DE19963223A1

DE19963223A1 - Stahlhaltiges Material für eine Plasmaabscheidung

Info

Publication number: DE19963223A1
Application number: DE19963223A
Authority: DE
Inventors: Rolf Heinemann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-06-28
Also published as: EP1113086A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein stahlhaltiges Material für eine Plasmaabscheidung zum Bilden von Laufflächen auf Aluminiumlegierungen, vorzugsweise für Zylinderblöcke von Verbrennungsmotoren, das sowohl geringe Porösität als auch geeignete Härte als Zylinderlauffläche aufweist und dabei eine unproblematische Feinbearbeitung zuläßt. Erfindungsgemäß besteht ein solches Material aus einem Stahlpulver mit geringem Anteil von Chrom und Mangan, vorteilhafterweise beträgt der Kohlenstoffanteil 1,1 bis 1,3 Gewichtsprozent, der Anteil von Chrom 1,3 bis 1,5 Gewichtsprozent und Mangan 1,1 bis 1,4 Gewichtsprozent.

Description

Die Erfindung betrifft ein stahlhaltiges Material für eine Plasmaabscheidung zum Bilden von Laufflächen auf Aluminiumlegierungen, vorzugsweise für Zylinderblöcke von Verbrennungsmotoren.

Vorbekannt ist durch die Schrift DE 195 49 403 A1 zum Herstellen von Laufflächen auf Aluminiumlegierungen, vorzugsweise für Zylinderlaufflächen von Zylinderblöcken von Verbrennungsmotoren, Mischungen aus Stahl- und Molybdänpulver einzusetzen, die auf Aluminiumlegierungen mittels Plasmaspritzen aufgebracht werden. Das eingesetzte Stahlpulver kann dabei mit hohen Anteilen von Chrom, Wolfram und Mangan legiert sein. Solche Mischungen mit Molybdänpulver führen, besonders beim Einsatz in Verbrennungsmotoren, zu porösen Laufschichten durch das Ausbrennen und Ausreiben bzw. Auswaschen des Molybdän während des Betriebes. Dies verursacht den Nachteil, daß sich ein höherer Ölverbrauch an den Zylinderelementen einstellt.

Vorbekannt ist weiterhin durch die Schrift DE 195 35 041 C2, eine Schicht in Zylinderbüchsen aufzutragen, die aus rostfreiem Stahl besteht und zusätzliche Gleitmittelpartikel, z. B. Bornitrit und/oder ein Eutektikum aus Kalziumflourid und Lithiumflourid sowie Bindemittel aufweist. Der rostfreie Stahl kann dabei folgende Bestandteile aufweisen: 0,1 bis 4 Gewichtsprozent Kohlenstoff; 1 bis 8 Gewichtsprozent Mangan; 1 bis 5 Gewichtsprozent Nickel; 1 bis 15 Gewichtsprozent Chrom. Bei einer sehr hohen Legierung mit Nickel und Chrom ist der eingesetzte rostfreie Stahl jedoch sehr kostenintensiv.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein stahlhaltiges Pulvermaterial für eine Plasmaabscheidung zu schaffen, das sowohl geringe Porösität als auch geeignete Härte als Zylinderlauffläche aufweist und eine unproblematische Feinbearbeitung, insbesondere Honen zuläßt. Gleichzeitig soll der Materialpreis niedrig sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Einsatz eines stahlhaltigen Pulvermaterials erreicht, das aus einem Stahlpulver mit geringem Anteil von Chrom und Mangan besteht. Dieses niedrig legierte Stahlpulver bildet dabei beim Plasmaspritzen Eisenoxydpartikel, die zusammen mit Schmieröl ähnlich Festschmierstoffanteilen wirksam sind. Dabei ist dieses Stahlpulver preisgünstig und es tritt kaum ein Abbau durch Oxydation oder durch Auswaschen beim motorischen Betrieb auf. Es werden Laufparameter mit dieser Art von Beschichtung erreicht, die ähnlich derer bei Grauguß- Zylinderbüchsen sind. Zudem läßt sich das erfindungsgemäße niedrig legierte Stahlpulver leicht verarbeiten, da beim Plasmabeschichten auf Schutzgase verzichtet werden kann.

Für die Anwendung vorteilhaft erweist sich dabei ein stahlhaltiges Material mit folgender Anteilsvariation: Kohlenstoff 1,1 bis 1,3 Gewichtsprozent; Chrom 1,3 bis 1,5 Gewichtsprozent; Mangan 1,1 bis 1,4 Gewichtsprozent.

Durch das Fehlen von Molybdänpulver ist das erfindungsgemäße stahlhaltige Material gegen ein Ausbrennen und Auswaschen unempfindlich. Damit bleibt die Beschichtung dicht und wenig porös, was zu einem geringen Ölverbrauch bei Zylinderelementen von Verbrennungsmotoren beiträgt.

Claims

1. Stahlhaltiges Material für eine Plasmaabscheidung zum Bilden von Laufflächen auf Aluminiumlegierungen, vorzugsweise für Zylinderblöcke von Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Stahlpulver mit geringem Anteil von Chrom und Mangan gebildet ist.

2. Stahlhaltiges Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffanteil 1,1 bis 1,3 Gewichtsprozent beträgt.

3. Stahlhaltiges Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Chrom 1,3 bis 1,5 Gewichtsprozent und Mangan 1,1 bis 1,4 Gewichtsprozent beträgt.

4. Stahlhaltiges Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das niedrig legierte Stahlpulver während der Plasmaabscheidung Festschmierstoffe auf Eisenoxydbasis bildet.