EP1113086A1 - Stahlhaltiges Material für eine Plasmaabscheidung - Google Patents

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EP1113086A1
EP1113086A1 EP00125291A EP00125291A EP1113086A1 EP 1113086 A1 EP1113086 A1 EP 1113086A1 EP 00125291 A EP00125291 A EP 00125291A EP 00125291 A EP00125291 A EP 00125291A EP 1113086 A1 EP1113086 A1 EP 1113086A1
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EP
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steel
plasma deposition
containing material
percent
weight
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Application number
EP00125291A
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English (en)
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Inventor
Rolf Dipl.-Ing. Heinemann
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • C23C4/08—Metallic material containing only metal elements

Definitions

  • the invention relates to a steel-containing material for plasma deposition for formation of treads on aluminum alloys, preferably for cylinder blocks from Internal combustion engines.
  • a layer in To apply cylinder liners which is made of stainless steel and additional Lubricant particles, e.g. Drill nitrite and / or a calcium fluoride and eutectic Lithium fluoride and binders.
  • the stainless steel can do the following Components have: 0.1 to 4 weight percent carbon; 1 to 8 percent by weight Manganese; 1 to 5 weight percent nickel; 1 to 15 weight percent chromium. With a very high alloy with nickel and chrome, the stainless steel used is very expensive.
  • the invention is therefore based on the object of a steel-containing powder material for a Plasma deposition to create both low porosity and suitable hardness has as cylinder barrel surface and unproblematic fine machining, in particular Honing allows. At the same time, the material price should be low.
  • this object is achieved by using a steel-containing one Powder material achieved, which consists of a steel powder with a small amount of chromium and Manganese exists.
  • This low-alloy steel powder forms during plasma spraying Iron oxide particles, which together with lubricating oil act similarly to solid lubricant are.
  • This steel powder is inexpensive and there is hardly any degradation Oxidation or by washing out during motor operation. It will Running parameters achieved with this type of coating, which are similar to those of gray cast cylinder liners are.
  • the low-alloy steel powder according to the invention can be easy to process, since protective gases are not required for plasma coating.
  • a steel-containing material with the following has proven to be advantageous for the application Proportion variation: carbon 1.1 to 1.3 percent by weight; Chromium 1.3 to 1.5 Weight percent; Manganese 1.1 to 1.4 percent by weight.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein stahlhaltiges Material für eine Plasmaabscheidung zum Bilden von Laufflächen auf Aluminiumlegierungen, vorzugsweise für Zylinderblöcke von Verbrennungsmotoren, das sowohl geringe Porösität als auch geeignete Härte als Zylinderiauffläche aufweist und dabei eine unproblematische Feinbearbeitung zuläßt. Erfindungsgemäß besteht ein solches Material aus einem Stahlpulver mit geringem Anteil von Chrom und Mangan, vorteilhafterweise beträgt der Kohlenstoffanteil 1,1 bis 1,3 Gewichtsprozent, der Anteil von Chrom 1,3 bis 1,5 Gewichtsprozent und Mangan 1,1 bis 1,4 Gewichtsprozent.

Description

Die Erfindung betrifft ein stahlhaltiges Material für eine Plasmaabscheidung zum Bilden von Laufflächen auf Aluminiumlegierungen, vorzugsweise für Zylinderblöcke von Verbrennungsmotoren.
Vorbekannt ist durch die Schrift DE 19549403 A1 zum Herstellen von Laufflächen auf Aluminiumlegierungen, vorzugsweise für Zylinderlaufflächen von Zylinderblöcken von Verbrennungsmotoren, Mischungen aus Stahl- und Molybdänpulver einzusetzen, die auf Aluminiumlegierungen mittels Plasmaspritzen aufgebracht werden. Das eingesetzte Stahlpulver kann dabei mit hohen Anteilen von Chrom, Wolfram und Mangan legiert sein. Solche Mischungen mit Molybdänpulver führen, besonders beim Einsatz in Verbrennungsmotoren, zu porösen Laufschichten durch das Ausbrennen und Ausreiben bzw. Auswaschen des Molybdän während des Betriebes. Dies verursacht den Nachteil, daß sich ein höherer Ölverbrauch an den Zylinderelementen einstellt.
Vorbekannt ist weiterhin durch die Schrift DE 19535041 C2, eine Schicht in Zylinderbüchsen aufzutragen, die aus rostfreiem Stahl besteht und zusätzliche Gleitmittelpartikel, z.B. Bohrnitrit und/oder ein Eutektikum aus Kalziumflourid und Lithiumflourid sowie Bindemittel aufweist. Der rostfreie Stahl kann dabei folgende Bestandteile aufweisen: 0,1 bis 4 Gewichtsprozent Kohlenstoff; 1 bis 8 Gewichtsprozent Mangan; 1 bis 5 Gewichtsprozent Nickel; 1 bis 15 Gewichtsprozent Chrom. Bei einer sehr hohen Legierung mit Nickel und Chrom ist der eingesetzte rostfreie Stahl jedoch sehr kostenintensiv.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein stahlhaltiges Pulvermaterial für eine Plasmaabscheidung zu schaffen, das sowohl geringe Porösität als auch geeignete Härte als Zylinderlauffläche aufweist und eine unproblematische Feinbearbeitung, insbesondere Honen zuläßt. Gleichzeitig soll der Materialpreis niedrig sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Einsatz eines stahlhaltigen Pulvermaterials erreicht, das aus einem Stahlpulver mit geringem Anteil von Chrom und Mangan besteht. Dieses niedrig legierte Stahlpulver bildet dabei beim Plasmaspritzen Eisenoxydpartikel, die zusammen mit Schmieröl ähnlich Festschmierstoffanteilen wirksam sind. Dabei ist dieses Stahlpulver preisgünstig und es tritt kaum ein Abbau durch Oxydation oder durch Auswaschen beim motorischen Betrieb auf. Es werden Laufparameter mit dieser Art von Beschichtung erreicht, die ähnlich derer bei Grauguß-Zylinderbüchsen sind. Zudem läßt sich das erfindungsgemäße niedrig legierte Stahlpulver leicht verarbeiten, da beim Plasmabeschichten auf Schutzgase verzichtet werden kann.
Für die Anwendung vorteilhaft erweist sich dabei ein stahlhaltiges Material mit folgender Anteilsvariation: Kohlenstoff 1,1 bis 1,3 Gewichtsprozent; Chrom 1,3 bis 1,5 Gewichtsprozent; Mangan 1,1 bis 1,4 Gewichtsprozent.
Durch das Fehlen von Molybdänpulver ist das erfindungsgemäße stahlhaltige Material gegen ein Ausbrennen und Auswaschen unempfindlich. Damit bleibt die Beschichtung dicht und wenig porös, was zu einem geringen Ölverbrauch bei Zylinderelementen von Verbrennungsmotoren beiträgt.

Claims (4)

  1. Stahlhaltiges Material für eine Plasmaabscheidung zum Bilden von Laufflächen auf Aluminiumlegierungen, vorzugsweise für Zylinderblöcke von Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Stahlpulver mit geringem Anteil von Chrom und Mangan gebildet ist.
  2. Stahlhaltiges Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffanteil 1,1 bis 1,3 Gewichtsprozent beträgt.
  3. Stahlhaltiges Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Chrom 1,3 bis 1,5 Gewichtsprozent und Mangan 1,1 bis 1,4 Gewichtsprozent beträgt.
  4. Stahlhaltiges Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das niedrig legierte Stahlpulver während der Plasmaabscheidung Festschmierstoffe auf Eisenoxydbasis bildet.
EP00125291A 1999-12-27 2000-11-27 Stahlhaltiges Material für eine Plasmaabscheidung Ceased EP1113086A1 (de)

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