DE722835C

DE722835C - Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE722835C
Application number: DEB184371D
Authority: DE
Inventors: Bernhard Berghaus; Wilhelm Burkhardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-08-20
Filing date: 1938-08-20
Publication date: 1942-07-22

Description

Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen Zur Steigerung der Lebensdauer der Kolben oder zur Leistungserhöhung im Motor hat man bereits v ersucht, Leichmetallkolben., also Kolben aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen, mit Metallschutzschichten zu versehen. Das Aufbringen der Schutzmetalle wurde mittels Metallspritzpistole und auf galvanischem Wege versucht. Die auf diese Weise erhaltenen Metallüberzüge sind aber den hohen Anforderungen, die an die Kolben während des Betriebes gestellt werden, nicht gewächsen, da sie nur geringe Haftfestigkeit besitzen und sich während des Betriebes leicht von dem Grundmaterial ablösen. Auf überwiegend magnesiumhaltige Kolben ist es z. B. galvanisch überhaupt nicht möglich, Schutzschichten aufzubringen. Die mittels Spritzpistole aufgebrachten Schichten zeigen gegen galvanisch aufgebrachte Schichten noch geringere Haftfestigkeit. Durch die Erfindung werden diese Nachteile vermieden.
Es ist ferner ein Leichtmetallkolben füt Brennkraftmaschinen bekannt, der aus zwe: oder mehreren durch Gießen verbundener Baustoffen besteht. Dieses Gießverfahrer eignet sich aber nicht für die Herstellung von gleichmäßigen dünnen Metallüberzüger auf Leichtmetallkolben. Ein bekanntes Ver. fahren zur Erzeugung von Schutzüberzüger auf Metall mittels Quecksilberlichtbogens eignet sich nicht für Leichtmetallkolben.
An sich 'ist auch bekannt, daß man feste Zinkstaub in die Oberfläche von eiserne Gegenständen ein.diftundieren kann. Auch ha man Gegenstände bereits mittels Kathoden zcrstäubung metallisiert. Auch das Verfahre: der thermischen Aufdarnpfung von Metall is ;in sieh bekannt. Es ist ferner ein Verfahre ,.um Metallisieren von Gegenständen bekannt, bei dem zerstäubtes, festes oder flüssiges Metall durch Verwendung eines gasförmigen Druckmittels aufgeschleudert wird. Solche aufgeschleuderten Schichten haften aber auf dein Leichtmetall schlecht.
Der Gegenstand der Erfindung ist ein Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen, der ganz oder teilweise, insbesondere am Boden, mit einer Metallschutzschicht überzogen ist, der sich dadurch auszeichnet, daß die Aufbringung der Metallschicht durch die an sich bekannte thermische Verdampfung bei 3 bis io-6 mm Hg Füllgasdruck unter Legierungsbildung mit dem Grundmaterial erfolgt. Die Metallschutzschicht kann dabei vorteilhaft eine Stärke von o,oo5 bis einige Millimeter aufweisen. Die Metallschutzschicht kann je nach den gestellten Anforderungen aus unterschiedlichem Metall bestehen. So ist es z. B. zweckmäßig, auf den Kolbenboden zur besseren Wärmeableitung und Reflexion eine Schutzschicht aus Silber oder Kupfer aufzubringen, wogegen auf den Kolbenschaft zur Verbeserung der Laufeigenschaften Schichten aufgebracht werden, d:e einen geringen Verschleiß während des Betriebes aufweisen oder sogar eine Schmierwirkung hervorrufen. Die nach der Erfindung aufgebrachten Metallschichten sind den bisher bekannten Schutzschichten in bezug auf Haftfestigkeit bei Breitem überlegen und genügen der thermischen und mechanischen Beanspruchung im Betrieb.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel schematisch näher erläutert, und zwar zeigt die Abbildung einen Schnitt durch einen aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Kolben i, dessen Bodenteil :2 mit einer Silberschicht 3 überzogen ist, die unter Bildung einer Diffusionszwischenschicht q. aus dem Grundmaterial des Kolbens mit dem aufgebrachten Plattierungsmaterial Silber in dein Grundmaterial fest verankert ist. In dieser Weise kann auch die übrige Kolbenwandung je nach Bedarf mit einer metallischen Schutzschicht überzogen sein.
Die nach der Erfindung aufgebrachte Me-#-tallschutzschicht wurde z. B. über die Gasphase des niederzuschlagenden Metalls im Vakuum aufgebracht. So kann, z. B. das Material in einem Tiegel so hoch erhitzt werden, daß es aus demselben verdampft und sich auf dem entsprechend angeordneten Kolben kondensiert. Hierzu werden zweckmäßig Füllgasdrucke von 3 bis io-6 mm in der Verdampfungsapparatur eingestellt.
Der Kolben wird nach der Erfindung bei Anwendung der thermischen Verdampfung als Aufbringungsverfahren auf die Temperatur aufgebracht, bei der sich das aufzubringende Material mit dem Grundmaterial durch Diffusion oder Legierungsbildung verbinden kann. Diese Temperatur wird so lange eingehalten, bis die gewünschte Eindringtiefe des aufgebrachten Materials in das Grundmaterial erreicht ist. Danach wird die Temperatur langsam herabgesetzt, um das reine Metall auf der Oberfläche als Schutzschicht zu erhalten. Je nach den gestellten Anforderungen kann es auch genügen, nur eine Diffusions- oder Legierungszone zu erzeugen. Die jeweils gewünschte Ausbildung der Schicht erhält man durch Regelung der Temperatur des zu überziehenden Kolbens.

Claims

PATENTANSPRUCH: Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen, der ganz oder teilweise, insbesondere am Boden, mit einer Metallschutzschicht überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung der Metallschicht durch die an sich bekannte thermische Verdampfung bei 3 bis io--G inm Hg Füllgasdruck unter Legierungsbildung mit dem Grundmaterial erfolgt.