DE19820976A1 - Zylinderlaufbüchse aus übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents
Zylinderlaufbüchse aus übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen und Verfahren zur Herstellung derselbenInfo
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Abstract
Zur Herstellung eines Kurbelgehäuses mit eingegossenen Zylinderlaufbüchsen wird eine übereutektische AlSi-Legierungsschmelze sprühkompaktiert und zu Rohrabschnitten umgeformt, wobei Rohre im thixotropischen Temperaturbereich der Legierung stranggepreßt werden. Nach mechanischem Umformen der Rohre auf das Endmaß der Laufbüchsen werden diese in ein Kurbelgehäuse im Druckgießverfahren eingegossen, wobei die Arbeitstemperatur im thixotropischen Temperaturbereich der übereutektischen Legierung liegt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Zylinderlaufbüchse aus einer über
eutektischen Aluminium-Siliziumlegierung für Verbrennungsmoto
ren. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Her
stellung solcher Zylinderlaufbüchsen.
Die Zylinderlaufflächen eines Verbrennungsmotors sind starken
Reibbeanspruchungen durch die Kolbenringe und örtlich auftre
tenden hohen Temperaturen ausgesetzt. Es ist daher erforder
lich, daß diese Flächen aus verschleißfesten und wärmebestän
digen Materialien bestehen.
Es ist zwar bekannt, einen gegossenen Zylinderblock aus einer
übereutektischen AlSi-Legierung, z. B. GK-Al-Si17Cu4 Mg, herzu
stellen. Aus gießtechnischen Gründen ist aber der Siliziumge
halt auf maximal 20 Gew.-% begrenzt. Als weiterer Nachteil des
Gießverfahrens werden während der Erstarrung der Schmelze Sili
ziumprimärteilchen mit verhältnismäßig großen Abmessungen, zwi
schen 30-80 µm, ausgeschieden. Solche scharfkantigen Sili
ziumteilchen können zum Verschleiß an Kolbenringen führen. Die
Kontaktfläche der Si-Teilchen zum Kolbenring wird daher durch
mechanische Bearbeitung eingeebnet. Danach wird eine elektro
chemische Behandlung ausgeführt, bei der die Aluminummatrix
zwischen den Si-Teilchen leicht zurückgesetzt wird, so daß die
Si-Teilchen als Traggerüst aus der Zylinderlauffläche gering
fügig herausragen. Nachteilig bei derartig gefertigten Zylin
derlaufbahnen ist einerseits der hohe Herstellungsaufwand und
andererseits die mangelhafte Verteilung der Si-Teilchen sowie
die gießtypischen Fehler wie z. B. Poren, Lunker und Oxidein
schlüsse, welche zu erhöhten Materialausschuß führen. Um einen
verstärkten Verschleiß der Bereiche, wo Si-Teilchen fehlen, zu
vermeiden, muß ein relativ dicker Ölfilm zwischen Zylinder
laufbüchse und Kolbenringe aufgebaut werden. Dadurch entsteht
eine erhöhte Schadstoffemission und ein erhöhter Ölverbrauch.
Um die Vorteile der übereutektischen AlSi-Legierungen als Lauf
büchsenmaterial nutzen zu können, müssen diese möglichst zahl
reiche homogen verteilte und feinkörnige Siliziumteilchen auf
weisen. Aluminiumlegierungen, die gießtechnisch nicht reali
sierbar sind, können bekanntlich durch pulvermetallurgische.,
Verfahren hergestellt werden. An diese Verfahrensgattung
schließt sich das Sprühkompaktieren an. Aus der WO 87/03012 ist
das Sprühkompaktieren von Hohlzylindern, sogenannten Rohrluppen
bekannt. Um die gewünschten Eigenschaften der Legierung zu er
reichen, wird eine mit Silizium hochlegierte Aluminium-Legie
rungsschmelze verdüst und in einem Stickstoffstrahl mit einer
Abkühlgeschwindigkeit von ungefähr 1000°C pro Sekunde abge
kühlt. Die teilweise noch flüssigen Pulverteilchen werden auf
ein horizontal um die Längsachse rotierendes Trägerrohr aus
einem artgleichen Material oder einem üblichen Aluminiumwerk
stoff gesprüht. Das Trägerrohr wird während des Vorganges in
Richtung seiner Längsachse unter dem Sprühstrahl verschoben.
Durch Überlagerung der beiden Bewegungsrichtungen des Träger
rohres entsteht ein zylindrisches Rohr mit dem Innendurchmesser
des Trägerrohres. Der Außendurchmesser ergibt sich aus den Ver
fahrensparametern.
Als Alternative zu einem drehenden Rohr können beim Sprühkom
paktieren die sich abkühlenden, teilweise noch flüssigen Pul
verteilchen auf einen drehenden Teller gesprüht werden. Der
Teller wird während des Vorganges gleichzeitig abwärts bewegt.
Durch die Überlagerung beider Bewegungen entsteht eine zylin
drische Luppe, die üblicherweise eine Länge von ca. 1-2,5 m
bei einem Durchmesser von 15 bis zu 40 cm aufweist.
Wegen der hohen Abkühlgeschwindigkeiten der geschmolzenen AlSi-
Legierungströpfen im Kühlgasstrahl bleibt der Übersättigungszu
stand in der sprühkompaktierten Rohrluppe zum großen Teil er
halten. Andererseits bilden sich während des Sprühkompaktier
prozesses feinkörnige Primärteilchen, wie zum Beispiel Silizi
umprimärkristalle und intermetallische Phasen, und zwar je nach
Legierung Phasen zwischen Magnesium und Silizium (Mg2Si) oder
Aluminium und Kupfer (Al2Cu), Eisenaluminide, usw. Dank dieser
harten Teilchen sind durch Sprühkompaktieren hergestellte Le
gierungen als Laufbüchsenwerkstoff geeignet.
Allerdings muß je nach Ausgangswandstärke der Rohrluppen durch
Umformen über verschiedene Verfahren eine Reduzierung der
Wandstärke auf die geforderten Endmaße erreicht werden. Vollzy
linder müssen erst zu Rohren geformt und zu Büchsenrohlingen
umgearbeitet werden. Üblicherweise wird dieses Umformen durch
Strangpressen erreicht. Um kostengünstig durch Strangpressen
Laufbüchsen auf das Endmaß zu produzieren, sind hohe Preßge
schwindigkeiten und hohe Preßdrücke erforderlich. Es hat sich
allerdings gezeigt, daß bei derartig schwer preßbaren Legie
rungen beim Umformen auf die zu erzielenden geringen Wandstär
ken die hohen Preßgeschwindigkeiten zum Aufreißen der Profile
führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes und
kostengünstigeres Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen
Rohlingen für Zylinderlaufbüchsen zur Verfügung zu stellen, wo
bei die daraus gefertigten Laufbüchsen Eigenschaftsverbesserun
gen bezüglich Verschleißfestigkeit, Wärmebeständigkeit, Redu
zierung der Schadstoffemissionen aufweisen sollen.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Rohlinges selber erfindungsge
mäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 und be
züglich des Herstellungsverfahrens auf zweierlei Weise, nämlich
durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 10 oder durch
die von Anspruch 11 gelöst. Die Erfindung bietet danach eine
verbesserte, aus einer übereutektischen Aluminiumsilizium-Le
gierung bestehende Laufbüchse an. Durch die thixotrope Weiter
verarbeitung des sprühkompaktierten Vormaterials im Strangpreß
verfahren oder im Druckgußverfahren werden dank geringerer Um
formkräfte selbst bei dünnwandigen Halbzeugen bzw. Rohlingen
keine Risse hervorgerufen. Außerdem entstehen vergröberte Kör
nungen des Werkstoffgefüges, was durchaus von Vorteil sein
kann. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Durch das Umformen des Rohmaterials im thixotropen Temperatur
bereich werden die eingesetzten Umformkräfte reduziert, so daß
einerseits eine höhere Preßgeschwindigkeit verwendet werden
kann und andererseits das Risiko eines Aufreißens der Profile
beim Strangpressen vermindert wird.
Während dem Umformen im thixotropen Temperaturbereich bilden
sich Sekundärteilchen, insbesondere zusätzliche Si-Kristalle
aus der Si-übersättigten Legierung, und die beim Sprühkompak
tieren gebildeten Primärteilchen, insbesondere Si-Primärkri
stalle, machen einen vorteilhaften Wachstums- und Alterungs
prozeß durch.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausfüh
rungsformen näher erläutert.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird eine Legierung I mit
folgender Zusammensetzung in Gew.-% verwendet:
Silizium 15-40%, vorzugsweise etwa 27%,
Magnesium 0,25 - 2,5%, vorzugsweise etwa 1,5%,
Zink 4-15%, vorzugsweise etwa 9%,
Eisen 0-1%, vorzugsweise etwa 0,5%,
Mangan 0,1 - 1%, vorzugsweise etwa 0,6%.
Der Rest ist Aluminium.
Magnesium 0,25 - 2,5%, vorzugsweise etwa 1,5%,
Zink 4-15%, vorzugsweise etwa 9%,
Eisen 0-1%, vorzugsweise etwa 0,5%,
Mangan 0,1 - 1%, vorzugsweise etwa 0,6%.
Der Rest ist Aluminium.
Eine Aluminiumsilizium-Legierung des Typs I wird bei einer
Temperatur der Schmelze von ca. 830°C in sauerstofffreier
Atmosphäre verdüst und mit Stickstoff, unter einem Gas/Metall
verhältnis von ca. 4 m3/kg Metall abgekühlt, wobei eine Abküh
lungsgeschwindigkeit von etwa 1000°C pro Sekunde erreicht
wird. Dabei erstarren etwa 80% der Teilchen während der Flug
phase, während die restlichen, beim Auftreffen auf der Sub
stratoberfläche noch flüssigen Tröpfchen zur Herstellung des
Teilchenverbundes genützt werden. Die Pulverteilchen bzw.
-tröpfchen werden auf einen drehenden Teller gesprüht, auf wel
chem eine Luppe mit einem Durchmesser von 250 mm Durchmesser
aufwächst. Die Schmelze wird beim Versprühen so fein zerstäubt,
daß sich Legierungströpfchen bzw. Teilchen mit einer ziemlich
eng gefächerten Korngrößenverteilung im Bereich zwischen 3 und
50 µm bilden. Die sich aus der Schmelze in der aufwachsenden
Luppe bildenden Siliziumprimärkristalle weisen typischerweise
Größen von 0,1 bis 10 µm auf und die intermetallischen Phasen
wie z. B. Mg2Si weisen etwas kleinere Korngrößen auf. Durch
diese Feinkörnigkeit entsteht eine feindisperse Verteilung der
harten Partikel innerhalb der sprühkompaktierten Legierung und
ein homogener Werkstoff für die Weiterverarbeitung.
Das Strangpressen von Rohmaterial zu Rohren, aus denen dann
einzelne Büchsen geformt werden, ist an sich dem Fachmann be
kannt. Erfindungsgemäß wird das Verfahren in einem Temperatur
bereich angewendet, in dem das stranggepreßte Material sich im
thixotropen Zustand befindet. Die Arbeitstemperatur, zwischen
500 und 600°C, hängt von der jeweiligen Zusammensetzung der
AlSi-Legierung ab. Bei dieser Arbeitstemperatur befindet sich
die Legierung zwischen Solidus und Liquidus. Der teilflüssige
Luppen- bzw. Rohrabschnitt ist mechanisch stabil und lässt sich
noch handhaben. Unter diesen Bedingungen sind die Umformkräfte
gering und eine hohe Preßgeschwindigkeit kann erreicht werden.
Während dieses Vorganges findet eine vollkommene Änderung der
Primärsiliziumbildung statt. Es erfolgt eine allgemeine Vergrö
berung der Primärteilchen, die von einer Korngrößenverteilung
von 0,1-10 µm auf Korngrößen von 1-100 µm wachsen, wobei
jedoch die Fraktion 2-30 µm weitaus überwiegt. Die Bildung
der größeren Si-Kristalle erfolgt vorwiegend in den Korngren
zenbereichen.
Durch das thixotrope Fließpressen der sprühkompaktierten Luppen
wird die Wandstärken nach Bedarf auf die für die Büchsenrohlin
ge erforderliche Wanddicke reduziert. Dazu können Rohrabschnit
te mit einem etwas größeren Volumen als das zu erzeugende dünn
wandige Rohr durch Hohlvorwärtsfließpressen oder durch Hohl
rückwärtsfließpressen verarbeitet werden. Beim Erfordernis ei
ner besonders geringen Wanddicke können Rohrabschnitte auch
durch eine spanabhebende Bearbeitung auf das gewünschte Wie
terverarbeitungsmaß gebracht werden. Zur Herstellung von Roh
lingen von Zylinderlaufbüchsen werden die stranggepreßten Rohre
in bekannter Weise bedarfsgerecht abgelängt. Dabei werden z. B.
Segmente abgestochen.
Durch Strahlen mit kantigen Hartpartikeln in einem Luftstrom
wird außenseitig auf der Buchse ein Oberflächenzustand erzeugt,
der den Anschmelzvorgang während des Eingießens und somit die
metallische Bindung Büchse/Umguß verbessert.
Eine andere Ausführungsform zur Herstellung von Büchsenrohlin
gen besteht in dem an sich bekannten Thixo-Gießen von Bautei
len. Erfindungsgemäß wird hier jedoch ein zuvor sprühkompak
tiertes und im übrigen übereutektisches Material in Stangenform
aus speziellen, hier näher bezeichneten Legierungen eingesetzt.
Diese Stangen werden in massegleiche Stücke portioniert, wie
sie für jeweils einen "Schuß" an einer Druckgußmaschinen ent
sprechend dem gewünschten Gußteilgewicht einschließlich erfor
derlichem Kreislaufmaterial erforderlich sind. Aus diesem
sprühkompaktierten und portionierten Vormaterial werden in
einem druckgieß-ähnlichen Prozeß im thixotropen Temperaturbe
reich unmittelbar Laufbuchsenrohlinge gegossen, wobei in einem
"Schuß" rationell gleichzeitig mehrere Buchsenrohlinge gegossen
werden können. Die thixotropen Materialien werden üblicherweise
bei laminaren Strömungsverhältnisen in die Gießform eingepreßt,
wodurch die Form weitgehend gaseinschlußfrei gefüllt wird. Die
Vorteile dieser Vorgehensweise bestehen in folgendem:
- - Durch die Verwendung eines Vier- oder Sechsfachwerkzeuges können rationell mehrere Laufbuchsenrohlinge gleichzeitig hergestellt werden.
- - Dabei treten nur geringe Umformkräfte auf.
- - Das Verfahren ist kostengünstig.
- - Es entstehen poren- und lunkerfreie Buchsen.
- - Dank des Gießprozesses in einem formgebenden Werkzeug kann auf der Außenseite der Buchsenrohlinge die Oberfläche durch Rillierung, Feinverrippunk, Waffelstruktur od. dgl. so struk turiert werden, daß für das spätere Eingießen der Buchsen eine Vielzahl bevorzugter Stellen für Anschmelzvorgänge ent stehen und außerdem eine Strucktur für ein formschlüssiges Verklammern gebildet wird.
- - Beim thixotropen Gießprozeß findet eine Umorientierung der intermetallischen Phasen Al2Cu oder Mg2Si und der Silizium primärkristalle statt. Sie ordnen sich überwiegend im Korn grenzenbereich an und erfahren ein Größenwachstum von einer Ausgangsgröße von etwa 2 bis 30 µm in einen Endzustand mit einem Korngrößenspektrum bis 100 µm, wobei der Schwerpunkt der Körnung im Bereich von etwa 30 µm liegt.
Insbesondere kann - wie gesagt - die Außenkontur zum Zwecke
einer zusätzlichen Verklammerung im späteren Druckgießverfahren
des Kurbelgehäuses so gestaltet werden, daß sie eine reliefar
tig strukturierte, Erhebungen und Vertiefungen aufweisende
Oberfläche erhält.
Die solcherart in der einen oder anderen Weise auf das ge
wünschte Weiterverarbeitungsmaß gebrachten rohen Zylinderlauf
büchsen werden in ein Kurbelgehäuse aus einer gut gießbaren
Aluminiumlegierung eingegossen, wozu neben dem konventionellen
Druckgußverfahren verschiedene andere ähnliche Gießverfahren
grundsätzlich geeignet sind, z. B. der Sqeeze-cast-Prozeß oder
auch hier das Druckgießen im thixotropen Temperaturbereich un
ter Einsatz eines für diesen Gießprozeß vorbereiteten Vormate
rials. Zum Eingießen der Laufbuchsenrohlinge in das Kurbelge
häuse werden die einzugießenden Zylinderlaufbüchsen bei geöff
netem Druckgußwerkzeug auf Führungsbolzen aufgeschoben. Das
Druckgußwerkzeug wird geschlossen und der Werkstoff für des
Kurbelgehäuse wird eingeschossen.
Der Füllvorgang erfolgt in weniger als einer Sekunde. Aufgrund
der raschen Abkühlung und der Möglichkeit, die Zylinderlauf
büchse über die Führungsbolzen zu temperieren bzw. zu kühlen,
kann verhindert werden, daß die Schmelze des Druckgußwerkstof
fes die Laufbüchse schädlich beeinflusst.
In diesem Temperaturbereich bleiben die auftretenden Umform
kräfte gering. Bei dieser Arbeitstemperaturführung von Gießform
und Schmelze findet eine verbesserte metallische Bindung der
Legierungen statt, nämlich ein Anschmelzen in wesentlich am
ganzen Grenzflächenbereich zwischen Laufbüchsenwerkstoff und
Gußwerkstoff. Es entsteht dadurch eine einschlußfreie Anbindung
der Büchse ohne Restporosität.
Nach dem Eingießen der Zylinderlaufbüchsen in das Kurbelgehäuse
werden diese spanabhebend an den noch erforderlichen Flächen
bearbeitet, insbesondere an den Laufflächen. Diese Bearbei
tungsvorgänge z. B. durch Vor- und Feindrehen der Bohrung und
ein- oder zweistufiges Honen sind an sich bekannt. Vorteilhaft
beim erfindungsgemäßen Laufbüchsenwerkstoff ist jedoch, daß
keine Mikrolunker oder Poren vorhanden sind, die sonst zu Ober
flächenbeschädigungen führen würden.
Im Anschluß an dieses mechanische Weiterverarbeiten werden die
Siliziumkristalle und die Partikel aus intermetallischen Phasen
auf chemischem Wege freigelegt. Dies erfolgt in bekannter Weise
durch Ätzen mit wässriger Natronlauge. Durch Behandlung während
ca. 30 s bis 1 min. mit 4 bis 5%-iger wässriger Natronlauge,
bei einer Behandlungstemperatur von ungefähr 50°, werden die
Si-Kristalle bzw. intermetallischen Partikel freigelegt. Die so
erhaltene Lauffläche der Zylinderlaufbüchse weist folgende Rau
heitsparameter auf:
- - gemittelte Rautiefe Rz = 2-5 µm;
- - maximale einzelne Rautiefe Rmax = 5 µm;
- - Kernrautiefe Rk = 0,5 bis 2,5 µm;
- - reduzierte Spitzenhöhe Rpk = 0,1 bis 0,5 µm;
- - reduzierte Riefentiefe Rvk = 0,3 bis 0,8 µm.
(Die Begriffe Rz und Rmax sind nach DIN 4768 Blatt 1 und die
Begriffe Rk, Rpk, Rvk nach DIN 4776 zu verstehen).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird folgende Legierung II
geschmolzen und sprühkompaktiert:
Si 15-40 Gew.-%, vorzugsweise 17 Gew.-%,
Mg 0,5-2,5 Gew.-%, vorzugsweise 1,5 Gew.-%
Der Rest ist Aluminium.
Mg 0,5-2,5 Gew.-%, vorzugsweise 1,5 Gew.-%
Der Rest ist Aluminium.
Während des Sprühkompaktierprozesses dieser Legierung II werden
zusätzlich durch einen Partikelinjektor oxidkeramische Al2O3-
Partikel zur Verbesserung der tribologischen Oberflächeneigen
schaften der Laufbüchsen mit den verdüsten Legierungströpfchen
vermischt. Die Al2O3-Menge liegt zwischen 1 und 5 Gew.-%, vor
zugsweise bei 3%. Da diese Teilchen in einer Vielzahl von
Korngrößenverteilungen zwischen 2 und 400 µm kommerziell er
hältlich sind, bietet deren Zusatz eine Vielzahl von Einstel
lungsmöglichkeiten der tribologischen Eigenschaften der Legie
rungsfläche. Die weiteren Verfahrensschritte der Herstellung
der erfindungsgemäßen Zylinderlaufbüchse sind im Wesentlichen
dieselben wie in der ersten Ausführungsform, d. h. das so ge
bildete Vormaterial kann im thixotropen Strangpreßverfahren
oder im thixotropen, laminaren Druckgußverfahren weiterverar
beitet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß das Mate
rial für die Laufbüchse maßgeschneidert werden kann. Gleich
zeitig wird dem hohen Aufwand beim üblichen Warmstrangpressen
dünnwandiger Rohre und beim üblichen Druckgießverfahren sowohl
hinsichtlich Preßdruck und Preßgeschwindigkeit als auch Pro
duktqualität und Wirtschaftlichkeit durch die beschriebene Fer
tigungsweise ausgewichen.
Der Volständigkeit halber seien noch zwei weitere Legierungen
III und IV erwähnt, die ebenfalls für die Herstellung von Zy
linderlaufbüchsen geeignet sind:
Die Legierung III hat folgende Zusammensetzung in Gew.-%:
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnessium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1,2%,
Kupfer 3,0 bis 4,5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen maximal 0,25%,
Mangan, Nickel und Zink maximal jeweils 0,01%,
Rest Aluminium.
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnessium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1,2%,
Kupfer 3,0 bis 4,5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen maximal 0,25%,
Mangan, Nickel und Zink maximal jeweils 0,01%,
Rest Aluminium.
Die Legierung IV setzt sich in Gew.-% folgendermaßen zusammen:
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnessium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1,2%,
Kupfer 3,0 bis 4,5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen 1,0 bis 1,4%,
Nickel 1,0 bis 5,0%
Mangan und Zink maximal jeweils 0,01%, Rest Aluminium.
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnessium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1,2%,
Kupfer 3,0 bis 4,5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen 1,0 bis 1,4%,
Nickel 1,0 bis 5,0%
Mangan und Zink maximal jeweils 0,01%, Rest Aluminium.
Claims (17)
1. In ein Kurbelgehäuse einzugießender Rohling für eine Zy
linderlaufbüchse aus einer übereutektischen sprühkompak
tierten und zu Rohrabschnitten umgeformte AlSi-Legierung,
dadurch gekennzeichnet, daß sie
während des Umformens, im thixotropen Zustand gebildete
Sekundärteilchen und vergröberte Primärteilchen aufweist.
2. Rohling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
genannte Umformen ein Strangpressen im thixotropen Zustand
einbegreift.
3. Rohling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
genannte Umformen ein laminares Druckgießen im thixotropen
Zustand einbegreift.
4. Rohling nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Grenzflächenbereich der Laufbüchse zum Umgußwerk
stoff hin mit einer ein Anschmelzen der Grenzfläche beim
Umgießen begünstigenden Feinstrukturierung versehen ist.
5. Rohling nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet
durch eine Legierungszusammensetzung in Gew.-% mit
Silizium 15-40%, vorzugsweise etwa 27%,
Magnesium 0,25-2,5%, vorzugsweise etwa 1,5%,
Zink 4-15%, vorzugsweise etwa 9%,
Eisen 0-1%, vorzugsweise etwa 0,5%,
Mangan 0,1-1%, vorzugsweise etwa 0,6%,
wobei der Rest Aluminium ist.
Silizium 15-40%, vorzugsweise etwa 27%,
Magnesium 0,25-2,5%, vorzugsweise etwa 1,5%,
Zink 4-15%, vorzugsweise etwa 9%,
Eisen 0-1%, vorzugsweise etwa 0,5%,
Mangan 0,1-1%, vorzugsweise etwa 0,6%,
wobei der Rest Aluminium ist.
6. Rohling nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet
durch eine Legierungszusammensetzung in Gew.-% mit
Silizium 15-40%, vorzugsweise 17%,
Magnesium 0,5-2, 5%, vorzugsweise 1,5% und
Al2O3 1 bis 5%, vorzugsweise 3% als Feinpartikel, die während des Sprühkompaktierens zugegeben werden,
Rest Aluminium.
Silizium 15-40%, vorzugsweise 17%,
Magnesium 0,5-2, 5%, vorzugsweise 1,5% und
Al2O3 1 bis 5%, vorzugsweise 3% als Feinpartikel, die während des Sprühkompaktierens zugegeben werden,
Rest Aluminium.
7. Rohling nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet
durch eine Legierungszusammensetzung in Gew.-% mit
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnesium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1,2%,
Kupfer 3,0 bis 4,5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen maximal 0,25%,
Mangan, Nickel und Zink maximal jeweils 0,01%,
wobei der Rest Aluminium ist.
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnesium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1,2%,
Kupfer 3,0 bis 4,5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen maximal 0,25%,
Mangan, Nickel und Zink maximal jeweils 0,01%,
wobei der Rest Aluminium ist.
8. Rohling nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet
durch eine Legierungszusammensetzung in Gew.-% mit
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnesium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1,2%,
Kupfer 3,0 bis 4, 5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen 1,0 bis 1,4%,
Nickel 1,0 bis 5,0%
Mangan und Zink maximal jeweils 0,01%, Rest Aluminium.
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnesium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1,2%,
Kupfer 3,0 bis 4, 5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen 1,0 bis 1,4%,
Nickel 1,0 bis 5,0%
Mangan und Zink maximal jeweils 0,01%, Rest Aluminium.
9. Verfahren zur Herstellung eines Rohlings für eine Zylin
derlaufbüchse aus einer übereutektischen AlSi-Legierung,
insbesondere zur Herstellung eines Rohlings nach einem der
Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die
geschmolzene Legierung zunächst zu einem Vormaterial im
Sprühkompaktierverfahren verarbeitet wird, daß das Vor
material zu einem im Durchmesser endformnahen rohrförmigen
Halbzeug im Strangpreßverfahren bei thixotropen Zustand
der Legierung umgeformt wird, und daß von diesem Rohrhalb
zeug bedarfslängengerecht Rohlinge für Zylinderlaufbüchsen
abgelängt werden.
10. Verfahren zur Herstellung eines Rohlings für eine Zylin
derlaufbüchse aus einer übereutektischen AlSi-Legierung,
insbesondere zur Herstellung eines Rohlings nach einem der
Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die
geschmolzene Legierung zunächst zu einem Vormaterial im
Sprühkompaktierverfahren verarbeitet wird, daß dieses Vor
material bedarfsgerecht in massegleiche, für jeweils einen
Druckgußvorgang für Zylinderlaufbüchsen geeignete Stücke
portioniert wird und daß diese Stücke im laminaren Druck
gußverfahren bei thixotropen Zustand der Legierung zu
Rohlingen für Zylinderlaufbüchsen urgeformt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die aus
dem stranggepreßten rohrförmigen Halbzeug hergestellten
Rohlinge für Zylinderlaufbüchsen außenseitig durch Strah
len mit scharfkantiken Hartpartikeln in einem gerichteten
Luftstrom oder durch Rollieren mit profilierten Druckrol
len mit einer reliefartig strukturierten Oberfläche ver
sehen werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß wenig
sten vier Rohlinge von Zylinderlaufbüchsen in einem
Druckgußvorgang gleichzeitig geformt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß ein
gießfertig bearbeiteten Rohlinge von Zylinderlaufbüchsen
im Druckgießverfahren in ein herzustellendes Kurbelgehäuse
eingegossen werden, wobei das Druckgießen im thixotropen
Temperaturbereich der Laufbüchsenlegierung erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
gekennzeichnet durch die Verwendung
einer Legierung mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%
Silizium 15-40%, vorzugsweise etwa 27%,
Magnesium 0,25-2,5%, vorzugsweise etwa 1,5%,
Zink 4-15%, vorzugsweise etwa 9%,
Eisen 0-1%, vorzugsweise etwa 0,5%,
Mangan 0,1-1%, vorzugsweise etwa 0,6%,
Rest Aluminium.
Silizium 15-40%, vorzugsweise etwa 27%,
Magnesium 0,25-2,5%, vorzugsweise etwa 1,5%,
Zink 4-15%, vorzugsweise etwa 9%,
Eisen 0-1%, vorzugsweise etwa 0,5%,
Mangan 0,1-1%, vorzugsweise etwa 0,6%,
Rest Aluminium.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
gekennzeichnet durch die Verwendung
einer Legierung mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%
Silizium 15-40%, vorzugsweise 17%,
Magnesium 0,5-2,5%, vorzugsweise 1,5%,
Al2O3 1-5%, vorzugsweise 3%,
Rest Aluminium, wobei die Al2O3-Partikel während des Sprühkompaktierens zugeführt werden.
Silizium 15-40%, vorzugsweise 17%,
Magnesium 0,5-2,5%, vorzugsweise 1,5%,
Al2O3 1-5%, vorzugsweise 3%,
Rest Aluminium, wobei die Al2O3-Partikel während des Sprühkompaktierens zugeführt werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
gekennzeichnet durch die Verwendung
einer Legierung mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnesium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1, 2%,
Kupfer 3,0 bis 4,5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen maximal 0,25%,
Mangan, Nickel und Zink maximal jeweils 0,01%, Rest Alu minium.
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnesium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1, 2%,
Kupfer 3,0 bis 4,5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen maximal 0,25%,
Mangan, Nickel und Zink maximal jeweils 0,01%, Rest Alu minium.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
gekennzeichnet durch die Verwendung
einer Legierung mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnesium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1,2%,
Kupfer 3,0 bis 4,5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen 1,0 bis 1,4%,
Nickel 1,0 bis 5,0%
Mangan und Zink maximal jeweils 0,01%, Rest Aluminium.
Silizium 23,0 bis 28,0%, vorzugsweise etwa 25%,
Magnesium 0,80 bis 2,0%, vorzugsweise etwa 1,2%,
Kupfer 3,0 bis 4,5%, vorzugsweise etwa 3,9%,
Eisen 1,0 bis 1,4%,
Nickel 1,0 bis 5,0%
Mangan und Zink maximal jeweils 0,01%, Rest Aluminium.
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