DE2046862A1 - Surface coating for a piston of internal combustion engines made of a magnesium alloy - Google Patents

Surface coating for a piston of internal combustion engines made of a magnesium alloy

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DE2046862A1 DE19702046862 DE2046862A DE2046862A1 DE 2046862 A1 DE2046862 A1 DE 2046862A1 DE 19702046862 DE19702046862 DE 19702046862 DE 2046862 A DE2046862 A DE 2046862A DE 2046862 A1 DE2046862 A1 DE 2046862A1
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Ernst-Rudolf 7000 Stuttgart-Bad Cannstatt Weyersberg
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Description

Dr.-lng. h.c.F. PORSCHE KG · 7 STUTTGART-ZUFFENHAUSEN ■ PORSCHESTRASSE 42Dr.-lng. h.c.F. PORSCHE KG · 7 STUTTGART-ZUFFENHAUSEN ■ PORSCHESTRASSE 42

Oberfläohenbesohichtung für einen aiis einer Magnesiumlegierung bestehenden Kolben von Brennkraftmaschinen.Surface coating for an aiis a magnesium alloy piston of internal combustion engines.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Oberflächenbeschichtung für einen aus einer Magnesiumlegierung bestehenden Kolben von Brennkraftmaschinen.The invention relates to a surface coating for a piston of internal combustion engines made of a magnesium alloy.

Kolben von Brennkraftmaschinen müssen den gesteigerten Anforderungen derzeitiger, in Leichtbauweise hergestellter Brennkraftmaschinen gerecht werden und daher leicht, aber verschleißfest, ausgebildet sein»Pistons of internal combustion engines must meet the increased requirements current, lightweight built internal combustion engines are fair and therefore light, but wear-resistant, be trained »

Es ist bereits ein Kolben für Brennkraftmaschinen bekannt, der aus einer Magnesiumlegierung besteht und mit einer Aluminiumschicht überzogen ist (deutsches Patent 651 ^96). Bei dieser Ausführung dient die Aluminiumschicht als Laufschicht und wird zu diesem Zweck gehärtet, so daß ein verschleißfestes Laufflächengefüge erhalten wird, das eine die ölaufnahmefähigkeit begünstigende Porigkeit aufweist. Jedoch sind gehärtete Aluminiumschichten, die durch anodisches Oxydieren erzeugt werden, als Lauf- bzw. Gleitflächen von Kolben noch nicht geeignet, um mit Sicherheit gute Gleiteigenschaften zu erzielen.A piston for internal combustion engines is already known, which consists of a magnesium alloy and is coated with an aluminum layer (German patent 651 ^ 96). In this version the aluminum layer serves as a running layer and is hardened for this purpose, so that a wear-resistant running surface structure is obtained which has a porosity which promotes the oil absorbency. However, hardened aluminum layers are which are generated by anodic oxidation, are not yet suitable as running or sliding surfaces of pistons, in order to be certain to achieve good sliding properties.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, aus einer Magnesiumlegierung bestehende Kolben von Brennkraftmaschinen mit einer, gute Gleiteigenschaften aufweisenden Gleitschicht zu versehen, die sich durch gute Haftung auszeichnet und eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist.In contrast, the invention is based on the object of having pistons of internal combustion engines made of a magnesium alloy to provide a sliding layer with good sliding properties, which is characterized by good adhesion and high wear resistance having.

2098U/05282098U / 0528

ν- μ / 1,ha . /i . -" · n'/'.· , ι[jrr· .Ai.f ν- μ / 1, ha . / i. - "· n '/'. ·, Ι [jrr · .Ai.f

- «e - ρ 4ο- «e - ρ 4ο

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Lauffläche des Kolbens mit einer verschleißfesten Gleitschicht versehen ist, die auf einer Zwischenschicht aus Aluminium festhaftend aufgebracht ist. Vorteilhaft wird die Gleitschicht durch eine galvanisch aufgebrachte'Metallschicht (z.B. Chrom) gebildet. Zweckmäßig sind außer der Lauffläche des Kolbens auch die Ringzonen des Kolbens mit der Gleitschicht versehen. Von besonderem Vorteil ist, daß die Oberfläche der Kolbenbolzenaugen des Kolbens mit einer Aluminiumschicht versehen sind.The object of the invention is achieved in that the tread of the piston is provided with a wear-resistant sliding layer that adheres firmly to an intermediate layer made of aluminum is upset. The sliding layer is advantageously formed by a galvanically applied metal layer (e.g. chrome). In addition to the running surface of the piston, the ring zones of the piston are also expediently provided with the sliding layer. It is particularly advantageous that the surface of the piston pin bosses of the Pistons are provided with an aluminum layer.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die gekennzeichneten Maßnahmen Kolben aus einer Magnesiumlegierung mit einer harten, gute Gleiteigensehaften aufweisenden Chromschicht versehen werden können, bei welcher eine gute und sichere Haftung der Chromschicht gewährleistet; ist. Dadurch wird ferner ein hoher Verschleißschutz der Lauffläche erhalten, die durch das einfache Aufbringen der Gleit= und Zwischenschicht eine kosten- und gewichtssparende Herstellung von aus Magnesiumlegierung bestehenden Kolben ermöglicht. Ferner werden die Ringzonen des Kolbens durch die gewählte Ausbildung sehr verschleißfest, se daß ein Ausschlagen der Ringnuten durch die Kolbenringe vermindert wird. Weiter wird der Ölkohleansatz in den Ringnuten durch die glatte Oberfläche der Chromschicht vermindert. Durch die Beschichtung der Oberfläche der Kolbenbolzenaugen mit Aluminium wird mit einfachen Mittein ein gute Gleitfähigkeit aufweisender Lagerwerkstoff für den Kolbenbolzen erhalten. The advantages achieved by the invention are in particular that the measures characterized piston from a Magnesium alloy can be provided with a hard, good sliding properties exhibiting chrome layer, in which a good and safe adhesion of the chrome layer guaranteed; is. This also provides a high level of wear protection for the running surface obtained, which by the simple application of the sliding = and intermediate layer, a cost- and weight-saving production made of magnesium alloy pistons. Furthermore, the ring zones of the piston are due to the chosen design very wear-resistant, se that deflection of the ring grooves by the piston rings is reduced. Next is the oil carbon approach reduced in the ring grooves due to the smooth surface of the chrome layer. By coating the surface of the piston pin bosses with aluminum, a bearing material with good sliding properties is obtained for the piston pin with simple means.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung anhand eines teilweise im Schnitt dargestellten Kolbens einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge gezeigt.The drawing shows an example embodiment of the invention using a piston shown partially in section an internal combustion engine for motor vehicles shown.

Der Kolben 1 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine besteht aus einer Magnesiumlegierung und besitzt einen Kolbenboden 2 und einen Kolbenschaft ^. In dem Kolbenschaft 5 sind die Kolbenbolzenaugen 4 zur Aufnahme eines nicht gezeigten Kolbenbolzens eingebracht. Die Mantelfläche der Lauffläche 5 sowie die Ringnuten 6 des Kolbens 1 ist mit einer aus Chrom bestehenden Gleitschicht 7 versehen, die durch Galvanisieren.aufgebracht ist. Zwi-The piston 1 of an internal combustion engine, not shown in detail, consists of a magnesium alloy and has a piston head 2 and a piston skirt ^. The piston pin bosses are in the piston skirt 5 4 introduced for receiving a piston pin, not shown. The outer surface of the running surface 5 and the annular grooves 6 of the piston 1 is provided with a sliding layer 7 made of chrome, which is applied by electroplating. Between

2098U/05282098U / 0528

r 4o r 4o

sehen der Gleitschicht 7 und. dem Kolbenwerkstoff ist eine Zwischenschicht 8 aus Aluminium angeordnet. Die Zwischenschicht 8 dient als Haftschicht für die Gleitschicht 7 und wird durch ein an sich bekanntes Aufspritz- oder Galvanisierverfahren auf den Kolben 1 aufgebracht. Die Oberfläche 9 äer Kolbenbolzenaugen 4 ist gleichfalls mit einer Aluminiumschicht 8' versehen und dient als Lagerwerkstoff für den zugeordneten Kolbenbolzen.see the sliding layer 7 and. the piston material is an intermediate layer 8 arranged from aluminum. The intermediate layer 8 serves as an adhesive layer for the sliding layer 7 and is through a A spray-on or electroplating process known per se is applied to the piston 1. The surface 9 of the outer piston pin bosses 4 is also provided with an aluminum layer 8 'and serves as a bearing material for the associated piston pin.

209814/0528209814/0528

Claims (2)

τ P 4οτ P 4ο SchutzrechtsansprücheProperty right claims Iy Oberflächenbeschichtung für einen aus einer Magnesiumlegierung bestehenden Kolben von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (5) des Kolbens (1) mit einer verschleißfesten Gleitschicht (7) versehen ist, die auf einer Zwischenschicht (8) aus Aluminium festhaftend aufgebracht ist.Iy surface coating for a piston of internal combustion engines made of a magnesium alloy, characterized in that the running surface (5) of the piston (1) is provided with a wear-resistant sliding layer (7) which is firmly adhered to an intermediate layer (8) made of aluminum. 2. Oberflächenbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (7) durch eine galvanisch aufgebrachte Metallschicht (z.B. Chrom) gebildet wird«2. Surface coating according to claim 1, characterized in that that the sliding layer (7) is formed by a galvanically applied metal layer (e.g. chromium) « 3ο Oberflächenbeschichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Lauffläche (5) des Kolbens (1) auch die Ringnuten (6) des Kolbens (l) mit der Gleitschicht (7) versehen sind.3ο surface coating according to claim 1 and 2, characterized characterized in that in addition to the running surface (5) of the piston (1) the annular grooves (6) of the piston (1) are also provided with the sliding layer (7). 4ο Oberflächenbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (9) der Kolbenbolzenaugen (4) des Kolbens (1) mit einer Aluminiumschicht (8') versehen ist.4ο surface coating according to claim 1, characterized in that that the surface (9) of the piston pin bosses (4) of the piston (1) is provided with an aluminum layer (8 '). 2098U/05282098U / 0528
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