DE695182C

DE695182C - Verfahren zur Erzeugung von Poren auf Laufflaechentmaschinen

Info

Publication number: DE695182C
Application number: DE1939M0144038
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Meyer-Raessler
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1939-01-25
Filing date: 1939-01-26
Publication date: 1940-08-19

Description

Verfahren zur Erzeugung von Poren auf Laufflächen, insbesondere für Aluminiumkolben für Brennkraftmaschinen Zur Verbesserung der Laufeigenschaften von gleitenden Maschinenteilen sind außer den maschinellen Fertigbearbeitungsgängen (z. B. Schleifen, Diamantdrehen, Läppen o. dgl.) eine Anzahl Nachbehandlungsverfahren für Schwer- und Leichtmetalle bekanntgeworden.
Auf die Laufflächen von Leichtmetallkolben werden z. B. dünne Weichmetallschichten aus Zinn, Blei, Zink oder anderen Metallen aufgebracht, welche die Unebenheiten der bearbeiteten Lauffläche ausgleichen und infolge ihrer Nachgiebigkeit an Druckstellen ein Anfressen vermeiden sollen.
Ferner ist es bekannt, durch anodische Oxydation auf Aluminiumkolben mit Schwefelsäure oder Oxalsäure eine kapillare Oxydschicht zu erzeugen, welche die Fähigkeit hat, Öl in ihre Poren aufzusaugen. Die wirkungsvolle Anwendung dieses Verfahrens ist aber bei Kolben auf solche der Aluminium-Silicium-Gruppe in gegossenem Zustand beschränkt. Außerdcin gibt der Abrieb der Oxydschicht (A1203 = Schmirgel) eine gefährliche Verunreinigung des Schmieröls.
Neben diesen Nachbehandlungsverfahren wurde auch schon das Ätzen von Leichtmetalllaufschichten bei Kolben und Lagern durch Eintauchen in Säuren oder Alkalien mit dem Ziele vorgeschlagen, die Oberfläche porös und ölaufsaugend zu machen.
Dabei hat sich aber gezeigt, daß feine und sehr gleichmäßig verteilte Poren auf der Oberfläche schwer herstellbar sind, weil,-bei schwacher Ätzung nur flache Mulden, bei starker Ätzung aber schwammige, mechanisch nur wenig widerstandsfähige Schichten entstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schäffen, welchem diese Schwierigkeiten nicht anhaften: Durch das neue Verfahren soll ein ungewöhnlich fein und gleichmäßig verteilter nadelstichartiger Angriff der Gleitflächen erfolgen, so daß sich Poren bzw. Poren verbindende Adern von günstiger Größenordnung bilden, ohne die durch Feinstbearbeitung zuvor geschaffene Glätte der Fläche durch. merkliche Aufrauhung zu beeinträchtigen. Die erfindungsgemäß erzielten Laufflächen geben dezn Ölfilm die Möglichkeit, sich vielfältiger als seither zu verankern und sieh im Betriebe ständig zu erneuern.
Oxydierte Flächen dagegen können nur unmittelbar nach der Behandlung 01 aufnehmen; das aber nach und nach seine' Schmierwirkung verliert. Eine Möglichkeit der Ölergänzung ist fraglich, weil sich die Poren erfahrungsgemäß später nicht mehr als aufnahmefähig erweisen.
Gegenüber dem Verfahren, die Laufeigenschäften gleitender Teile durch verdrückbare Metallüberzüge zu verbessern, hat das neue Verfahren den Vorteil der Einsparung wichtiger Rohstoffe.
Nach der Erfindung wird die bearbeitete Aluminiumgleitfläche in Lösungen bzw. Schmelzen anodisch behandelt, die im Gegensatz zu den Lösungen der bekannten Oxydationsbäder an der Anode keinen bzw. nicht ausschließlich Sauerstoff abgeben, sondern im wesentlichen aluminiumangreifende Stoffe, wie z. B. Chlor, Fluor, Brom und Salzsäure.
Die durch den bei dem neuen Verfahren erfolgenden nadelstichartigen Angriff der Gleitflächen gebildeten Salze des Aluminiums bzw. der Legierungsbestandteile lassen sich, was bei elektrolytisch erzeugten Oxydsehichten des Grundmetalls nicht der Fall ist, mechanisch, chemisch oder galvanisch aus den Poren entfernen. Demgegenüber bildet das Aluminiumoxyd einen auf dem Grundkörper, also auf dem Aluminium, außerordentlich festhaftenden, zusammenhängenden Panzer.
Für das neue Verfahren brauchbare Lösungen sind vor allem die Salzlösungen oder Säuren der Halogene oder deren Gemische, z. B. Natriumchlücid, Xaliumchlorat, Salzsäure, Flußsäure; Perchlorsäure und andere. Verwendbar sind auch. organische Säuren; wie z. B. Pikrinsäure, Essigsäure.
Die gewünschte Wirkung des nadelstichartigen Angriffs der Gleitoberfläche tritt bei verschiedenen Spannungen auf, sie kann sich sogar ohne Spannung ergeben, indem sich durch die verschiedene Potentialdifferenz zwischen Kathode und Anode ein Strom wie in einem kurzgeschlossenen galvanischen Element bildet..
Durch die anodische Einätzung feiner Poren bildet sich auf der Kolbenoberfläche bei manchen Legierungen eine dunkle Schicht aus. Zur Freilegung der Poren kann diese Schicht entweder mechanisch durch Bürsten oder chemisch durch Eintauchen in geeignete Flüssigkeiten (etwa Salpetersäure oder Wasserstoffsuperoxyd) oder auch durch eine kurze galvanische Behandlung (etwa in Schwefelsäure, Salpetersäure oder Natriümsulfit) entfernt werden. Anwendungsbeispiel Es möge sich um die Lauffläche eines Aluminiumkolbens folgender Zusammensetzung handeln 13 % Silicium, . i °@o Nickel, i '°/o Kupfer, i °)o Magnesium, Rest Aluminium. ach der üblichen Reinigung und Entfettung wird der Kolben unter Strom in das Bad eingehängt, das aus einer wäßrigen 7 °/oigen Kochsalzlösung, der i °/o Salzsäure zugesetzt ist, bestehen möge., Nun wird an den Kolben als Anode und eine Kohleplatte als Kathode eine Spannung von 5 Volt gelegt, wobei die Stromdichte beispielsweise 0,3 Amp./cm2 betrage.
Nach 5 Minuten Behandlungsdauer- wird der Kolben herausgenommen und in heißem Wasser gespült.
Zur Neutralisation der etwa anhaftenden Säuren oder Salze wird der Kolben nun 5 Sekunden lang in io °/oige- Sodalösung getaucht und zum Schluß die noch anhaftende dunkle Schicht durch Eintauchen in zo °/oige Salpetersäure entfernt.

Claims

PATrNTANSPRÜcHr:: i. Verfahren zur Erzeugung von Poren auf Laufflächen, insbesondere auf Aluminiumkolben und -zylindern von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen in solchen Lösungen bz.w. Salzschmelzen einer anodischen Behandlung ausgesetzt werden, die an der Anode Ionen bilden, die das Aluminium nadelstichartig anätzen, wie in Salzlösungen bzw. Säuren der Halogene oder deren Gemischen oder in Natriumchlorid-- oder Kaliumchloratlösungen unter Zusatz von Salzsäure, Flußsäure oder Perchlorsäure.
2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß nach der anodischen Behandlung die etwa in den Poren verbleibenden Reste der Salze oder Säuren mechanisch oder aber durch Eintauchen in oxydierende oder reduzierende Lösungen, gegebenenfalls untergalvanischer Behandlung, entfernt werden.