EP1340834B1 - Zylinderlaufflächenschicht für Verbrennungsmotoren sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Zylinderlaufflächenschicht für Verbrennungsmotoren sowie Verfahren zu deren Herstellung Download PDF

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EP1340834B1
EP1340834B1 EP03405004A EP03405004A EP1340834B1 EP 1340834 B1 EP1340834 B1 EP 1340834B1 EP 03405004 A EP03405004 A EP 03405004A EP 03405004 A EP03405004 A EP 03405004A EP 1340834 B1 EP1340834 B1 EP 1340834B1
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EP
European Patent Office
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coating
weight
running surface
cylinder running
accordance
Prior art date
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EP1340834A3 (de
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Gérard BARBEZAT
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Oerlikon Metco AG
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Sulzer Metco AG
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Publication date
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Publication of EP1340834A3 publication Critical patent/EP1340834A3/de
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    • C23C4/16Wires; Tubes

Definitions

  • the invention relates to a cylinder surface layer for reciprocating engines according to claim 1 and a method for producing the same according to claim 11.
  • the objective may be to extend the oil change intervals to 100,000 km without having to replenish oil in between.
  • the surface condition (topography) of the cylinder tread layer has a decisive influence on the oil consumption.
  • today's cylinder surface layers usually have an unspecified porosity, or at least they are provided with individual pores, which are relatively large and adversely affect the oil consumption.
  • the object of the invention is therefore to overcome the mentioned disadvantages of the prior art and to provide an improved cylinder tread layer for reciprocating engines, which offers favorable conditions for low oil consumption and at the same time has good tribological properties.
  • Another object of the invention is to provide a method for producing such tiger cylinder tread layers.
  • the center arithmetic roughness R a mentioned in the claims is also referred to as center roughness value or CLA (Center Line Average) for short. It is defined as the height of a rectangle whose length corresponds to the length of a given measuring section and whose area is equal to the area between the profile center line and the surface profile, while the average roughness depth R z is defined as the average of the single roughness depths of five consecutive individual measuring sections (see : Encyclopedia of Natural Science and Technology, Volume 3, Verlag Moderne Industrie, Landsberg a. Lech, Germany 1980, ISBN 3-478-41820-X, pages 3063-3065 ).
  • CLA Center Line Average
  • the measures according to the invention ensure that sufficient pores are present for receiving the oil to form an oil film between the piston or piston rings and the cylinder wall and thus to maintain the good tribological properties.
  • the absolute oil consumption due to the very small pores (cavities) can be kept low.
  • the layer according to the invention thus has a porous basic structure in which the size of the individual pores is within a defined range. Mechanical post-processing opens the pores on the surface.
  • the invention is based on the surprising finding that an important mutual technical relationship exists between the arithmetic mean roughness R a and the behavior of the layers.
  • Fig. 1 the arithmetic mean roughness R a is plotted in the abscissa (x-axis), in the ordinate - qualitative, not quantitative - the power level L of the layers.
  • the power level L is the integral of friction coefficient, oil consumption and wear resistance. If the arithmetic mean roughness R a is too low , there is the risk of adhesive wear, the so-called "scuffing" (area A in FIG Fig. 1 ). If the arithmetic mean roughness R a is too high, the oil consumption increases unacceptably (area B in Fig. 1 ).
  • the desired improvement can be achieved by the combination of the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
  • the cylinder tread layer 1 applied by means of a plasma spraying device is provided with a multiplicity of open pores 2, 3, 4.
  • the pores have a size between about 2 and 30 microns, with the majority being between about 5 and 20 microns in size.
  • the porosity grade of the layer i. the proportion of pores in the total layer volume is between 1 and 5%.
  • the areal proportion of the pores 2, 3, 4 moves on the entire surface of the cylinder surface layer 1 between said 1 and 5%.
  • the cylinder surface layer 1 is constructed so that virtually exclusively pores 2, 3, 4 occur with a dimension ⁇ 100 microns.
  • the cylinder tread layer 1 has a bound oxygen content of 0.5 to 8% by weight, the bound oxygen with iron forming FeO and Fe 3 O 4 crystals which act as solid lubricants.
  • the content of Fe 2 O 3 is less than 0.2% by weight.
  • the amount of oxides formed can be further influenced by enriching or reducing the air flowing through the cylinder bore to be coated during the coating process with nitrogen or oxygen.
  • the proportion of oxygen bound in the cylinder tread layer 1 can also be influenced by the speed of the air flowing through the cylinder bore to be coated during the coating process. Replacing the air with pure oxygen reduces the bound level of oxygen in the layer by a factor of about two.
  • the cylinder tread layer 1 In order to achieve good machinability of the cylinder tread layer 1 by forming MnS compounds, it preferably contains between 1.2 and 3.5% by weight of manganese and 0.05 to 0.4% by weight of sulfur.
  • the pores 2, 3, 4 are both stochastically distributed in terms of area as well as in terms of size in the layer.
  • a rotating plasma spraying device is used, so that the engine block to be coated can rest during the coating process.
  • the cylinder tread layer 1 is mechanically finished, in particular by honing, preferably diamond honing, until the roughness of the cylinder tread layer 1 has an arithmetic mean roughness R a of 0.02 to 0.4 ⁇ m and an average roughness R z of 0.5 to 5 ⁇ m, preferably set to an arithmetic mean roughness R a of 0.05 to 0.2 ⁇ m and an average roughness R z of 1 to 3 ⁇ m.
  • the proportion of the pores 2, 3, 4 on the total layer volume (porosity degree), as well as the size (dimension) of the pores 2, 3, 4 can be influenced in a targeted manner by changing the coating parameters and the particle size of the coating powder.
  • the enthalpy of the plasma plays a decisive role, which is mainly determined by the hydrogen content in the plasma gas and the plasma flow.
  • the cylinder tread layer 1 is produced by plasma spraying a gas or water atomized coating powder having a particle size between 5 and 100 .mu.m, preferably from 10 and 50 .mu.m, wherein the spray distance, d.i. the distance between the powder injector of the plasma spray gun and the surface to be coated is 20 to 50 mm.
  • the plasma gas used is expediently argon in a proportion of 0.5 to 5 NLPM (normal liters per minute) of hydrogen.
  • the plasma current is suitably between 100 and 500 amperes, preferably between 260 and 360 amps, at a voltage of between 35 and 45 volts.
  • Such a cylinder surface layer 1 is particularly suitable for application to substrates of Al-cast alloys, Al-wrought alloys, lamellar graphite cast iron, vermicular graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron or magnesium casting alloys.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zylinderlaufflächenschicht für Hubkolbenmotoren gemäss Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben gemäss Anspruch 11.
  • Nachdem bei den Motorenölen in der letzten Zeit markante Fortschritte in Bezug auf deren Lebensdauer erreicht wurden, wäre es nun wünschenswert, den Ölverbrauch bei Hubkolbenmotoren soweit zu reduzieren, dass die Ölwechselintervalle weiter ausgedehnt werden können. Die Zielsetzung kann beispielsweise darin bestehen, dass die Ölwechselintervalle auf 100'000 km ausgedehnt werden, ohne dass dazwischen Öl nachgefüllt werden muss. Es ist bekannt, dass die Oberflächenbeschaffenheit (Topographie) der Zylinderlaufflächenschicht einen entscheidenden Einfluss auf den Ölverbrauch hat. Obwohl auch schon bis anhin hohe Oberflächengüten durch Honen erreicht werden konnten, weisen die heutigen Zylinderlaufflächenschichten zumeist eine nicht näher spezifizierte Porosität auf, bzw. sie sind zum Mindesten mit einzelnen Poren versehen, die relativ gross sind und den Ölverbrauch negativ beeinflussen.
  • Aus der Veröffentlichung WO 99/05339 A1 ist bereits ein thermisches Plasmabeschichtungsverfahren für Innenräume, insbesondere für Gleitlager bekannt, welches darauf abzielt, eine Oxidbildung in dem an sich oxidierbaren Beschichtungswerkstoff nach Möglichkeit zu verhindern, da derartige Oxideinschlüsse eine unerwünschte Porosität begünstigen. Es wird eine Gesamtporosität von weniger als 3 % angestrebt, wobei die Poren weitgehend geschlossen sein sollen. Weiter wird vorgeschlagen, die aufgebrachte Schicht auf eine arithmetische Mittenrauheit (Mittenrautiefe) Ra von 4 bis 30 µm aufzurauen. Durch die vorgeschlagenen Massnahmen können jedoch weder der Ölverbrauch wesentlich gesenkt noch die tribologischen Eigenschaften wesentlich verbessert werden.
  • Weiter ist aus der Veröffentlichung US 5 766 693 A ein Plasmabeschichtungsverfahren bekannt, bei welchem Mischschichten von Metallen und Metalloxiden in deren niedrigsten Oxidationsstufen erzeugt werden, in denen die Metall- und die Metalloxidregionen voneinander getrennt sind. Es werden ein Metalloxidgehalt von höchstens 30 %, ein Porositätsgrad von 3 bis 10 %, eine Porengrösse von 1 bis 6 µm and eine Oberflächenrauheit (arithmetische Mittenrauheit) von 3,8 bis 14 µm (150 bis 550 µ in) angestrebt. Durch die vorgeschlagenen Massnahmen können jedoch weder der Ölverbrauch wesentlich gesenkt noch die tribologischen Eigenschaften wesentlich verbessert werden.
  • In Dokument US 5 151 308 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum thermischen Spritzen von Schichten hoher Dichte beschrieben, die als Korrosionsschutzschichten verwendet werden (siehe Coating Application Examples). Die ebenda beschriebene Vorrichtung ist ungeeignet zur Herstellung von Zylinderlaufflächenschichten für Personenwagenmotoren, da der Beschichtungsstrahl im Wesentlichen senkrecht auf die Zylinderlauffläche auftreffen muss und die Vorrichtung zu lang ist und deshalb nicht in Durchmesserrichtung in die Zylinderbohrung passt.
  • Das Dokument G. Barbezat et al. "Plasmabeschichten von Zylinderkurbelgehäusen und ihre Bearbeitung durch Honen", MTZ Bd. 62, Nr. 4, Seiten 314-320 gibt eine Einführung in die Plasmabeschichtung von Zylindarlaufflächen und deren Bearbeitung durch Honen.
  • Dokument US 2002/0011243 A1 offenbart die Zusammensetzung einer Schutzschicht für Zylinderlaufflächen sowie ein Spritzpulver und ein Plasmaspritzverfahren zur Herstellung der Schutzschicht.
  • Dokument YOSHA, Vol.34, Nr. 3, Pages 147-155; M. Nakagawa "Recent trends in thermal spray technology ..." enthält eine Übersicht über Anwendungen thermisch gespritzter Schichten.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden and eine verbesserte Zylinderlaufflächenschicht für Hubkolbenmotoren zu schaffen, welche günstige Voraussetzungen für einen niedrigen Ölverbrauch bietet and gleichzeitig gute tribologische Eigenschaften aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Erzeugung einer derart tiger Zylinderlaufflächenschichten anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Zylinderlaufflächenschicht durch die Kombination der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben Merkmale gelöst, während im Kennzeichen des Anspruchs 10 die Verfahrensschritte zur Erzeugung einer derartigen Zylinderlaufflächenschicht angeführt sind.
  • Die in den Ansprüchen erwähnte arithmetische Mittenrauheit Ra wird auch kurz als Mittenrauhwert oder als CLA (Center Line Average) bezeichnet. Sie ist definiert als die Höhe eines Rechteckes, dessen Länge der Länge einer gegebenen Messtrecke entspricht and dessen Fläche gleich der Fläche zwischen der Profilmittellinie and dem Oberflächenprofil ist, wahrend die gemittelte Rautiefe Rz definiert ist als der Mittelwert der Einzelrautiefen von fünf aufeinanderfolgenden Einzelmessstrecken (siehe: Enzyklopädie Naturwissenschaft and Technik, Band 3, Verlag Moderne Industrie, Landsberg a. Lech, Deutschland 1980, ISBN 3-478-41820-X, Seiten 3063 bis 3065).
  • Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Laufflächenschicht sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 umschrieben. In den abhängigen Verfahrensansprüchen 11 bis 20 werden einzelne Parameter angegeben, mit denen die Porosität der Zylinderlaufflächenschicht gezielt beeinflusst werden kann.
  • Durch die erfindungsgemässen Massnahmen wird einerseits sichergestellt, dass zur Aufnahme des Öls zur Bildung eines Ölfilms zwischen Kolben bzw. Kolbenringen und Zylinderwand und damit zur Erhaltung der guten tribologische Eigenschaften genügend Poren vorhanden sind. Andererseits kann aber der absolute Ölverbrauch durch die sehr kleinen Poren (Hohlräume) gering gehalten werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zylinderlaufflächenschichten, bei denen die Porosität nicht gezielt beeinflusst wurde bzw. werden konnte, weist die erfindungsgemässe Schicht somit eine poröse Grundstruktur auf, bei der die Grösse der einzelnen Poren innerhalb eines definierten Bereichs liegt. Durch die mechanische Nachbearbeitung werden die an der Oberfläche liegenden Poren geöffnet.
  • In den beiliegenden Zeichnungen stellen dar:
    • Fig. 1 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der gemittelten Rautiefe Ra und dem Leistungsniveau der Schichten wiedergibt.
    • Fig. 2 eine fotografischen Abbildung einer Zylinderlaufflächenschicht.
  • Die Erfindung geht aus von der überraschenden Feststellung, dass zwischen der arithmetischen Mittenrauheit Ra und dem Verhalten der Schichten eine wichtige gegenseitige technische Beziehung besteht. In Fig. 1 ist in der Abszisse (x-Achse) die arithmetische Mittenrauheit Ra aufgetragen, in der Ordinate - qualitativ, nicht quantitativ-das Leistungsniveau L der Schichten. Das Leistungsniveau L ist das Integral von Reibungskoeffizient, Ölverbrauch und Verschleisswiderstand. Bei zu geringer arithmetischer Mittenrauheit Ra besteht die Gefahr eines adhäsiven Verschleisses, des sog. "Scuffing" (Gebiet A in Fig. 1). Bei zu grosser arithmetischer Mittenrauheit Ra steigt der Ölverbrauch in unannehmbarer Weise an (Gebiet B in Fig. 1). Die angestrebte Verbesserung ist durch die Kombination der im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale erzielbar.
  • Anhand der fotografischen Abbildung einer Zylinderlaufflächenschicht von Fig. 2 werden nachstehend deren beispielsweiser Aufbau sowie ein bevorzugtes Verfahren zur Erzeugung derselben näher erläutert.
  • Die mittels einer Plasmaspritzvorrichtung aufgebrachte Zylinderlaufflächenschicht 1 ist mit einer Vielzahl offener Poren 2, 3, 4 versehen. Die Poren weisen eine Grösse zwischen ca. 2 und 30 µm auf, wobei der überwiegende Teil zwischen ca. 5 und 20 µm gross ist. Der Porositäts-Grad der Schicht, d.h. der Anteil der Poren am gesamten Schichtvolumen, beträgt zwischen 1 und 5 %. Ebenso bewegt sich der flächenmässige Anteil der Poren 2, 3, 4 an der gesamten Oberfläche der Zylinderlaufflächenschicht 1 zwischen den genannten 1 und 5 %. Die Zylinderlaufflächenschicht 1 ist so aufgebaut, dass praktisch ausschliesslich Poren 2, 3, 4 mit einer Dimension <100 µm vorkommen.
  • Die Zylinderlaufflächenschicht 1 weist einen Gehalt an gebundenem Sauerstoff von 0,5 bis 8 Gewichts-% auf, wobei der gebundene Sauerstoff mit Eisen FeO- und Fe3O4-Kristalle bildet, welche als Festschmierstoffe wirken. Vorzugsweise beträgt der Gehalt an Fe2O3 weniger als 0,2 Gewichts-%. Die Menge der gebildeten Oxyde kann durch Anreichern oder Reduzieren der während des Beschichtungsvorgangs durch die zu beschichtende Zylinderbohrung strömenden Luft mit Stickstoff oder Sauerstoff weiter beeinflusst werden. Der Anteil von in der Zylinderlaufflächenschicht 1 gebundenem Sauerstoff kann ausserdem durch die Geschwindigkeit der während des Beschichtungsvorgangs durch die zu beschichtende Zylinderbohrung strömenden Luft beeinflusst werden. Bei Ersatz der Luft durch reinen Sauerstoff wird der gebundene Anteil an Sauerstoff in der Schicht um einen Faktor von etwa zwei reduziert.
  • Die vorwiegend aus Eisen bestehende Zylinderlaufflächenschicht 1 weist in etwa folgende chemische Zusammensetzung auf:
    • Fe = Differenz auf 100 Gewichts-%
    • C = 0,05 bis 1.5 Gewichts-%
    • Mn = 0,05 bis 3.5 Gewichts-%
    • Cr = 0.05 bis 18 Gewichts-%
    • Si = 0,01 bis 1 Gewichts-%
    • S = 0,001 bis 0,4 Gewichts-%
  • Sie weist zweckmässig eine Mikrohärte nach Vickers HV0,3 von 350 bis 550 N/mm2 auf.
  • Um eine gute Zerspanbarkeit der Zylinderlaufflächenschicht 1 durch Bildung von MnS-Verbindungen zu erreichen, enthält diese vorzugsweise zwischen 1,2 und 3,5 Gewichts-% Mangan und 0,05 bis 0,4 Gewichts-% Schwefel.
  • Die Poren 2, 3, 4 sind sowohl flächenmässig wie auch grössenmässig stochastisch in der Schicht verteilt. Zum Aufbringen der Schicht wird vorzugsweise eine rotierende Plasmaspritzvorrichtung verwendet wird, so dass der zu beschichtende Motorblock während des Beschichtungsvorgangs ruhen kann. Nach dem Beschichten wird die Zylinderlaufflächenschicht 1 mechanisch, insbesondere durch Honen, vorzugsweise Diamanthonen, nachbearbeitet bis die Rauheit der Zylinderlaufflächenschicht 1 auf eine arithmetische Mittenrauheit Ra von 0,02 bis 0,4 µm und eine gemittelte Rautiefe Rz von 0,5 bis 5 µm, vorzugsweise auf eine arithmetische Mittenrauheit Ra von 0,05 bis 0,2 µm und eine gemittelte Rautiefe Rz von 1 bis 3 µm eingestellt, eingestellt ist.
  • Der Anteil der Poren 2, 3, 4 am gesamten Schichtvolumen (Porositäts-Grad), wie auch die Grösse (Dimension) der Poren 2, 3, 4 kann durch Ändern der Beschichtungsparameter sowie der Partikelgrösse des Beschichtungspulvers gezielt beeinflusst werden. Dabei spielt insbesondere die Enthalpie des Plasmas eine massgebende Rolle, welche vorwiegend durch den Wasserstoffgehalt im Plasmagas sowie den Plasmastrom bestimmt wird.
  • Beim erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung einer Zylinderlaufflächenschicht nach dem Anspruch 1, wird die Zylinderlaufflächenschicht 1 durch Plasmaspritzen eines gas- oder wasserverdüsten Beschichtungspulvers mit einer Partikelgrösse zwischen 5 und 100 µm, vorzugsweise von 10 und 50 µm, erzeugt, wobei der Spritzabstand, d.i. der Abstand zwischen dem Pulverinjektor des Plasmaspritzgerätes und der zu beschichtenden Oberfläche, 20 bis 50 mm beträgt.
  • Als Plasmagas wird zweckmässig Argon mit einem Anteil von 0,5 bis 5 NLPM (Normal Liter pro Minute) Wasserstoff verwendet. Der Plasmastrom liegt zweckmässig zwischen 100 und 500 Ampere, vorzugsweise zwischen 260 und 360 Ampere, bei einer Spannung von zwischen 35 und 45 Volt.
  • Eine solche Zylinderlaufflächenschicht 1 eignet sich insbesondere zum Aufbringen auf Substrate aus Al-Gusslegierungen, Al-Knetlegierungen, Gusseisen mit Lamellengraphit, Gusseisen mit Vermikulargraphit, Gusseisen mit Kugelgraphit oder Magnesium-Gusslegierungen.

Claims (20)

  1. Zylinderlaufflächenschicht für Hubkolbenmotoren, wobei die Zylinderlaufflächenschicht (1) durch Plasmaspritzen aufgebracht ist und der Porositäts-Grad der Zylinderlaufflächenschicht-Oberfläche zwischen 0,5 und 10 %; liegt;
    die Zylinderlaufflächenschicht-Oberfläche eine Vielzahl von offenen Poren (2, 3, 4) aufweist;
    die statistisch mittlere Porengrösse zwischen 1 und 50 µm liegt, wobei zum Mindesten annähernd ausschliesslich Poren <100 µm vorhanden sind;
    die Poren (2, 3, 4) in der Zylinderlaufflächenschicht-Oberfläche sowohl flächenmässig wie auch grössenmässig stochastisch verteilt sind;
    die Zylinderlaufflächenschicht (1) einen Gehalt an gebundenem Sauerstoff von 0,5 bis 8 Gewichts-% aufweist;
    die Zylinderlaufflächenschicht (1) eingelagerte FeO- und Fe3O4-Kristalle zur Bildung von Festschmierstoffen aufweist; und
    die Rauheit der Zylindedaufflächenschicht (1) durch mechanische Nachbearbeitung auf eine arithmetische Mittenrauheit Ra von 0,05 bis 0,2 µm und eine gemittelte Rautiefe Rz von 1 bis 3 µm eingestellt ist.
  2. Zylinderlaufflächenschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die statistisch mittlere Porengrösse zwischen 1 und 10 µm und der Porosität-Grad zwischen 0,5 und 5 % liegt.
  3. Zylinderlaufflächenschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauheit durch Nachbearbeitung mittels Honen eingestellt ist.
  4. Zylinderlaufflächenschicht nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauheit durch Nachbearbeitung mittels Diamanthonen eingestellt ist.
  5. Zylinderlaufflächenschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlaufflächenschicht eine Vickers-Mikrohärte HV0,3 von 350 bis 550 N/mm2 aufweist.
  6. Zylinderlaufflächenschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlaufflächenschicht (1) zusätzlich C, Mn, Cr, Si und S enthält.
  7. Zylinderlaufflächenschicht nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlaufflächenschicht (1) folgende chemische Zusammensetzung aufweist:
    Fe = Differenz auf 100 Gewichts-%
    C = 0,05 bis 1.5 Gewichts-%
    Mn = 0,05 bis 3.5 Gewichts-%
    Cr = 0.05 bis 18 Gewichts-%
    Si = 0,01 bis 1 Gewichts-%
    S = 0,001 bis 0,4 Gewichts-%.
  8. Zylinderlaufflächenschicht nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlaufflächenschicht (1) folgende chemische Zusammensetzung aufweist:
    Fe = Differenz auf 100 Gewichts-%
    C = 0,05 bis 0.8 Gewichts-%
    Mn = 0,05 bis 1.8 Gewichts-%
    Cr = 11.5 bis 18 Gewichts-%
    Si = 0,01 bis 1 Gewichts-%
    S = 0,002 bis 0,2 Gewichts-%.
  9. Zylinderlaufflächenschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlaufflächenschicht (1) zur Verbesserung der Zerspanbarkeit zwischen 1,2 und 3,5 Gewichts-% Mn und 0,05 bis 0,4 Gewichts-% S enthält.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Zylinderlaufflächenschicht nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlaufflächenschicht (1) durch Plasmaspritzen eines gas- oder wasserverdüsten Beschichtungspulvers mit einer Partikelgrösse zwischen 5 und 100 µm erzeugt wird, wobei der Spritzabstand 20 bis 50 mm beträgt, und dass die Rauheit der Zylinderlaufflächenschicht durch mechanische. Nach bearbeitung auf eine arithmetische Mittenrauheit Ra von 0,05 bis 0,2 µm und eine gemittelte Rautiefe Rz von 1 bis 3 µm eingestellt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungspulver eine Partikelgrösse zwischen 10 und 50 µm aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungspulver folgende chemische Zusammensetzung aufweist:
    Fe = Differenz auf 100 Gewichts-%
    C = 0,05 bis 1.5 Gewichts-%
    Mn = 0,05 bis 3.5 Gewichts-%
    Cr = 0.05 bis 18 Gewichts-%
    Si = 0,01 bis 1 Gewichts-%
    S = 0,001 bis 0,4 Gewichts-%.
  13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungspulver folgende chemische Zusammensetzung aufweist:
    Fe = Differenz auf 100 Gewichts-%
    C = 0,05 bis 0.8 Gewichts-%
    Mn = 0.05 bis 1.8 Gewichts-%
    Cr = 11.5 bis 18 Gewichts-%
    Si = 0,01 bis 1 Gewichts-%
    S = 0,002 bis 0,2 Gewichts-%.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Nachbehandlung der Zylinderlaufflächenschicht (1) durch Diamanthonen erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der gewünschten Schichteigenschaften bzw. zum Verändern der Porengrösse und/oder des Porositäts-Grads die Grösse der Beschichtungspartikel und/oder die chemische Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials und/oder die Enthalpie des Plasmas variiert wird/werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Enthalpie des Plasmas durch Ändern des Plasmastroms und/oder des Anteils an Wasserstoff im Plasmagas variiert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Enthalpie des Plasmas durch Ändern des Plasmastroms variiert wird, wobei der Plasmastrom zwischen 100 und 500 Ampere gehalten wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmastrom zwischen 260 und 360 Ampere gehalten wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmaspritzvorrichtung ein Plasmagas mit einem Anteil von 0,5 bis 5 NLPM (Normal-Liter pro Minute) Wasserstoff zugeführt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Plasmagas Argon eingesetzt wird.
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