DE4005097A1 - Verfahren zur herstellung von verbundgussstuecken mit wenigstens einem metall durch an- oder umgiessen, insbesondere aus leicht- und schwermetallen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von verbundgussstuecken mit wenigstens einem metall durch an- oder umgiessen, insbesondere aus leicht- und schwermetallen

Info

Publication number
DE4005097A1
DE4005097A1 DE19904005097 DE4005097A DE4005097A1 DE 4005097 A1 DE4005097 A1 DE 4005097A1 DE 19904005097 DE19904005097 DE 19904005097 DE 4005097 A DE4005097 A DE 4005097A DE 4005097 A1 DE4005097 A1 DE 4005097A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
casting
alloy
copper
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19904005097
Other languages
English (en)
Inventor
Bernd Guenther
Klaus Dr Eigenfeld
Juergen Mittrach
Paul Rosche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE19904005097 priority Critical patent/DE4005097A1/de
Publication of DE4005097A1 publication Critical patent/DE4005097A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein im Oberbegriff des Hauptanspruches beschriebenes Verfahren zur Herstellung von Verbundgußstücken mit wenigstens einem Metall durch An- oder Umgießen.
Bei diesem Herstellverfahren können Oxidschichten der zu verbindenden Materialien im Bereich der Verbundstelle der Ausbildung einer Verbindung von metallurgischer Art entgegenstehen. Diese Schwierigkeiten werden im Stand der Technik dadurch vermindert, daß die Verbundstelle des anzugießenden oder zu umgießenden festen Verbund­ teiles nach mechanischer und/oder chemischer Entfernung der Oxidschicht mit einer Deckschicht vor Reoxydation geschützt wird. So ist es beispielsweise aus der DE-PS 4 81 363 für eine aus Leichtmetall gefertigte, als Verbundteil dienende Lagerschale bekannt, die Verbund­ stelle für eine aufzubringende Laufschicht nach vor­ heriger Reinigung zu verzinnen. Im nachfolgenden An­ gießen durch Spritzguß einer aus Schwermetallen gebil­ deten Weichmetallauflage als Laufschicht geht das Zinn der Deckschicht im wesentlichen im Gießwerkstoff in Lösung.
Wird jedoch ein beim Gießen eine Oxidhaut ausbildender Gießwerkstoff, wie beispielsweise Leichtmetall, für einen Verbundguß mit einer festen Einlage bzw. einem festen Verbundteil vorgesehen, kann zwar die Einlage in der vorbeschriebenen Weise wirksam vor Reoxydation durch eine Deckschicht geschützt werden, die Gießoxidhaut der Schmelze läßt sich jedoch nicht ohne weiteres verhin­ dern. Diese Gießoxidhaut kann die Ausbildung einer ausreichenden metallurgischen Verbindung zwischen Schmelze bzw. Gußwerkstoff und fester Einlage, z. B. aus einem Schwermetall oder einer Keramik, erheblich behin­ dern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungs­ gemäße Verfahren derart zu verbessern, daß eine die metallurgische Verbindung von Schmelze und Einlage behindernde Gießoxidhaut im Bereich der Verbundstelle sicher vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung ist, durch eine auf­ schmelzende Deckschicht auf der Einlage in Kombination mit einer entsprechend gewählten Strömung der Gieß­ schmelze deren Gießoxidhaut im Bereich der Verbundstelle zu vermeiden, so daß die Schmelze unmittelbar mit dem festen, vorzugsweise vorgewärmten Verbundteil bzw. der Einlage in Berührung kommt. Der Vorteil dabei ist, daß zwischen beiden Materialien eine metallurgische Verbin­ dung über die gesamte Verbundstelle zustandekommt. Diese intermetallische Verbindung bietet neben hoher Festig­ keit auch den Vorteil eines guten Wärmeüberganges bzw. guter Wärmeleitfähigkeit.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit vorzugsweise Verwendung finden bei der Herstellung von Verbundguß­ stücken aus Leicht- und Schwermetallen, wobei in hoch­ belasteten, insbesondere hoch temperaturbelasteten Maschinenbereichen aus einem Schwermetall bzw. einer Schwermetall-Legierung vorgesehene Einlagen, z. B. Bewehrungen/Auskleidungen und/oder Armierungen einwand­ frei durch An- oder Umgießen mit einem Leichtmetall verbunden werden.
Die Erfindung ist anhand eines bevorzugten Beispiels beschrieben.
Zur Erzielung einer hohen Leistung aus einer Hubkolben- Brennkraftmaschine mit mehreren Ein- und Auslaß-Ventilen je Brennraum wird dieser in einem aus Leichtmetall gegossenen Zylinderkopf mittels einer Einlage aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung bewehrt. Um ferner bei erhöhter Anzahl an Gaswechselventilen ausreichend große Ventildurchmesser zu erzielen, weist die Einlage bzw. Brennraumauskleidung mit Gaswechselkanälen des Zylinder­ kopfes korrespondierende Durchbrechungen mit integrier­ ten Ventilsitzen auf.
Vor dem Verbundguß wird an dieser Einlage an ihrer dem Zylinderkopf zugewandten Verbundstelle mechanisch und chemisch die Oxidschicht entfernt. Die Verbundsteile wird sodann vor Reoxydation durch eine geschlossene Deckschicht geschützt, die beispielsweise aus einer Zink-Legierung gebildet wird. Vorzugsweise wird diese Schicht in einer Stärke von 50 bis 70 µm ausgeführt. Anschließend erfolgt das Einlegen der Kupfer-Beryllium- Einlage in eine Gießform, wobei als weitere Gießvorbe­ reitung die Einlage auf 260° bis 280°C erwärmt wird. Diese Anwärmtemperatur ist unterhalb der Oxidations­ temperatur der Deckschicht gewählt.
Beim Gießen des Zylinderkopfes wird die Leichtmetall- Schmelze in ihrer Strömung relativ zur Deckschicht der Einlage so geführt, daß einerseits ein rasches, groß­ flächiges Aufschmelzen der Deckschicht erfolgt und daß andererseits mit der aufgeschmolzenen Deckschicht in Verbindung mit der gewählten Strömung der Gießschmelze deren Gießoxidhaut aus dem Bereich der Verbundstelle des Leichtmetalles mit der Schwermetall-Einlage wegge­ schwemmt wird. Damit sind die Voraussetzungen der Ausbildung einer durch Diffusion bewirkten intermetal­ lischen Verbindung zwischen der Schwermetall-Einlage und dem Leichtmetall des Zylinderkopfes erzielt.
Mit der Erfindung kann in vorteilhafter Weise die Verbindung einer Einlage mit einem Gußkörper durch Formschluß, z. B. mittels hinterschnittener Vorsprünge, vermieden werden, da hierbei durch Spalte mangels metallurgischer Verbindung sich ein schlechter Wärme­ übergang ergibt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Verbundgußstücken mit wenigstens einem Metall durch An- oder Umgießen, insbesondere aus Leicht- und Schwermetallen,
  • - wobei ein festes Verbundteil nach einer Ober­ flächenbehandlung mit einer im wesentlichen ge­ schlossenen Deckschicht versehen wird, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Deckschicht aus einem von der Gießschmelze aufschmelzbaren Material gewählt wird, und
  • - daß mit dem aufgeschmolzenen Material eine Gieß­ oxidhaut der Gießschmelze aus dem Bereich der Verbundstelle durch eine entsprechend gewählte Strömung der Gießschmelze weggeschwemmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für ein aus einer Kupfer-Legierung gebildetes Verbundteil zur Ver­ bindung mit Leichtmetall in einer Schmelze die Deckschicht aus Zink oder einer Zink- oder Silber- Legierung gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Deck­ schicht mindestens 10 µm beträgt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus einer Kupfer- Beryllium-Legierung gebildetes Verbundteil auf eine Temperatur vorgewärmt wird, die unterhalb der Oxidationstemperatur der Deckschicht liegt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung für Verbundguß­ stücke mit hoher Temperaturbelastung (z. B. Gleit­ lager).
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung für Verbundguß­ stücke von Brennkraftmaschinen.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung für aus Kupfer- Legierungen gebildete Brennraumauskleidungen, Ventilsitzringen und/oder Armierungen in aus Aluminium- oder Magnesium-Legierungen gegossenen Zylinderköpfen.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung für eine aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung gebildeten Brenn­ raumauskleidung mit integrierten Ventilsitzen in mit Gaswechselkanälen des Zylinderkopfes korrespon­ dierenden Durchbrechungen.
DE19904005097 1990-02-17 1990-02-17 Verfahren zur herstellung von verbundgussstuecken mit wenigstens einem metall durch an- oder umgiessen, insbesondere aus leicht- und schwermetallen Ceased DE4005097A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19904005097 DE4005097A1 (de) 1990-02-17 1990-02-17 Verfahren zur herstellung von verbundgussstuecken mit wenigstens einem metall durch an- oder umgiessen, insbesondere aus leicht- und schwermetallen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19904005097 DE4005097A1 (de) 1990-02-17 1990-02-17 Verfahren zur herstellung von verbundgussstuecken mit wenigstens einem metall durch an- oder umgiessen, insbesondere aus leicht- und schwermetallen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4005097A1 true DE4005097A1 (de) 1991-08-29

Family

ID=6400440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19904005097 Ceased DE4005097A1 (de) 1990-02-17 1990-02-17 Verfahren zur herstellung von verbundgussstuecken mit wenigstens einem metall durch an- oder umgiessen, insbesondere aus leicht- und schwermetallen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4005097A1 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0498719A1 (de) * 1991-02-05 1992-08-12 Montupet S.A. Eingiessteil für Verbundgussstück
EP0559587A1 (de) * 1992-03-04 1993-09-08 PECHINEY RECHERCHE (Groupement d'Intérêt Economique régi par l'Ordonnance du 23 Septembre 1967) Immeuble Balzac Verfahren zum Herstellen von Stücken aus zwei Materialien durch Umgiessen eines mit metallbeschichteten Inserts
DE4328619A1 (de) * 1993-08-26 1995-03-02 Peak Werkstoff Gmbh Partiell verstärktes Al-Gußbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE4414095A1 (de) * 1994-04-22 1995-10-26 Alcan Gmbh Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke aus Metall zu einem Verbundbauteil
DE102007059771A1 (de) 2007-12-12 2009-06-18 Daimler Ag Eingussteile mit Konditionierungsschicht zum Eingießen in Leichtmetalle
CN101060025B (zh) * 2007-05-09 2010-10-06 大连信瑞科技有限公司 制造铜包铝排的生产方法
CN105033225A (zh) * 2015-06-26 2015-11-11 东南大学 一种铜包铝复合材料的低压充芯制备工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE481363C (de) * 1926-05-09 1929-08-20 Paul Haessler Verfahren zum Herstellen von Verbundkoerpern
DE812450C (de) * 1946-02-04 1951-08-30 Vandervell Products Ltd Verfahren zur Herstellung von Verbundmetallbaendern fuer Lager
DE1031937B (de) * 1952-04-25 1958-06-12 Friedrich Nielsen Verfahren zum Eingiessen von Eisenteilen in Aluminium bzw. in Aluminium-Legierungen
DE1290306B (de) * 1955-04-14 1969-03-06 Ver Deutsche Metallwerke Ag Verfahren zur Herstellung von Verbundgussstuecken aus Leicht- und Schwermetallen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE481363C (de) * 1926-05-09 1929-08-20 Paul Haessler Verfahren zum Herstellen von Verbundkoerpern
DE812450C (de) * 1946-02-04 1951-08-30 Vandervell Products Ltd Verfahren zur Herstellung von Verbundmetallbaendern fuer Lager
DE1031937B (de) * 1952-04-25 1958-06-12 Friedrich Nielsen Verfahren zum Eingiessen von Eisenteilen in Aluminium bzw. in Aluminium-Legierungen
DE1290306B (de) * 1955-04-14 1969-03-06 Ver Deutsche Metallwerke Ag Verfahren zur Herstellung von Verbundgussstuecken aus Leicht- und Schwermetallen

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Firmenschrift: Technische Mitteilung, Nr. 10, 1951, der Aluminiumwerke Nürnberg GmbH, Kessler, Verbundguß zwischen Eisen und Aluminium *
DE-Z: Gießerei, 72, 1985, 6, S. 219-222 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0498719A1 (de) * 1991-02-05 1992-08-12 Montupet S.A. Eingiessteil für Verbundgussstück
EP0559587A1 (de) * 1992-03-04 1993-09-08 PECHINEY RECHERCHE (Groupement d'Intérêt Economique régi par l'Ordonnance du 23 Septembre 1967) Immeuble Balzac Verfahren zum Herstellen von Stücken aus zwei Materialien durch Umgiessen eines mit metallbeschichteten Inserts
FR2688154A1 (fr) * 1992-03-04 1993-09-10 Pechiney Recherche Procede d'obtention de pieces bimateriaux par surmoulage d'un insert revetu d'un film metallique.
DE4328619A1 (de) * 1993-08-26 1995-03-02 Peak Werkstoff Gmbh Partiell verstärktes Al-Gußbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE4414095A1 (de) * 1994-04-22 1995-10-26 Alcan Gmbh Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke aus Metall zu einem Verbundbauteil
CN101060025B (zh) * 2007-05-09 2010-10-06 大连信瑞科技有限公司 制造铜包铝排的生产方法
DE102007059771A1 (de) 2007-12-12 2009-06-18 Daimler Ag Eingussteile mit Konditionierungsschicht zum Eingießen in Leichtmetalle
CN105033225A (zh) * 2015-06-26 2015-11-11 东南大学 一种铜包铝复合材料的低压充芯制备工艺
CN105033225B (zh) * 2015-06-26 2017-09-29 东南大学 一种铜包铝复合材料的低压充芯制备工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68923921T2 (de) Kolben.
DE10043105B4 (de) Metallurgische Bindung beschichteter Einsätze innerhalb von Metallgußteilen
DE69502368T2 (de) Verfahren zur Verbindung eines Ventilsitzringes mit einem Zylinderkopf
DE19733205B4 (de) Beschichtung für eine Zylinderlauffläche einer Hubkolbenmaschine aus einer übereutektischen Aluminium/Siliziumlegierung, Spritzpulver zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE3605519C2 (de)
DE69100631T2 (de) Verbundwerkstoff giessverfahren.
DE3125560A1 (de) "isolation fuer hohen thermischen belastungen ausgesetzte teile einer brennkraftmaschine und verfahren zu seiner herstellung"
JPH07501987A (ja) 鋳物と冶金学的に結合した挿入物
DE4010474A1 (de) Leichtmetallkolben
DE10043108B4 (de) Metallurgische Bindung von Einsätzen mit mehrlagigen Beschichtungen innerhalb von Metallgußteilen
DE102016114580B4 (de) Verfahren zum formen eines zweimetall-gussstücks
DE69612134T2 (de) Ventilsitzeinsatz
DE102006041901A1 (de) Eingussverfahren zur Herstellung von metallischen Verbundbauteilen
DE4005097A1 (de) Verfahren zur herstellung von verbundgussstuecken mit wenigstens einem metall durch an- oder umgiessen, insbesondere aus leicht- und schwermetallen
DE102007059771A1 (de) Eingussteile mit Konditionierungsschicht zum Eingießen in Leichtmetalle
AT271763B (de) Gießverfahren zur Herstellung von Metallgegenständen mit zylindrischer Innenfläche
DE19745725A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Verbundgussteils
EP1688517B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer metallischen Haftvermittlungsschicht auf einem Umgusskörper
DE3444214A1 (de) Gegenstand mit einem gussmetallteil und einem gesinterten, metallischen teil, sowie verfahren zu dessen herstellung
DE69130038T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Gussstücken aus Aluminiumlegierungen, die einen Einsatz enthalten und ein nach diesem Verfahren hergestellter Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor
WO2005084852A1 (de) Verbundbauteil
DE4212716A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Zylindern oder Zylinderblöcken
DE69225163T2 (de) Eingiessteil für Verbundgussstück
DE3221884A1 (de) Verschleissbestaendiges teil zur verwendung in einem verbrennungsmotor
DE3422327A1 (de) Verfahren zur erzeugung einer gleitschicht aus weissmetall auf bleibronzeoberflaechen von stahl/bleibronze-verbundlagern

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection