DE3705903A1

DE3705903A1 - Method for the production of castings from metallic material with an embedded lining for cavities, ducts and hollows

Info

Publication number: DE3705903A1
Application number: DE19873705903
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Maus; Rolf Dr Kottmann
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1988-09-01

Abstract

In this method, by means of which it is possible, for example, to produce internal combustion engine port liners with a smooth internal surface, the lining is first applied to a lost core by flame or plasma spraying, the individual layers of the lining having different porosities and a compostion that changes from the inside towards the outside, this being achieved by replacing an increasing proportion of the ceramic in the spray powder by metal to give a graduated structure. Layers of sprayed-on or wound fibres can furthermore be provided for the purpose of reinforcement. There is then no difficulty in joining the last sprayed-on layer, which consists of pure metal, to the components produced by casting around it. The graduated structure reduces the differential thermal expansion of the metal and the ceramic without giving rise to impermissibly high stresses. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer einzugießenden Auskleidung insbesondere auf keramischer Basis, von Hohlräumen, Kanälen, Mulden, in Gußteilen aus metallischem Werkstoff. Daneben betrifft sie ein Verfahren zum Herstellen derartiger Gußteile aus metallischem Werkstoff mit einer eingegossenen Auskleidung von Hohlräumen, Kanälen und Mulden, insbesondere von komplizierter oder zumindest hinterschnittener Formgebung.The present invention relates to a method for manufacturing a liner to be poured, especially on ceramic Base, from cavities, channels, troughs, in castings metallic material. It also concerns a procedure for Manufacture of such castings from metallic material with a cast lining of cavities, channels and Troughs, especially of complicated or at least undercut shape.

Der Einsatz von Auskleidungen für Hohlräume und Kammern zum Zwecke der Wärmeisolierung und des Korrosionsschutzes in Gußteilen ist besonders im Bereich der Wärmekraftmaschinen bekannt. bei Kolbenbrennkraftmaschinen werden insbesondere sogenannte Portliner für die Auslaßkanäle aus Keramik verwendet, um mittels einer erhöhten Abgastemperatur zu einem beschleunigten Ansprechen eines thermischen Abgasreaktors zu gelangen oder eine bessere Beschleunigung des Abgasturboladers bei erhöhter Motorlast herbeizuführen. Sofern die Verbrennungsgase außer in einem Abgasturbolager zusätzlich nach dem Compoundverfahren noch zur Gewinnung mechanischer Energie genutzt werden, kann eine erhöhte Abgastemperatur auch unter dem Gesichtspunkt eines verbesserten Gesamtwirkungsgrades sinnvoll sein.The use of linings for cavities and chambers for Purposes of thermal insulation and corrosion protection in Casting is particularly in the area of heat engines known. in piston internal combustion engines in particular so-called portliner for the outlet channels made of ceramic used to increase the exhaust gas temperature accelerated response of a thermal exhaust gas reactor get or better acceleration of the turbocharger bring about with increased engine load. If the Combustion gases in addition to in an exhaust gas turbo storage the compound process for the extraction of mechanical energy can be used, an increased exhaust gas temperature also below the point of view of an improved overall efficiency make sense.

Weitere Maßnahmen in diesem Zusammenhang sind Beschichtungen der Kolbenkrone bzw. Auskleidungen der Kolbenmulde und der Winkelkammer sowie des Abgaskrümmers. Die letztgenannten Maßnahmen können nicht nur unter energetischen Gesichtspunkten gerechtfertigt sein, sondern auch um z. B. auf Spritzkühlung des Kolbens verzichten zu können, eine Verkleinerung des Rückkühlungssystems zu erzielen oder um ungekühlte Abgaskrümmer aus Leichtmetall verwenden zu können. Auch Auskleidungen auf der Abgasseite von Abgasturbolagern sind in erster Linie aus Gründen der Wärmeisolierung für die Lager und Regelorgane erforderlich.Other measures in this context are coatings the piston crown or linings of the piston bowl and the Angular chamber and the exhaust manifold. The latter Measures cannot only be taken from an energetic point of view be justified, but also for z. B. on spray cooling to be able to do without the piston, a reduction of the Achieve recooling system or around uncooled exhaust manifolds made of light metal. Also linings on The exhaust side of exhaust gas turbo bearings are primarily made up Thermal insulation reasons for the bearings and control elements required.

Auskleidungen bekannter Art, hier insbesondere Portliner, sind fertigungstechnisch nur mit großem Aufwand herzustellen und verursachen darüberhinaus Probleme sowohl beim Eingießen als auch beim späteren Betrieb. Die Herstellung von keramischen Auskleidungen wie den Portlinern erfolgt bisher nach dem sogenannten Schlickergießen, wobei die als Schlicker bezeichnete Aufschlemmung in eine Hohlform gegeben wird, dort eine unter Wärmezufuhr wandnahe Schicht bildet, die nach Abgießen der Überschußmenge erhärtet und nach dem Entnehmen aus der Hohlform gebrannt wird. bereits für das Schlickergießen sind scharfe Kanten der verwendeten Hohlform zu vermeiden, um nicht unzulässige Wandstärkenunterschiede entstehen zu lassen. Die gewünschte Formgebung für den auszukleidenden Abgaskanal wird dadurch in nachteiliger Weise vom Herstellverfahren für die Auskleidung beeinflußt.Linings of a known type, in particular portliners, are manufacturing technology only with great effort and also cause problems with both pouring and also during later operation. The production of ceramic Linings such as the Portliners have so far been made according to the so-called slip casting, which as a slip designated slurry is given in a mold, there a layer close to the wall under the application of heat forms the Pouring the excess amount hardened and after removal from the hollow mold is fired. already for slip casting to avoid sharp edges of the hollow form used not to cause inadmissible differences in wall thickness. The desired shape for the exhaust duct to be lined is thereby disadvantageously from the manufacturing process for affects the lining.

Weitere Nachteile ergeben sich beim Eingießen aus der Tatsache, daß die verwendeten Keramiken wie Aluminiumtitanat keine Zugkräfte aufnehmen können, sondern beim Gießen und nach dem Auskühlen möglichst ausschließlich unter Druckspannung stehen sollen. Es ist versucht worden, sicherzustellen, daß sämtliche Schnitte durch den Portliner rein konvex ausgebildet sind, um dieses Ergebnis zu erzielen. Auch unter diesem Aspekt kann wiederum ein nachteiliger Einfluß auf die Formgebung des auszukleidenden Abgaskanals aufgrund der Materialeigenschaften notwendig werden.Further disadvantages arise when pouring from the fact that the ceramics used such as aluminum titanate none Can absorb tensile forces, but when casting and after Cooling should only be under pressure should. Attempts have been made to ensure that all Cuts through the portliner are designed to be purely convex to achieve this result. From this aspect too again an adverse influence on the shape of the exhaust duct to be lined due to the material properties become necessary.

Ungeachtet der bereits wahrgenommenen Vorsorgemaßnahmen entstehen weiterhin im Dauerbetrieb aufgrund des stark unterschiedlichen Wärmedehnungsverhaltens zwischen metallischen Grundmaterial und keramischer Auskleidung in den genannten Einsatzfällen Risse im Keramikmaterial, die die Isolierwirkung herabsetzen und aufgrund örtlicher erhöhter Temperaturdiffe renzen zur Zerstörung der Bauteile führen. Häufig ist auch Restfeuchtigkeit aus dem Schlickergießen an der Entstehung von Fehlerstellen bereits beim Eingießen beteiligt.Regardless of the precautionary measures already taken continue to arise in continuous operation due to the strong different thermal expansion behavior between metallic Base material and ceramic lining in the above Use cases cracks in the ceramic material that affect the insulation decrease and due to locally increased temperature differences limits lead to the destruction of the components. Is common too Residual moisture from the slip casting at the formation of Flaws involved in the pouring.

Der vorliegenden Erfindung liegt vorrangig die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes, kostengünstigeres und schneller durchführbares Herstellverfahren für Bauteile der eingangs genannten Art bereitzustellen. Eine weiterführende Aufgabe besteht darin, ein Herstellverfahren für Teile der genannten Art anzugeben, das zu verbesserten Betriebseigenschaften führt. Die grundlegende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein die positive Form des Hohlraumes wiedergebender Formkern hergestellt wird, daß der Formkern in einem Spritzverfahren wie Flammspritzen oder Plasmaspritzen mit einer die spätere Auskleidung bildenden, zumindest teilweise keramischen Beschichtung versehen wird. Weiterhin ist das Verfahren zur Herstellung des fertigen Gußteiles dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mit dem darin befindlichen Formkern in die Gußform eingesetzt und mit dem Grundwerkstoff umgossen wird und daß der Formkern anschließend aus dem Hohlraum entfernt wird.The primary object of the present invention is to achieve this based, an improved, cheaper and faster feasible manufacturing process for components of the beginning provide mentioned type. A further task is a manufacturing process for parts of the above Specify the type that leads to improved operating characteristics. According to the invention, the basic task is solved by that a reflecting the positive shape of the cavity Mold core is made that the mold core in one Spray processes such as flame spraying or plasma spraying with a the later lining, at least in part ceramic coating is provided. Furthermore, that is Process for the production of the finished casting thereby characterized in that the coating with the inside Mold core inserted into the mold and with the base material is cast and that the mandrel is then from the Cavity is removed.

Gegenüber dem Herstellen nach dem Schlickergießen hat das vorliegende Verfahren den wesentlichen Vorteil, daß die Auskleidung schneller und mit genau einzustellender Wandstärke hergestellt werden kann, wobei nach diesem Herstellen nach einem Spritzverfahren in günstiger Weise die Auskleidung mit einem Stützkern für den Gießvorgang bereits entsteht. Während nach dem Schlickergießverfahren die innere Oberfläche sich ungenau und im wesentlichen unkontrolliert ausbildet, ist es möglich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Außenform des Formkernes mit gewünschter Genauigkeit darzustellen, so daß die nach dem Eingießen zutage liegende Oberfläche der Auskleidung in stets gleichbleibender Konfiguration vorliegt. Besonders bevorzugte Maßnahmen zu diesem Zwecke sind die Verwendung von glasierten Formkernen oder das Aufbringen einer besonderen Trennschicht beispielsweise aus Graphit oder Metall auf den Formkern vor dem Beginn des Spritzverfahrens.Compared to manufacturing after slip casting, that has present process the main advantage that the Lining faster and with precisely adjustable wall thickness can be produced, after this manufacture after a spraying process with the lining in a favorable manner a support core for the casting process is already created. While after the slip casting process the inner surface itself it is inaccurate and essentially uncontrolled possible according to the inventive method, the outer shape of the Form core with the desired accuracy, so that the surface of the lining exposed after pouring always in the same configuration. Especially preferred measures for this purpose are the use of glazed mold cores or applying a special one Separating layer, for example made of graphite or metal on the Mold core before the start of the spraying process.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Auskleidung und des mit dieser Auskleidung hergestellten Gußteiles bietet neben der vereinfachten und verbesserten Herstellung die Möglichkeit verbesserte Eigenschaften der Auskleidung für das Eingießen und im Dauerbetrieb darzustellen. Dies wird in weiterführender günstiger Ausgestaltung dadurch erzielt, daß der die Auskleidung bildende Überzug mit geschichteter oder von innen nach außen gradierter Zusammensetzung erzeugt wird. Gradiert soll in diesem Zusammenhang einen stetigen Übergang der Zusammensetzung ohne deutliche Trennung einzelner Schichten bedeuten. Die bevorzugte Form derartiger Zusammensetzungen der Auskleidung besteht darin, daß deren Aufbau ausgehend von einer innen überwiegend keramischen Zusammensetzung zu einer außen überwiegend metallischen Zusammensetzung sich verändert. Soweit hierbei einzelne Schichten vorgesehen sind, zeichnen diese sich durch ein sich schrittweise änderndes Mischungsverhältnis aus, das in der äußersten Schicht einen so hohen metallischen Anteil hat, daß eine innige Anbindung an das Grundmaterial des Gußkörpers sichergestellt ist, und auf diese Weise Hohlräume und Trennschichten zwischen Auskleidung und Grundmaterial verhindert werden. Die einzelnen Schichten sind in ihrem Wärmedehnungsverhalten einander angenähert, so daß Spannungen durch extrem unterschiedliches Wärmedehnungsverhalten abgebaut werden. Alternativ zu diesem geschichteten Aufbau, der z. B. zwei oder mehr Schichten umfassen kann, ist es möglich, die Zusammensetzung sich von innen nach außen kontinuierlich ändern zu lassen, wobei im Bereich der Anbindung an das Grundmaterial des Gußkörpers die gleichen Bedingungen vorliegen. In beiden möglichen Ausführungsformen ist vorzugsweise die Zusammensetzung an der Innenseite des Kanals rein keramisch, während die Zusammensetzung an der Außenseite der fertig gespritzten Auskleidung rein metallisch sein kann. Zur Verbesserung der Oberflächenqualität der zutageliegenden Wandung der Auskleidung kann vor dem Aufspritzen eine Metallfolie auf den Formkern aufgebracht werden, die die Oberfläche der späteren Kanalwandung bildet.The method according to the invention for the production of the lining and the casting made with this lining offers in addition to the simplified and improved production Possibility of improved properties of the lining for the Pour and display in continuous operation. This is in further favorable embodiment achieved in that the lining forming the lining with layered or of composition graded inside out. Graduated in this context is a steady transition the composition without clear separation of individual layers mean. The preferred form of such compositions of the Lining consists in the fact that its construction is based on a inside mostly ceramic composition to an outside predominantly metallic composition changes. So far individual layers are provided, these stand out by a gradually changing mixture ratio, that in the outermost layer has such a high metallic content has that an intimate connection to the basic material of the Cast body is ensured, and in this way cavities and separating layers between lining and base material be prevented. The individual layers are in theirs Thermal expansion behavior approximates each other, so that stresses degraded by extremely different thermal expansion behavior will. As an alternative to this layered structure, the z. B. can comprise two or more layers, it is possible to Composition change continuously from the inside to the outside to let, in the area of the connection to the basic material of the casting the same conditions exist. In both possible embodiments is preferably the Composition on the inside of the channel purely ceramic, while the composition is finished on the outside of the sprayed lining can be purely metallic. To Improve the surface quality of the surface A wall of the lining can be sprayed on Metal foil are applied to the mandrel, which the Surface of the later channel wall forms.

Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Betriebseigen schaften, die das erfindungsgemäße Verfahren bietet, besteht darin, daß der Überzug mit geschichteter oder gradierter Dichte bzw. Porosität erzeugt wird. Dies bedeutet in erster Linie, daß die erste aufgespritzte Schicht mit hohem Keramikanteil durch die Wahl der Korngröße und/oder Temperatur des Spritzpulvers mit großer Dichte erzeugt wird, um eine glatte und feste Oberfläche zu erzielen, daß anschließend jedoch eine poröse Struktur erzeugt wird, um eine Verringerung der Wärmeleitung entstehen zu lassen. Hieran kann sich ebenfalls wieder eine Schicht größerer Dichte anschließen, um die Anbindung an das metallische Grundmaterial zu ermöglichen. Letzteres ist jedoch möglicherweise verzichtbar. Es ist im übrigen nicht auszu schließen, daß auch eine besonders poröse Oberfläche der Auskleidung wünschenswert sein könnte, beispielsweise um Rußfiltereffekte zu erzielen oder um beispielsweise durch Öleinlagerung in dergestalt hergestellte Zylinder- oder Lagerlaufflächen Schmiereffekte zu erzielen.Another way to improve the company's own shaft, which the method according to the invention offers in that the coating has layered or graded density or porosity is generated. This primarily means that the first sprayed-on layer with a high ceramic content the choice of grain size and / or temperature of the wettable powder is produced with great density to give a smooth and firm Achieve surface, but then a porous Structure is created to reduce thermal conduction let develop. This can also be another Connect layer of greater density to connect to the to enable metallic base material. However, the latter is possibly unnecessary. For the rest, it cannot be eliminated conclude that a particularly porous surface of the Lining might be desirable, for example around To achieve soot filter effects or, for example, by Oil storage in the cylinder or Bearing bearing surfaces to achieve lubrication effects.

Die geschichtete oder gradierte Änderung der Dichte kann mit der Veränderung der Werkstoffzusammensetzung einhergehen und diese überlagern. Die gewünschten Veränderungen sind möglich durch Zugabe veränderter Spritzpulvermischungen, durch Zugabe von Spritzpulvern unterschiedlicher Korngrößen sowie durch Veränderung der Flammen- oder Plasmatemperatur oder der Zugabeorte in den jeweiligen Strahlen. Die Flammspritztechnik und Plasmaspritztechnik sind als solche bekannt; eine bevorzugte Abwandlung besteht darin, daß zur Erzeugung eines Aufbaus mit gradierter oder geschichteter Zusammensetzung eine getrennte Zugabe von zwei Spritzpulvern mit verschiedenen Komponenten an verschiedenen Zugabestellen mit gegenläufigen Zugabegeschwindigkeiten erfolgt; eine weitere Anpassung besteht darin, daß zur Erzeugung eines Aufbaus mit geschichteter oder gradierter Porosität eine getrennte Zugabe von zwei Spritzpulvern mit verschiedenen Korngrößen mit gegenläufigen Zugabegeschwindigkeiten erfolgt.The layered or graded change in density can be done with the change in the material composition and overlay them. The desired changes are possible by adding modified wettable powder mixtures, by adding of wettable powders of different grain sizes as well as Change in flame or plasma temperature or Addition locations in the respective rays. The flame spray technology and plasma spraying technology are known as such; a preferred modification is that to generate a Construction with graded or layered composition separate addition of two wettable powders with different Components at different addition points with opposite directions Addition speeds occur; there is another adjustment in that to create a structure with layered or graded porosity a separate addition of two Spray powders with different grain sizes with opposing Addition speeds take place.

Neben den genannten Keramik- oder Metallspritzpulvern können in bevorzugter Weiterbildung bei der Herstellung der Beschichtung Armierungsfasern mit aufgespritzt werden. Solche Fasern können z. B. aus Glasfasern oder Aramidfasern bestehen. Ebenso sind Bornitritfasern zur Erhöhung der Festigkeit geeignet. Hierdurch soll insbesondere die Belastung der Auskleidung gegen Zugkräfte erhöht werden.In addition to the ceramic or metal spray powders mentioned in preferred further training in the production of the coating Reinforcing fibers can also be sprayed on. Such fibers can e.g. B. consist of glass fibers or aramid fibers. Likewise are Boron nitride fibers are suitable for increasing strength. Hereby especially the load on the lining against tensile forces increase.

Nach einer weiteren günstigen Ausgestaltung können Fasern der vorstehend genannten Art eine eigene Schicht bilden, die aufgespritzt oder aufgewickelt oder in Mattenform aufgelegt ist und zum einen an eine innere Schicht mit höherem keramischen Anteil und zum anderen an eine äußere Schicht mit höherem metallischen Anteil angebunden ist. Auf diese Weise kann eine Zwischenschicht mit geringerem E-Modul hergestellt werden, wodurch die Gefahr von Spannungsrissen verringert werden kann.According to a further advantageous embodiment, fibers of form a separate layer above, the sprayed on or wound up or placed in a mat shape and on the one hand to an inner layer with a higher ceramic Share and on the other hand to an outer layer with a higher one metallic portion is attached. In this way, a Intermediate layer with a lower modulus of elasticity can be produced, which can reduce the risk of stress cracks.

Die Erfindung betrifft sämtliche Gußteile, die nach den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt werden, wobei der mit Beschichtung versehene Formkern in üblicher Weise wie ein Formkern bekannter Art in die Form eingesetzt und mit dieser verbunden wird. Durch gesteuertes Auskühlen nach dem Gießen kann die Bildung von inneren Spannungszuständen in günstiger Weise verringert werden. Die Kerne innerhalb der Auskleidungen sind auf bekanntem Wege zu entfernen, d. h. Glaskerne durch Thermoschock, Kunststoffkerne durch Ausbrennen und Sandkerne durch mechanische Einwirkung, d. h. durch Ausblasen oder Ausspülen. Die fertigen Erzeugnisse stellen insbesondere für den Bereich der Brennkraftmaschinen geeignete Bauteile wie Portliner, Auskleidungen von Vor- oder Wirbel kammern, oder Turbineneinläufe dar, die für einen dauerhaften Betrieb geeignet sind, auch Temperaturschocks bei extremem Kaltstart überstehen, aufgrund ihrer Wärmeisolierung eine Entlastung des Kühlsystems bewirken, eine Verringerung des Gewichts durch Verwendung von Leichtmetall für die Gußteile, eine Verringerung der CH-Emission, ein verbessertes Ansprech verhalten für Abgasreaktoren und Abgasturbolager sowie eine Senkung des Körperschalls und der Motorraumtemperatur ermöglichen.The invention relates to all castings that according to the Processes described above are prepared, wherein the coated core in the usual way as a mold core of a known type used in the mold and with this is connected. By controlled cooling after Can pour the formation of internal stress states in be reduced in a favorable manner. The cores within the Linings are to be removed in a known manner, i.e. H. Glass cores due to thermal shock, plastic cores due to burning out and sand cores by mechanical action, d. H. by Blow out or rinse. Make the finished products Particularly suitable for the field of internal combustion engines Components such as portliners, linings of front or swivel chambers, or turbine inlets, which are for a permanent Operation are suitable, even temperature shocks in extreme Withstand a cold start due to their thermal insulation Relief of the cooling system cause a reduction in Weight by using light metal for the castings, a reduction in CH emissions, an improved response behavior for exhaust gas reactors and exhaust gas turbo bearings as well as a Reduction of structure-borne noise and engine compartment temperature enable.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigtAn embodiment of the invention is in the drawing shown, namely shows

Fig. 1 einen Portliner entsprechend dem Schnitt I-I der Fig. 2/3, Fig. 1 a port liner corresponding to the section II of FIG. 2/3,

Fig. 2 einen halben Querschnitt entsprechend der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 2 is a half cross section according to the line II-II of Fig. 1,

Fig. 3 einen halben Querschnitt entsprechend der Linie III-III der Fig. 3 und Fig. 3 shows a half cross section along the line III-III of Fig. 3 and

Fig. 4 in vergrößertem Maßstab die Einzelheit IV der Fig. 1. Fig. 4 in enlarged scale, the detail of Figure IV. 1,.

Auf einen Kern 1, im Beispiel aus Sand, wird zunächst (vergl. Fig. 4) eine Metallfolie 21 aufgelegt, auf die mittels Flamm- oder Plasmaspritzen nacheinander verschiedene Schichten 22 bis 25 aufgebracht werden. Die Schicht 22 besteht beispielsweise aus reiner Aluminiumtitanatkeramik hoher Dichte, d. h. geringer Porosität; die darauf folgende Schicht 23 wiederum besteht ebenfalls aus Aluminiumtitanatkeramik, jedoch geringerer Dichte, d. h. höherer Porosität. In einer weiteren Schicht 24 sind z. B. Glasfasern in Matten- oder Gewebeform aufgebracht, worauf eine weitere Schicht 25 aus Keramik mit nach außen zunehmendem Anteil an Metall folgt. Gemeinsam bilden diese Schichten die in den Fig. 1 bis 3 mit 2 bezeichnete Auskleidung, wobei in der Praxis die Anzahl der Schichten höher sein wird als hier dargestellt, um einen fließenderen Übergang von Keramik zu Metall zu erzielen. Der mit der Auskleidung 2 beschichtete Kern 1 wird in eine Kokille 4 eingesetzt und das Formteil, z. B. der Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine, durch Umgießen mit einer den eigentlichen Körper bildenden Metallschicht 3 vervollständigt. Nach Entnahme aus der Kokille 4 wird der Kern 1 durch Ausblasen entfernt. Es steht dann ein an seiner inneren Oberfläche glatter Körper zur Verfügung, der der Durchströmung mit Abgas einen nur geringen Reibungswiderstand entgegensetzt.A metal foil 21 is first placed on a core 1 , in the example made of sand (see FIG. 4), to which different layers 22 to 25 are successively applied by means of flame or plasma spraying. The layer 22 consists, for example, of pure aluminum titanate ceramic of high density, ie low porosity; the subsequent layer 23 in turn also consists of aluminum titanate ceramic, but with a lower density, ie higher porosity. In a further layer 24 z. B. glass fibers in mat or fabric form, followed by a further layer 25 of ceramic with an increasing proportion of metal. Together, these layers form the lining designated 2 in FIGS. 1 to 3, the number of layers being greater in practice than shown here in order to achieve a more fluid transition from ceramic to metal. The core 1 coated with the lining 2 is inserted into a mold 4 and the molded part, for. B. the exhaust duct of an internal combustion engine, completed by casting around with a metal layer 3 forming the actual body. After removal from the mold 4 , the core 1 is removed by blowing. A body which is smooth on its inner surface is then available, which opposes the flow of exhaust gas with only a low frictional resistance.

Claims

1. A method for producing a cast-in lining ( 2 ) of cavities, channels, troughs in castings ( 3 ) made of metallic base material, characterized in that

a) that a mold core ( 1 ) which reflects the positive shape of a cavity is produced,
b) that the mold core ( 1 ) is provided in an injection molding process such as flame spraying or plasma spraying with an at least partially ceramic coating ( 2 ) which later forms the lining.

2. A method for producing castings ( 3 ) from a metallic base material with a cast-in lining ( 2 ) of cavities, channels, troughs according to claim 1, characterized in that

a) that the coating ( 2 ) with the mold core ( 1 ) therein is inserted into a casting mold ( 4 ) and cast with the metallic base material,
b) that the mandrel ( 1 ) is removed from the cavity.

3. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that to produce a structure of the coating ( 2 ) with layered or graded composition, a separate addition of (two) wettable powders with different components at different addition points of a plasma or flame jet with each other independent, in particular counter-speed of addition takes place.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to produce a structure of the coating ( 2 ) with layered or graded porosity, a separate addition of (two) wettable powders with different grain sizes to different addition points of a plasma or flame jet with each other independent, in particular counter-speed of addition follows.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a separating layer, for. B. made of graphite or metal on the mandrel ( 1 ).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a glazed mandrel ( 1 ) is used to produce a smooth surface.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the innermost layer of the Coating by placing a metal foil on the mold core is produced.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that reinforcing fibers ( 24 ) are sprayed together with the ceramic and / or metallic portions ( 22-23 , 25 ) or are applied between individual sprayed layers in mat form.

9. Pourable lining ( 2 ) of cavities, channels, troughs in castings ( 3 ) made of metallic material, produced in particular by a method according to the preceding claims, characterized in that it has a layered or graded ( 25 ) outwardly increasing metallic portion, in particular from the base material.

10. Lining ( 2 ) according to claim 9, characterized in that its outermost layer is made of purely metallic parts.

11. Lining ( 2 ) according to one of claims 9 or 10, characterized in that its innermost layer ( 21 ) of very small layer thickness up to a maximum of 0.2 mm is made of metallic material.

12. Lining ( 2 ) according to one of claims 9 to 11, characterized in that it has a layered or graded from the inside out ( 22, 23 ) density or porosity.

13. Lining ( 2 ) according to one of claims 9 to 12, characterized in that its innermost layer ( 22 ) is produced with the greatest possible density.

14. Lining ( 2 ) according to one of claims 9 to 13, characterized in that it has an intermediate region ( 23 ) of increased porosity and reduced density between an innermost ( 22 ) and outermost layer ( 25 ) of increased density.

15. lining ( 2 ) according to one of claims 9 to 14, characterized in that it has a layer ( 24 ) with a relatively low modulus of elasticity between an inner layer ( 23 ) with a high, possibly pure ceramic component and an outer layer ( 25th ) with a high, possibly pure metal content.

16. Lining ( 2 ) according to any one of claims 9 to 15, characterized in that it has a layer ( 24 ) with a high or only proportion of reinforcing fibers between layers ( 23 , 25 ) made of ceramic and / or metallic material.

17. Lining ( 2 ) according to one of claims 9 or 16, characterized in that it has a reinforcement ( 24 ) made of glass fibers, aramid or boron nitride fibers.

18. Casting ( 3 ) made of metallic base material with a cast-in lining ( 2 ) of cavities, channels, troughs according to one of claims 9 to 17, characterized in that the casting ( 3 ) as a component of a heat engine forms movable or fixed walls of a combustion chamber or contains gas-carrying channels, the surface of which forms the lining.