (2) mit einer zwischen einer Oberfläche einer Außenwand (25; 46; 51; 61; 71; 81) der zylin drischen Elektrode und der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts (3) verbleibenden umgebenden Lücke (S₁) angeordnet ist oder angeordnet werden kann, wobei die zylindrische Elektrode an einem Ende, insbesondere einem oberen oder einem unteren Ende, ge schlossen ist und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern (26; 41; 47; 52; 62; 72; 83) aufweist, die in der der Innenoberfläche des hohlen Abschnitts gegenüberliegenden Außenwand gebildet sind und sich durch diese über deren Dicke erstrecken;
eine Beschichtungsflüssigkeitsumlaufvorrichtung (6) zur Zufuhr von Kompositbeschichtungsflüssigkeit (5), die Keramikpartikel gemischt in Beschichtungsflüssigkeit umfaßt, zu einem Inneren der zylin drischen Elektrode (4; 40; 45; 50; 60; 70; 80), zum Durchgeben der Kompositbeschichtungsflüssigkeit durch die Durchgangslöcher (27; 41; 47; 52; 62; 72; 83) der Außenwand (25; 46; 51; 61; 71; 81), um dann auf die Innenoberfläche des hohlen Abschnitts gespritzt zu werden, und zum Sammeln der herausgespritzten Kompositbeschich tungsflüssigkeit (5) aus einem die zylindrische Elektrode umgeben den Bereich; und
eine Energieversorgung (7) zum Versorgen des Werkstücks und der zylindrischen Elektrode mit Energie.

2. Kompositbeschichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Durchgangslöcher (41) derart gewählt sind, daß sie mit abnehmenden Abstand der Durchgangslöcher von einem stromabwärtigen Ende der zylindrischen Elektrode (40) zunehmend kleiner werden.

3. Kompositbeschichtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (26) mit einem gleichmäßigen Abstand in der Außenwand (25) der zylindrischen Elektrode (4) derart ausge bildet sind, daß sie vertikale und horizontale Anordnungen der Durchgangslöcher (26) liefern.

4. Kompositbeschichtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (47) in der Außenwand (46) der zylin drischen Elektrode (45) derart ausgebildet sind, daß sie vertikale und horizontale Anordnungen der Durchgangslöcher (47) liefern, bei denen benachbarte der Anordnungen gestufte oder Zick-Zack-Reihen der Durchgangslöcher bilden.

5. Kompositbeschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Durchgangslöcher (52) sich über die Dicke der Außen wand zum Inneren der zylindrischen Elektrode (50) hin verjüngt.

6. Kompositbeschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innendurchmesser der zylindrischen Elektrode (60; 70; 80) vom anderen Ende zum geschlossenen Ende hin zunehmend größer oder kleiner wird.

7. Kompositbeschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (62; 72) zylindrische Löcher mit dem gleichen Durchmesser sind.

8. Kompositbeschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (62; 72; 83) mit einem gleichmäßigen Abstand in der Außenwand (61; 71; 81) der zylindrischen Elektrode (60; 70; 80) derart ausgebildet sind, daß sie vertikale und horizonta le Anordnungen der Durchgangslöcher liefern.

9. Kompositbeschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Durchgangslöcher (83) sich über die Dicke der Außen wand zu einem Inneren der zylindrischen Elektrode (80) hin verjüngt.

10. Elektrobeschichtungsverfahren zum Beschichten einer Oberfläche (3) eines Werkstücks (2) unter Verwendung einer Beschichtungsflüssig keit (5), einer Elektrode (4; 40; 45; 50; 60; 70) und einer mit der Elektrode (4; 40; 45; 50; 60; 70) und der zu beschichtenden Ober fläche (3) in elektrischer Verbindung stehenden Energieversorgung (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsflüssigkeit (5) durch eine Mehrzahl von Zuführlöchern (26; 41; 47; 52; 52; 62; 72; 83) auf die zu beschichtende Oberfläche gespritzt wird, um für eine gleichmäßige Verteilung von Inhaltsstoffen der Beschichtungsflüssig keit auf der zu beschichtenden Oberfläche zu sorgen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Oberfläche eine Innenoberfläche eines hohlen Werkstückabschnitts (3) ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsflüssigkeit (5) durch als Zuführlöcher dienende Elektrodenlöcher (26; 41; 47; 52; 52; 62; 72; 83) der Elektrode (4; 40; 45; 50; 60; 70) auf die zu beschichtende Oberfläche gespritzt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen zylindrische Elektrode (4; 40; 45; 50; 60; 70) verwendet wird.