EP1148229B1 - Zylinderlaufbuchse für Verbrennungskraftmaschinen und Herstellungsverfahren - Google Patents

Zylinderlaufbuchse für Verbrennungskraftmaschinen und Herstellungsverfahren Download PDF

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EP1148229B1
EP1148229B1 EP01105578A EP01105578A EP1148229B1 EP 1148229 B1 EP1148229 B1 EP 1148229B1 EP 01105578 A EP01105578 A EP 01105578A EP 01105578 A EP01105578 A EP 01105578A EP 1148229 B1 EP1148229 B1 EP 1148229B1
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EP
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aluminium
silicon
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protective
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Rudolf Mundl
Peter Gödel
Wolfgang Reichle
Werner Trübenbach
Markus Müller
Reinhard Dr. Rosert
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Federal Mogul Friedberg GmbH
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/004—Cylinder liners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
    • B22D15/02—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009—Cylinders, pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
    • F02F2007/009—Hypereutectic aluminum, e.g. aluminum alloys with high SI content

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cylinder liner for Internal combustion engines made of light metal by thermal spraying, and a Cylinder liner produced by this method.
  • the bushes consist of cylindrical pipe sections and limit in the engine with its inner surfaces the combustion chamber of the combustion chamber, wherein the inner surfaces also serve as running surfaces for the piston rings. According to the high wear load are called liner materials wear-resistant cast iron or steel alloys or sintered materials used.
  • the Running surfaces of the bushes must be machined in addition consuming, and if necessary, the running surfaces are provided with wear-resistant coatings.
  • DE 196 05 946 C1 discloses a production method for cylinder liners, with a cylinder liner with high wear resistance simple and inexpensive can be made with optimal thin wall thickness and then as an independent Component can be used in an engine block.
  • On the outer surface of a molded body serving mandrel is by a thermal spraying process, a first wear layer and then applied a cover layer and then the formed Cylinder liner pulled off the mandrel.
  • a coating of a cylinder running surface of a Reciprocating piston engine based on iron, aluminum or magnesium with a hypereutectic aluminum / silicon alloy and / or an aluminum / silicon composite and a method of making this coating is disclosed.
  • the Coating here is directly on the inner wall of the cylinder bore in the engine block applied.
  • rotating Internal burner which is built on a rotating unit, into the cylinder bore inserted and moved axially.
  • the object of the invention is to provide a simple and inexpensive process for the production cylinder liners for light metal engines with good tribological properties provide. Furthermore, it is an object of the invention to provide cylinder liners, produced by the method according to the invention and in cylinder bores of the Light metal motors are used.
  • a support body made of aluminum Layer of a hypereutectic aluminum / silicon alloy by a thermal Spray applied.
  • a hypereutectic aluminum / silicon alloy is understood in this specification an alloy whose silicon content (im Aluminum) is greater than the silicon content (in aluminum) of an alloy with eutectic mixing ratio.
  • im Aluminum silicon content
  • in aluminum silicon content of an alloy with eutectic mixing ratio.
  • binary systems one understands under one Eutectic is a mixture of very particular composition - the eutectic mixture - two substances that are not solid in liquid state are completely miscible with each other. In a state diagram of a binary system is called the point with the lowest possible melting temperature eutectic point. Alone with him melt or solution, the constituent components as solids and the Gas phase in equilibrium with each other.
  • the mixing ratio of the binary system in the eutectic point is the eutectic mixing ratio.
  • silicon content of a eutectic mixture is about 12% by weight.
  • a Cover or attachment layer of the liner is then from a hypoeutectic or eutectic aluminum / silicon alloy, which is also formed by a thermal spraying is applied.
  • the cover or tie layer causes due to their composition a good connection to an inner wall of a Cylinder bore when pouring the cylinder liner.
  • a hypoeutectic alloy contains less silicon than a eutectic alloy.
  • the filler wire is coated with a silicon alloy, preferably silicon grains filled by directed shaking.
  • the grains are crushed and thereby equally distributed.
  • the sprayed-on layer is uniform composed.
  • the drawing and rolling process is also the surface of the Wire solidifies. The solidification causes a good and uniform eligibility of the Wire.
  • the composition of the heterogeneous alloy of the sprayed layer is characterized by Composition of filler wire alloy controllable.
  • a silicon content in the range of about 12.5 wt% to about 50 wt% is preferred.
  • a range of silicon content of about 15 wt% to about 40 wt% is preferred.
  • a silicon content in the range of about 20% to about 30% by weight is preferred.
  • Most preferred is a silicon content in the wear layer of about 25% by weight.
  • the subsequently applied cover or bonding layer a Has silicon content in the range of about 2 wt .-% to about 12 wt .-%. preferred is a range of silicon content of about 3 wt% to about 9 wt%. Yet more preferred is a silicon content in the range of about 4% to about 6% by weight. At the A silicon content in the topcoat layer of about 5 wt.% is most preferred. Due to the low silicon content, a better connection to the inner wall of the Cylinder bore causes.
  • melt brake it is advantageous between these two layers of aluminum / silicon alloys, the wear layer and the cover or tie layer, a melt brake to arrange a higher melting temperature than the two layers Comprising aluminum / silicon alloys.
  • the support body made of aluminum or an aluminum alloy educated.
  • the support body is not machined until after pouring.
  • the obligatory untwisting the Cylinder liner relatively little has to be removed from the overeutectic layer.
  • a cylinder liner which is a wear layer of a hypereutectic Aluminum / silicon alloy and a covering or bonding layer of a eutectic or hypoeutectic aluminum / silicon alloy.
  • the cylinder liner between the wear layer and the cover or Bonding layer on a melting brake which has a higher melting temperature than the two Has layers of aluminum / silicon alloys and a melting of the Wear layer when pouring the cylinder liner in a cylinder bore prevented.
  • melt brake comprises iron. Iron has a much higher Melting temperature as alloys of aluminum and silicon, from which the Wear layer and the deck. or attachment layer are formed.
  • the invention thus provides a cylinder liner for light metal engines, which is simple and inexpensive to produce by the method according to the invention.
  • the Cylinder liner according to the invention is further with optimal wear resistance values and tribological properties produced.
  • the invention is based on an embodiment in the accompanying drawing shown.
  • the cylinder liner 1 is formed of four superimposed layers.
  • On the outer peripheral surface of the aluminum support body 2 is a wear layer 3rd from a hypereutectic aluminum / silicon alloy by means of a thermal Spray applied.
  • the thermal spraying method in this embodiment is an arc spray process.
  • the wear layer 3 preferably has one Silicon content of about 25% by weight in the aluminum / silicon alloy; generally the alloy has a proportion in wt .-% of 60-85% A1, 15-40% Si, max. 3% Mg, max. 5% Mn and max. 2% B. Here, about 75% A1 is preferred.
  • a Melting brake 4 applied from iron which is a melting of the wear layer 3 at Pouring the cylinder liner in a cylinder bore prevented.
  • the on it applied cover or bonding layer 5 comprises a hypoeutectic Aluminum / silicon alloy, with a silicon content of about 5 wt .-%, wherein the Rest i.w. A1 is.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse für Verbrennungskraftmaschinen aus Leichtmetall durch thermisches Aufspritzen, sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Zylinderlaufbuchse.
Bei Verbrennungskraftmaschinen mit einem Motorblock aus Gusseisen- oder Aluminiumlegierungen ist es vielfach üblich, in die Zylinderbohrungen des Motorblocks Zylinderlaufbuchsen einzusetzen. Die Buchsen bestehen aus zylindrischen Rohrabschnitten und begrenzen im Motor mit ihren Innenflächen den Brennraum der Verbrennungskammer, wobei die Innenflächen gleichzeitig als Laufflächen für die Kolbenringe dienen. Entsprechend der hohen Verschleißbelastung werden als Laufbuchsenwerkstoffe verschleißfeste Gusseisen- oder Stahllegierungen oder auch Sinterwerkstoffe verwendet. Die Laufflächen der Buchsen müssen zusätzlich aufwendig spanabhebend bearbeitet werden, und gegebenenfalls sind die Laufflächen mit verschleißfesten Beschichtungen versehen.
In der DE 196 05 946 C1 wird ein Herstellungsverfahren für Zylinderlaufbuchsen offenbart, mit dem eine Zylinderlaufbuchse bei hoher Verschleißfestigkeit einfach und kostengünstig mit optimal dünner Wandstärke hergestellt werden kann und anschließend als eigenständiges Bauteil in einem Motorblock einsetzbar ist. Auf die Außenfläche eines als Formkörper dienenden Dorns wird durch ein thermisches Spritzverfahren eine erste Verschleißschicht und darauf eine Deckschicht aufgebracht und anschließend wird die gebildete Zylinderlaufbuchse vom Dorn abgezogen.
Im Automobilbau werden immer mehr Graugusskurbelgehäuse von Hubkolbenmaschinen durch solche aus Leichtmetallen verdrängt, um das Kraftfahrzeuggesamtgewicht zu verringern und damit die Kraftstoffausnutzung zu verbessern. Zur Herstellung von Kurbelgehäusen aus Leichtmetall bietet sich aus wirtschaftlichen und technischen Gründen zunächst ein Druckgießen von niedrig legiertem Aluminium, beispielsweise AlSi9Cu3, an. Solche Legierungen zeigen im Gegensatz zum im Motorenbau etablierten aber erheblich aufwendigeren atmosphärischen Guss von übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierungen, beispielsweise AlSi17, ein unbefriedigendes Reibungs- und Verschleißverhalten im Kontakt mit Aluminiumkolben und Kolbenringen und sind daher als Reibpartner ungeeignet. Daher kann auch für Leichtmetall-Motoren auf das Eingießen von tribologisch geeigneten Buchsen aus Grauguss oder übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierungen nicht verzichtet werden.
In der DE 197 33 205 A1 wird eine Beschichtung einer Zylinderlauffläche einer Hubkolbenmaschine auf Eisen-, Aluminium- oder Magnesium-Basis mit einer übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung und/oder einem Aluminium/Silizium-Verbundwerkstoff und ein Verfahren zur Herstellung dieser Beschichtung offenbart. Die Beschichtung wird hier direkt auf der Innenwand der Zylinderbohrung im Motorblock aufgetragen. Hierzu wird entweder ein um die Mittelachse der Zylinderbohrung rotierender Innenbrenner, der auf einem rotierenden Aggregat aufgebaut ist, in die Zylinderbohrung eingeführt und axial bewegt. Oder es wird der Innenbrenner in die Zylinderbohrung des rotierenden Kurbelgehäuses eingeführt und entlang der Mittelachse der Zylinderbohrung axial bewegt, um die Beschichtung auf die Zylinderwand aufzuspritzen.
Die Herstellung der Beschichtung direkt auf der Wand der Zylinderbohrung benötigt ein kompliziertes Aggregat mit Innenbrenner, das selber innerhalb der Bohrung rotiert, um die Beschichtung gleichmäßig auftragen zu können. Für die zweite Möglichkeit der Beschichtung, bei der der Innenbrenner nicht rotiert, ist es jedoch erforderlich, dass der gesamte Motorblock mit der Zylinderbohrung um den Innenbrenner rotiert. Beide Verfahren sind nur aufwendig und kostenintensiv umzusetzen und durchzuführen. Somit existiert ein Bedarf an einem einfachen Verfahren, um Zylinderlaufbuchsen herzustellen, die in Zylinderbohrungen von Leichtmetall-Motoren einsetzbar bzw. eingießbar sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Zylinderlaufbuchsen für Leichtmetall-Motoren mit guten tribologischen Eigenschaften bereitzustellen. Desweiteren ist es Aufgabe der Erfindung, Zylinderlaufbuchsen zu liefern, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar und in Zylinderbohrungen der Leichtmetall-Motoren einsetzbar sind.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dokumentiert.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf einem Stützkörper aus Aluminium eine Schicht aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung durch ein thermisches Spritzverfahren aufgetragen. Unter einer übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung wird in dieser Beschreibung eine Legierung verstanden, deren Silizium-Gehalt (im Aluminium) größer ist als der Silizium-Gehalt (im Aluminium) einer Legierung mit eutektischem Mischungsverhältnis. Bei binären Systemen versteht man unter einem Eutektikum ein in ganz bestimmter Zusammensetzung vorliegendes Gemenge - das eutektische Gemisch - zweier Substanzen, die in festem Zustand nicht, in flüssigem dagegen völlig miteinander mischbar sind. In einem Zustandsdiagramm eines binären Systems heißt der Punkt mit der niedrigstmöglichen Schmelztemperatur eutektischer Punkt. Bei ihm allein stehen Schmelze bzw. Lösung, die sie bildenden Komponenten als Feststoffe und die Gasphase miteinander im Gleichgewicht. Das Mischungsverhältnis des binären Systems im eutektischen Punkt ist das eutektische Mischungsverhältnis. Bei einer Aluminium/Silizium-Legierung beträgt der Siliziumanteil einer eutektischen Mischung etwa 12 Gew.-%. Eine Deck- bzw. Anbindeschicht der Laufbuchse wird anschließend aus einer untereutektischen oder eutektischen Aluminium/Silizium-Legierung gebildet, die ebenfalls durch ein thermisches Spritzverfahren aufgetragen wird. Die Deck- bzw. Anbindeschicht bewirkt aufgrund ihrer Zusammensetzung eine gute Anbindung an eine Innenwand einer Zylinderbohrung beim Eingießen der Zylinderlaufbuchse. Eine untereutektische Legierung enthält weniger Silizium als eine eutektische Legierung.
Bevorzugt wird ein Lichtbogenspritzverfahren zur Aufbringung der beiden Schichten aus Aluminium/Silizium-Legierungen angewendet.
Bevorzugt ist ein Lichtbogenspritzverfahren, bei dem ein Fülldraht mit geschlossener Hülle verwendet wird. Der Fülldraht wird mit einer Siliziumlegierung, bevorzugt Siliziumkörnern durch gerichtetes Rütteln gefüllt. Im anschließenden Zieh- und Walzprozess zur Reduzierung des Drahtes auf einen Enddurchmesser werden die Körner zerkleinert und dadurch gleichmäßig verteilt. Dadurch ist auch die aufgespritzte Schicht gleichmäßig zusammengesetzt. Durch den Zieh- und Walzprozess wird ebenfalls die Oberfläche des Drahtes verfestigt. Die Verfestigung bewirkt eine gute und gleichmäßige Förderfähigkeit des Drahtes. Die Zusammensetzung der heterogenen Legierung der Spritzschicht ist durch die Zusammensetzung der Fülldrahtlegierung steuerbar.
Bevorzugt ist eine heterogene Aluminium/Silizium-Legierung für die Verschleißschicht mit einem Silizium-Gehalt im Bereich von etwa 12,5 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%. Bevorzugter ist ein Bereich des Silizium-Gehaltes von etwa 15 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-%. Noch bevorzugter ist ein Silizium-Gehalt im Bereich von etwa 20 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-%. Am bevorzugtesten ist ein Silizium-Gehalt in der Verschleißschicht von etwa 25 Gew.-%.
Vorteilhaft ist es, wenn die anschließend aufgetragene Deck- bzw. Anbindeschicht einen Silizium-Gehalt im Bereich von etwa 2 Gew.-% bis etwa 12 Gew.-% aufweist. Bevorzugter ist ein Bereich des Silizium-Gehaltes von etwa 3 Gew.-% bis etwa 9 Gew.-%. Noch bevorzugter ist ein Silizium-Gehalt im Bereich von etwa 4 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-%. Am bevorzugtesten ist ein Silizium-Gehalt in der Deck- bzw. Anbindeschicht von etwa 5 Gew.%. Durch den geringen Silizium-Gehalt wird eine bessere Anbindung an die Innenwand der Zylinderbohrung bewirkt.
Vorteilhaft ist es, zwischen diesen beiden Schichten aus Aluminium/Silizium-Legierungen, der Verschleißschicht sowie der Deck- bzw. Anbindeschicht, eine Schmelzbremse anzuordnen, die eine höhere Schmelztemperatur als die beiden Schichten aus Aluminium/Silizium-Legierungen aufweist. Beim Eingießen der Zylinderlaufbuchse in eine Zylinderbohrung ohne Schmelzbremse wird die Verschleißschicht aus einer übereutektische Aluminium/Silizium-Legierung angeschmolzen bzw. kann sogar komplett aufgeschmolzen werden. Die Schmelzbremse wirkt als thermische Barriere bzw. thermischer Schutzwall zwischen den beiden Aluminium/Silizium-Legierungen. Dadurch wird ein Anschmelzen bzw. Aufschmelzen der übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung der Verschleißschicht verhindert.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Eisen als Material für die Schmelzbremse, da Eisen gegenüber den Aluminium/Silizium-Legierungen eine deutlich höhere Schmelztemperatur aufweist.
Vorzugsweise wird der Stützkörper aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung gebildet.
Bevorzugt wird der Stützkörper erst nach dem Eingießen spanabhebend ausgedreht. Auf diese Weise ergibt sich eine Kostenersparnis, da beim obligatorischen Aufdrehen der Zylinderlaufbuchse relativ wenig von der Übereutektischen Schicht abgetragen werden muss.
Bevorzugt ist eine Zylinderlaufbuchse, die eine Verschleißschicht aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung und eine Deck- bzw. Anbindeschicht aus einer eutektischen oder untereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung aufweist.
Bevorzugt weist die Zylinderlaufbuchse zwischen der Verschleißschicht und der Deck- bzw. Anbindeschicht eine Schmelzbremse auf, die eine höhere Schmelztemperatur als die beiden Schichten aus Aluminium/Silizium-Legierungen aufweist und die ein Anschmelzen der Verschleißschicht beim Eingießen der Zylinderlaufbuchse in einer Zylinderbohrung verhindert.
Vorteilhaft ist es, wenn die Schmelzbremse Eisen umfasst. Eisen hat eine deutlich höhere Schmelztemperatur als Legierungen aus Aluminium und Silizium, aus denen die Verschleißschicht und die Deck. bzw. Anbindeschicht gebildet werden.
Durch die Erfindung ist somit eine Zylinderlaufbuchse für Leichtmetall-Motoren geschaffen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einfach und kostengünstig herstellbar ist. Die erfindungsgemäße Zylinderlaufbuchse ist weiterhin mit optimalen Verschleißfestigkeitswerten und tribologischen Eigenschaften herstellbar.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der beigefügten Zeichnung dargestellt. Die Zylinderlaufbuchse 1 ist aus vier übereinanderliegenden Schichten gebildet. Auf die äußere Umfangsfläche des Aluminium-Stützkörpers 2 ist eine Verschleißschicht 3 aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung mittels eines thermischen Spritzverfahrens aufgetragen. Das thermische Spritzverfahren in diesem Ausführungsbeispiel ist ein Lichtbogenspritzverfahren. Die Verschleißschicht 3 weist bevorzugt einen Siliziumanteil von etwa 25 Gew.-% in der Aluminium/Silizium-Legierung auf ; allgemein hat die Legierung einen Anteil in Gew.-% von 60-85 % A1, 15-40 % Si, max. 3 % Mg, max. 5 % Mn und max. 2 % B. Dabei ist etwa 75 % A1 bevorzugt. Auf dieser Schicht 3 ist eine Schmelzbremse 4 aus Eisen aufgebracht, die ein Anschmelzen der Verschleißschicht 3 beim Eingießen der Zylinderlaufbuchse in einer Zylinderbohrung verhindert. Die darauf aufgebrachte Deck- bzw. Anbindeschicht 5 umfasst eine untereutektische Aluminium/Silizium-Legierung, mit einem Siliziumanteil von etwa 5 Gew.-%, wobei der Rest i.w. A1 ist.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse (1) für Verbrennungskraftmaschinen durch thermisches Aufspritzen einer Verschleißschicht (3) auf einen Stützkörper (2) und anschließendes thermisches Aufspritzen einer Deck- bzw. Anbindeschicht (5) auf die Verschleißschicht (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschicht (3) eine übereutektische Aluminium/Silizium-Legierung aufweist und die Deck- bzw. Anbindeschicht (5) eine eutektische oder untereutektische Aluminium/Silizium-Legierung aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Spritzverfahren ein Lichtbogenspritzverfahren umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Lichtbogenspritzverfahren ein Fülldraht mit geschlossener Hülle verwendet wird, wobei der Fülldraht mit einer Siliziumlegierung gefüllt ist.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Silizium-Gehalt der Aluminium/Silizium-Legierung der Verschleißschicht (3) etwa 12,5 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% beträgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Silizium-Gehalt der Aluminium/Silizium-Legierung der Verschleißschicht (3) etwa 15 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-% beträgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Silizium-Gehalt der Aluminium/Silizium-Legierung der Verschleißschicht (3) etwa 20 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% beträgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Silizium-Gehalt der Aluminium/Silizium-Legierung der Verschleißschicht (3) etwa 25 Gew.-% beträgt.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Silizium-Gehalt der Aluminium/Silizium-Legierung der Deck- bzw. Anbindeschicht (5) etwa 2 Gew.-% bis etwa 12 Gew.-% beträgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Silizium-Gehalt der Aluminium/Silizium-Legierung der Deck- bzw. Anbindeschicht (5) etwa 3 Gew.-% bis etwa 9 Gew.-% beträgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Silizium-Gehalt der Aluminium/Silizium-Legierung der Deck- bzw. Anbindeschicht (5) etwa 4 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-% beträgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Silizium-Gehalt der Aluminium/Silizium-Legierung der Deck- bzw. Anbindeschicht (5) etwa 5 Gew.-% beträgt.
  12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verschleißschicht (3) und der Deck- bzw. Anbindeschicht (5) eine Schmelzbremse (4) aus einem Material angebracht wird, das eine höhere Schmelztemperatur als die Verschleißschicht (3) und die Deck- bzw. Anbindeschicht (5) aufweist.
  13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Schmelzbremse (4) Eisen umfasst.
  14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (2) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet wird.
  15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (2) zunächst in der Zylinderlaufbuchse (1) verbleibt und erst nach dem Eingießen ausgedreht wird.
  16. Zylinderlaufbuchse (1) für Verbrennungskraftmaschinen zum Eingießen in Zylinderbohrungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Verschleißschicht (3) aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung und eine darüber angeordnete Deck- bzw. Anbindeschicht (5) aus einer eutektischen oder untereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung aufweist.
  17. Zylinderlaufbuchse (1) gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verschleißschicht (3) und der Deck- bzw. Anbindeschicht (5) eine Schmelzbremse (4) angeordnet ist, die eine höhere Schmelztemperatur als die Verschleißschicht (3) und die Deck- bzw. Anbindeschicht (5) aufweist.
  18. Zylinderlaufbuchse (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzbremse (4) Eisen umfasst.
EP01105578A 2000-04-20 2001-03-06 Zylinderlaufbuchse für Verbrennungskraftmaschinen und Herstellungsverfahren Expired - Lifetime EP1148229B1 (de)

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DE (2) DE10019793C1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2913141A1 (de) 2014-02-28 2015-09-02 Illinois Tool Works Inc. Schweißdraht mit Metallkern und Verfahren zur Herstellung davon

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6662773B2 (en) * 2000-05-26 2003-12-16 Audi Ag Cylinder crankcase for an internal combustion engine
DE10147219B4 (de) * 2001-09-24 2004-02-26 Daimlerchrysler Ag Zylinderlaufbuchse einer Brennkraftmaschine
DE10153306B4 (de) * 2001-10-31 2010-07-15 Daimler Ag Verfahren zum Eingießen eines Einlegeteils
DE10153720C2 (de) * 2001-10-31 2003-08-21 Daimler Chrysler Ag Zylinderkurbelgehäuse mit einer Zylinderlaufbuchse und Gießwerkzeug
JP3821219B2 (ja) * 2002-03-27 2006-09-13 日本ピストンリング株式会社 内周面に表面処理皮膜を有するシリンダライナ及びその加工方法
DE10233359A1 (de) * 2002-07-23 2004-02-19 Daimlerchrysler Ag Druckguss-Zylinderkurbelgehäuse
DE10235911B3 (de) * 2002-08-06 2004-04-15 Peak-Werkstoff Gmbh Gussverbund von Hohlprofilen aus Leichtmetall-Legierung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE10259700A1 (de) * 2002-12-18 2004-07-15 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Herstellung eines Leichtmetall-Verbundgussteil sowie Leichtmetall-Verbundgussteil
DE10347510B3 (de) * 2003-10-13 2005-04-28 Federal Mogul Burscheid Gmbh Zylinderlaufbuchse mit einer zwei Schichten umfassenden Außenbeschichtung und Verfahren zu deren Ein- oder Umgießen zu einem Verbundkörper
JP2005307857A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Toyota Motor Corp シリンダブロック及びその製造方法
JP4669318B2 (ja) * 2005-05-11 2011-04-13 カヤバ工業株式会社 シリンダバレル
DE102005027828A1 (de) * 2005-06-15 2006-12-21 Mahle International Gmbh Verfahren zum Beschichten einer Zylinderlaufbuchse
JP4491385B2 (ja) 2005-07-08 2010-06-30 トヨタ自動車株式会社 鋳ぐるみ用部品、シリンダブロック及びシリンダライナ製造方法
DE102006010190A1 (de) * 2006-03-06 2007-09-13 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Thermisch gespritzte Aluminium/Stahl-Zylinderlaufbuchse
US7665440B2 (en) * 2006-06-05 2010-02-23 Slinger Manufacturing Company, Inc. Cylinder liners and methods for making cylinder liners
DE102006042549C5 (de) 2006-09-11 2017-08-17 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Nasse Zylinderlaufbuchse mit kavitationsresistenter Oberfläche
DE102010053029A1 (de) * 2010-12-02 2012-06-06 Peak-Werkstoff Gmbh Verfahren zur Herstellung eines aus zumindest zwei Metallschichten bestehenden hohlzylinderförmigen Bauteils
FR2974857B1 (fr) * 2011-05-04 2013-05-17 Peugeot Citroen Automobiles Sa Chemise pour bloc-cylindres d'un moteur thermique et procede de realisation d'une telle chemise
WO2013036747A1 (en) * 2011-09-07 2013-03-14 Federal-Mogul Corporation Cylinder liner with a thermal barrier coating
US9534559B2 (en) 2012-06-20 2017-01-03 General Electric Company Variable thickness coatings for cylinder liners
DE102012015405B4 (de) * 2012-08-03 2014-07-03 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Zylinderlaufbuchse und Verfahren zu deren Herstellung
CN103386460B (zh) * 2013-07-22 2015-02-04 河南科技大学 一种梯度复合耐磨圆锥衬板的制备工艺
EP2829713B1 (de) * 2013-07-26 2018-11-07 Sulzer Metco AG Werkstück mit einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Kolbens
BR102014025812A2 (pt) * 2014-10-16 2016-04-19 Mahle Int Gmbh camisa de cilindro molhada para motores de combustão interna, processo para obtenção de camisa de cilindro molhada e motor de combustão interna
US10132267B2 (en) 2015-12-17 2018-11-20 Ford Global Technologies, Llc Coated bore aluminum cylinder liner for aluminum cast blocks
US10066577B2 (en) 2016-02-29 2018-09-04 Ford Global Technologies, Llc Extruded cylinder liner
KR20170127903A (ko) * 2016-05-13 2017-11-22 현대자동차주식회사 인서트 주조용 실린더 라이너 및 그 제조 방법
US10393059B2 (en) 2017-03-29 2019-08-27 Ford Global Technologies, Llc Cylinder liner for an internal combustion engine and method of forming
CN107639214B (zh) * 2017-07-25 2019-08-20 中原内配集团安徽有限责任公司 一种外圆喷铝型缸套
US10718291B2 (en) 2017-12-14 2020-07-21 Ford Global Technologies, Llc Cylinder liner for an internal combustion engine and method of forming
US10934967B2 (en) 2018-11-28 2021-03-02 Tenneco Inc. Thermal barrier cylinder liner insert
CN109372449B (zh) * 2018-12-27 2023-12-26 江苏如石机械股份有限公司 一种动力钳的移送装置
CN110848043A (zh) * 2019-11-22 2020-02-28 代卫东 一种改进的发动机缸体及其方法
CN112628007A (zh) * 2020-12-21 2021-04-09 中国北方发动机研究所(天津) 一种多叠层隔热材料气缸套结构

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1583019A (en) * 1978-05-31 1981-01-21 Ass Eng Italia Aluminium alloys and combination of a piston and cylinder
JPS55139161A (en) * 1979-04-19 1980-10-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Manufacture of engine cylinder
TW201282B (de) * 1990-03-29 1993-03-01 Lincoln Electric Co
JPH04138894A (ja) * 1990-09-28 1992-05-13 Atsugi Unisia Corp 耐摩耗性合金部材及びその製造方法並びに該製造方法に使用する溶加材
US5080056A (en) * 1991-05-17 1992-01-14 General Motors Corporation Thermally sprayed aluminum-bronze coatings on aluminum engine bores
US5303682A (en) * 1991-10-17 1994-04-19 Brunswick Corporation Cylinder bore liner and method of making the same
DK16494A (da) * 1994-02-08 1995-08-09 Man B & W Diesel Gmbh Fremgangsmåde til fremstilling af en cylinderforing samt en sådan foring
DE19523484C2 (de) * 1995-06-28 2002-11-14 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbüchse aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung zum Eingießen in ein Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine und danach hergestellte Zylinderlaufbüchse
JPH08157995A (ja) * 1994-12-07 1996-06-18 Mitsubishi Alum Co Ltd Ａｌ合金製品及びＡｌ合金製品の製造方法
DE19605946C1 (de) * 1996-02-17 1997-07-24 Ae Goetze Gmbh Zylinderlaufbuchse für Verbrennungskraftmaschinen und ihr Herstellungsverfahren
DE19733204B4 (de) * 1997-08-01 2005-06-09 Daimlerchrysler Ag Beschichtung aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium Legierung, Spritzpulver zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
DE19733205B4 (de) * 1997-08-01 2005-06-09 Daimlerchrysler Ag Beschichtung für eine Zylinderlauffläche einer Hubkolbenmaschine aus einer übereutektischen Aluminium/Siliziumlegierung, Spritzpulver zu deren Herstellung und deren Verwendung
US5884600A (en) * 1998-02-20 1999-03-23 General Motors Corporation Aluminum bore engine having wear and scuff-resistant aluminum piston

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2913141A1 (de) 2014-02-28 2015-09-02 Illinois Tool Works Inc. Schweißdraht mit Metallkern und Verfahren zur Herstellung davon
WO2015130452A1 (en) 2014-02-28 2015-09-03 Illinois Tool Works Inc. Metal-core welding wire and method for forming the same

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