DE4141437C1 - Light metal cylinder head for internal combustion engine - mfd. using mandrel with characteristics of aluminium@-silicon@-magnesium@ casting - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Wie beispielsweise aus der gattungsbildenden US-PS 44 87 175 hervorgeht, werden für Zylinderköpfe als solche Legierungen mit relativ hoher Kriechfestigkeit ver­ wendet, die aber den Nachteil haben, an thermisch hoch beanspruch­ ten Stellen infolge einer zu niedrigen Thermoschockfestigkeit zur Rißbildung zu neigen. In der genannten Schrift wird daher vorge­ schlagen, insbesondere an dem Verbindungsbereich zwischen den Bohrungen für die Gaswechselventile in einer brennraumseitigen Ausnehmung des Leichtmetall-Zylinderkopfes eine Schicht aus dispersionsgehärtetem, gesinterten Aluminium vorzusehen, die beispielsweise durch einen Gießprozeß unter Ausnutzung der Aus­ nehmung als Form oder aber durch irgendeinen Schweißprozeß, bei­ spielsweise mittels eines Elektronen- oder Laserstrahls, festgelegt wird.

Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß eine Schicht aus Sintermaterial als vorgefertigtes Teil in die Ausneh­ mung eingebracht und dann mit einer der genannten Methoden dort festgelegt werden muß, beispielsweise durch Umgießen. Dies er­ schwert einerseits die Fertigung, und andererseits ist eine sichere, flächige Verbindung zwischen diesem Material und dem­ jenigen des Zylinderkopfes nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zu schaffen, das es ermöglicht, Zylinderköpfe herzustellen, die hinsichtlich des Eigenschaftsprofils der verwendeten Werkstoffe einschließlich der Verbindung der verschiedenen Werkstoffe opti­ miert sind. Gegenüber bekannten Lösungen wird für die Verbindung ein möglichst kontinuierlicher Übergang der Werkstoffeigenschaften angestrebt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Wegen der Verwendung einer Aluminium-Gußlegierung, z. B. des Typs AlSiMg nach DIN 1725 Teil 2, oder einer anderen Gußlegierung mit denselben Eigenschaften ist die Möglichkeit des Aufbringens des thermoschockbeständigeren Werkstoffes durch Auftragsschweißung gege­ ben, beispielsweise durch Lichtbogenschweißen (z. B. WIG-Schweißen) oder Laserschweißen. Entscheidend ist, daß dadurch eine stoff­ schlüssige Verbindung zwischen den verschiedenen Werkstoffen her­ beigeführt wird mit kontinuierlichem Materialübergang und damit auch kontinuierlichem Übergang der Werkstoffeigenschaften. Die Aus­ nehmung für den thermoschockbeständigeren Werkstoff kann sowohl beim Gießen des Zylinderkopfes hergestellt werden, z. B. durch Verwendung einer entsprechenden Form, als auch später durch mecha­ nische oder thermische Bearbeitung erzeugt werden. Auch bei der Erfindung wird man das thermoschockbeständige Material nur in den rißgefährdeten Bereichen des Zylinderkopfes vorsehen, wozu in Ab­ hängigkeit von der jeweiligen Konstruktion der Brennkraftmaschine auch Wandbereiche gehören können, die eine Wirbelkammer begrenzen. Das Verfahren eignet sich auch für Reparaturzwecke.

Abschließend ist zu bemerken, daß die Erfindung auch den Vorteil bietet, daß die Materialauswahl für den eigentlichen Zylinderkopf allein unter den hierfür interessierenden Gesichtspunkten getroffen werden kann. Auf eine nachträgliche Wärmebehandlung für den gesam­ ten Zylinderkopf, die der Erzeugung der Thermoschockbeständigkeit dient, die in den rißgefährdeten Bereichen erforderlich ist, kann daher verzichtet werden. Daß schließt jedoch nicht aus, daß der Zy­ linderkopf örtlich begrenzt oder insgesamt einer Glühung unterzogen wird, die z. B. dem Abbau von unerwünschten Eigenspannungen dient.

Claims (1)

1. Verfahren zum Herstellen eines Leichtmetall-Zylinderkopfes für eine Brennkraftmaschine, bei dem in eine brennraumseitige Ausnehmung thermoschockresistentes Material eingebracht wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Ausnehmung ein Material mit den Eigenschaften einer AlSiMg-Gußlegierung durch Auftragsschweißung eingebracht wird.