DE2606439C3 - Running surface coating for reciprocating pistons of internal combustion engines - Google Patents
Running surface coating for reciprocating pistons of internal combustion enginesInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Die Erfindung betrifft einen Laufflächenüberzug für Hubkolben von Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a running surface cover for reciprocating pistons of internal combustion engines according to the Preamble of claim 1.
Ein als Überlastsicherung dienender Laufflächenüberzug ist bereits aus der DE-OS 2154953 bekannt. Dort ist der Schaftteil des Kolbens von einer Hülse umgeben, wobei die Verbindung zwischen Hülse und Kolbenschaft derart ist, daß sich bei Gefahr eines Kolbenfressers, z. B. infolge erhöhter Betriebstemperatur, die Hülse von dem Schaft ablösen kann. Dadurch soll ein Festfressen des Kolbens in dem Zylinder mit den damit verbundenen Folgeschäden an dem gesamten Triebwerk vermieden werden. Interessant sind derartige Vorkehrungsmaßnahmen beispielsweise bei Schiffsmotoren. Dort ist die Vermeidung von Folgeschäden bei Kolbenfressern nämlich besonders wichtig, um die auftretenden Schaden zur Not allein vom Bordpersonal beheben lassen bzw. bis zum Anlaufen des nächsten Hafens in Grenzen halten zu können.A tread cover serving as overload protection is already known from DE-OS 2154953. There the shaft part of the piston is surrounded by a sleeve, the connection between the sleeve and The piston skirt is such that if there is a risk of piston seizure, e.g. B. due to increased operating temperature, the sleeve can detach from the shaft. This is intended to prevent the piston from seizing up in the cylinder the associated consequential damage to the entire engine can be avoided. Are interesting such precautionary measures, for example, with ship engines. There is the avoidance of consequential damage In the case of piston seizures, it is particularly important to avoid the damage that occurs, if necessary, solely from Have on-board personnel remedied or be able to keep them within limits until the next port is called.
Bei als Überlastsicherung dienenden Überzügen besteht eine wesentliche Forderung darin, daß sie im Normalbetrieb des Motors möglichst hoch verschleißfest und bei drohendem Fressen des Kolbens möglichst nachgiebig sind.When serving as overload protection covers, an essential requirement is that they in Normal operation of the engine as highly wear-resistant as possible and, if possible, if the piston is threatened with seizing are compliant.
Laufflächenüberzüge bzw. Beschichtungen an sich sind selbstverständlich bereits in den verschiedensten Variationen bekannt. So zeigt z. B. die GB-PS 448766 eine sogenannte Antireibungsbeschichtung aus einer insbesondere Kupfer und Blei enthaltenden Legierung. Zu dem gleichen Zweck werden in GB-PS 573 431 Zinn-Legierungen, Zink oder Cadmium oder Zink-Cadmium-Legierungen sowie Blei und Bronze vorgeschlagen. In DE-PS 594387 wird auch für die Lauffläche eines Kolbens ein metallischer Überzug vorgeschlagen, der aus einem reibungsmindernden und bei FreBgefahr verdrückbaren Metall wie z. B. Zinn bestehen soll. Als Ziel wird dort-angestrebt, den Kolben nahezu ohne Spiel in .den Zylinder einbauen zu können. Aus DE-Gbm 1914396 ist auch noch ein Überzug aus einem aufgespritzten Gemisch aus Weißmetall und Molybdän- oder Wolframdisulfid bekannt.Tread coatings or coatings per se are of course already in the most varied Known variations. So shows z. B. GB-PS 448766 a so-called anti-friction coating made of an alloy containing, in particular, copper and lead. For the same purpose are in GB-PS 573 431 Tin alloys, zinc or cadmium or zinc-cadmium alloys as well as lead and bronze suggested. In DE-PS 594387 a metallic coating is also used for the running surface of a piston proposed that made of a friction-reducing and crushable metal such. B. Tin is supposed to exist. The aim there is aimed at To be able to install the piston in the cylinder with almost no play. From DE-Gbm 1914396 there is also one Coating of a sprayed-on mixture of white metal and molybdenum or tungsten disulfide is known.
All diese Überzüge haben jedoch den Nachteil, im normalen Betriebszustand nicht verschleißbeständig genug zu sein.However, all these coatings have the disadvantage that they are not wear-resistant in normal operating conditions to be enough.
Hier Abhilfe zu schaffen, ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.To remedy this is the task of the present Invention.
Gelöst wird sie durch einen Überzug nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.It is achieved by a coating according to the characterizing part of claim 1.
Besonders vorteilhafte Legierungszusammensetzungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Particularly advantageous alloy compositions are specified in the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend beschrieben.An embodiment of the invention is described below.
Die den Kolbenlaufflächenüberzug darstellende Pseudolegierung wird nach dem an sich bekannten Lichtbogen-Metallspritzverfahren auf das Grundmaterial des Kolbens aufgetragen. Im Lichtbogen versprüht werden zwei Drähte, von denen einer aus Al Si 12 und der andere aus 86 Gew.-% Sn, 8 Gew.-% Sb sowie 6 Gew.-% Cu besteht. Sie bilden damit das Ausgangsmaterial für den Pseudolegierungsüberzug. Die erzeugte Pseudolegierung selbst weist folgende Zusammensetzung auf:The pseudo-alloy representing the piston running surface coating is made according to that known per se Metal arc spray applied to the base material of the piston. Sprayed in an arc two wires, one made of Al Si 12 and the other made of 86 wt% Sn, 8 wt% Sb and 6% by weight Cu. They thus form the starting material for the pseudo-alloy coating. The pseudo-alloy produced itself has the following composition:
4,5 Gew.-% Si4.5 wt% Si
l,7Gew.-%Cu
32,0 Gew.-% Sn1.7 wt% Cu
32.0 wt% Sn
3,8 Gew.-% Sb
Rest Al3.8 wt% Sb
Remainder Al
Der besondere Vorteil der erzeugten Pseudolegierung besteht darin, daß sich die zugeführten Drahtmaterialien im geschmolzenen Zustand nicht völlig, sondern nur teilweise mischen. Dadurch bildet sich ein heterogenes Schichtgefüge aus, bei welchem Gefügebestandteile aus den Ausgangsmaterialien und Mischungen (intermetallische Verbindungen) aus diesen vorliegen. Bei dem erfindungsgemäßen Überzug hat dies den Vorteil, daß bei einer thermischen Überbelastung zunächst die weicheren Legierungsbestandteile nachgeben, während die festeren dem überzug noch eine gewisse Festigkeit als eine Art Gitternetz verleihen. So weist der angegebene Überzug beispielsweise bei Temperaturen von 20 bis 80° C ein Druckfestigkeitsverhalten auf, welches um etwa 50% höher liegt als bei herkömmlichen Sn- bzw. Pb-Legierungen. Ebenso wird die Adhäsionsverschleißbeständigkeit um etwa 70% und die Warmhärte um etwa 100% in einem Temperaturbereich zwischen 20 bis 150° C verbessert. Da bei Überbelastungen im kritischenThe particular advantage of the generated pseudo-alloy is that the wire materials fed in When molten, do not mix completely, only partially. This creates an imagination heterogeneous layer structure, in which structural components from the starting materials and mixtures (intermetallic compounds) are present from these. In the case of the coating according to the invention this has the advantage that, in the event of thermal overload, the softer alloy components first yield, while the firmer ones give the coating a certain strength as a kind of grid. For example, the specified coating exhibits compressive strength behavior at temperatures from 20 to 80 ° C which is around 50% higher than with conventional Sn or Pb alloys. Likewise, the adhesive wear resistance is increased by about 70% and the hot hardness by about 100%. improved in a temperature range between 20 to 150 ° C. As with overloads in the critical
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Temperaturbereich die in dem Überzug enthaltenen Die Schichtdicke wird jeweils so groß gewählt, daßTemperature range contained in the coating. The layer thickness is chosen so that
Sn-Gefügebereiche an- bzw. aufschmelzen können für bestimmte vorgegebene Überlastungstemperatu-Sn structure areas can be melted or melted for certain predetermined overload temperatures
wie bei konventionellen Sn-Legierungen, ist die ren der Kolben mit seinem Grundmaterial bei fastAs with conventional Sn alloys, the piston with its base material is almost
Schicht defonnierbar und bei steigender Belastung vollständig abgeschobenem Überzug gerade nochLayer can be defined and with increasing load the coating is still completely pushed off
auch abschiebbar. *> nicht im Zylinder frißt.also pushable. *> does not eat in the cylinder.
Claims (1)
1 bis 2,5 Gew.-% Cu ir>2.5 to 5.5 wt% Si
1 to 2.5 wt% Cu i r >
2,5 bis 4,5 Gew.-% Sb
Rest Al25 to 40 wt% Sn
2.5 to 4.5 wt% Sb
Remainder Al
30 bis 35 Gew.-% Sn
3,5 bis 4 Gew.-% Sb
Rest Al1.5 to 2 wt% Cu
30 to 35 wt% Sn
3.5 to 4 wt% Sb
Remainder Al
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762606439 DE2606439C3 (en) | 1976-02-18 | 1976-02-18 | Running surface coating for reciprocating pistons of internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762606439 DE2606439C3 (en) | 1976-02-18 | 1976-02-18 | Running surface coating for reciprocating pistons of internal combustion engines |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2606439A1 DE2606439A1 (en) | 1977-09-01 |
DE2606439B2 DE2606439B2 (en) | 1979-07-12 |
DE2606439C3 true DE2606439C3 (en) | 1980-03-06 |
Family
ID=5970177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762606439 Expired DE2606439C3 (en) | 1976-02-18 | 1976-02-18 | Running surface coating for reciprocating pistons of internal combustion engines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2606439C3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006060021A1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Ecka Granulate Gmbh & Co. Kg | Preparing heavy-duty coating composition containing e.g. tin, useful to coat on e.g. bearings, comprises introducing an input stock of the composition into a cold gas spraying system, cold gas spraying of metal layers on a base metal |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0120263D0 (en) * | 2001-08-21 | 2001-10-10 | Alphatex Hyperformance Coating | Coating composition |
-
1976
- 1976-02-18 DE DE19762606439 patent/DE2606439C3/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006060021A1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Ecka Granulate Gmbh & Co. Kg | Preparing heavy-duty coating composition containing e.g. tin, useful to coat on e.g. bearings, comprises introducing an input stock of the composition into a cold gas spraying system, cold gas spraying of metal layers on a base metal |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2606439B2 (en) | 1979-07-12 |
DE2606439A1 (en) | 1977-09-01 |
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