EP1673188A2 - Zylinderlaufbuchse mit thermisch gespritzter rauschicht f r verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Zylinderlaufbuchse mit thermisch gespritzter rauschicht f r verbrennungskraftmaschinen

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Publication number
EP1673188A2
EP1673188A2 EP04766879A EP04766879A EP1673188A2 EP 1673188 A2 EP1673188 A2 EP 1673188A2 EP 04766879 A EP04766879 A EP 04766879A EP 04766879 A EP04766879 A EP 04766879A EP 1673188 A2 EP1673188 A2 EP 1673188A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
aluminum
cylinder liner
aluminum alloy
cast iron
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04766879A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Gillen
Michael Buchmann
Peter Gödel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Federal Mogul Burscheid GmbH
Original Assignee
Federal Mogul Burscheid GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Federal Mogul Burscheid GmbH filed Critical Federal Mogul Burscheid GmbH
Publication of EP1673188A2 publication Critical patent/EP1673188A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009—Cylinders, pistons
    • 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
    • B22D19/0081—Casting in, on, or around objects which form part of the product pretreatment of the insert, e.g. for enhancing the bonding between insert and surrounding cast metal
    • 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
    • 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
    • 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
    • C23C4/18—After-treatment

Definitions

  • the present invention relates to a cylinder liner made of gray cast iron, steel, aluminum or an aluminum alloy with a thermally sprayed noise layer for internal combustion engines or internal combustion engines and a method for connecting cylinder liners made of gray cast iron, aluminum or an aluminum alloy to a composite body.
  • DE 196 34 504 AI describes a method in which cylinder liner surfaces with a roughness of 30-60 ⁇ m can be obtained.
  • cylinder liners with a certain desired surface roughness can be obtained by using pretreated molds.
  • DE 102 18 714 A1 discloses a method for producing a light metal liner, in which particles of a temperature-resistant substance are first fixed adhesively to the surface of a casting mold, and in which the liner is then cast in this pretreated casting mold. The blank with the adhering particles is then removed from the casting mold, and the particles are removed from the blank.
  • the production of such cylinder liners is, however, associated with a relatively high expenditure of time and money.
  • DE 199 37 934 AI describes a method for the production of cylinder sleeves.
  • the outer bonding layer of the cylinder liner is formed by thermal spraying.
  • the spray material for the connection layer consists of a light metal alloy.
  • the binding layer should have an open porosity of at least 10% by volume, so that partially open voids are created in the binding layer.
  • DE 199 37 934 AI describes that the roughness of a bonding layer with a porosity of at least 10% by volume should preferably even be reduced.
  • cylinder liner blanks should be annealed after they have been coated, that is to say subjected to a heat treatment at a temperature of 300 ° C.
  • a method for connecting a cylinder liner made of gray cast iron, steel, aluminum or an aluminum alloy to a composite body which comprises aluminum and at least one cylinder liner made of gray cast iron, steel, aluminum or an aluminum alloy comprising the following step: Applying a surface coating based on an aluminum alloy by means of a thermal spraying process to at least one surface area, in particular an outer surface area, of the cylinder liner made of gray cast iron, steel, aluminum or an aluminum alloy, the surface coating having a surface roughness Rz of at least 200 ⁇ m, in particular of at least 300 ⁇ m , having.
  • the present invention provides a cylinder liner made of cast iron, steel, aluminum or an aluminum alloy for casting into a composite casting, the cylinder liner having a surface coating based on an aluminum alloy with a surface roughness Rz of at least 200 ⁇ m, in particular of at least 300 ⁇ m, on at least has a surface area of the cylinder liner made of gray cast iron, steel, aluminum or an aluminum alloy.
  • FIG. 1 shows a cylinder liner according to the invention with a surface roughness of at least 600 ⁇ m.
  • the determination of the parameter roughness Rz is described in principle in "DIN EN ISO 4287".
  • the measurement is carried out in a tactile manner using electrical stylus cutters according to the standard mentioned.
  • the roughness parameters as well as the roughness Rz are applied
  • the individual roughness depths Rzi are then the distance between the lowest and the highest points of the recorded profile of each individual measurement section, and the roughness Rz is the arithmetic mean of the individual roughness depths Rz (i) of several individual sections, with 5 individual sections being standard.
  • Optical measurement methods for roughness measurement such as using a laser, white light interferometer can also be used.
  • a surface roughness Rz of at least 200 ⁇ m offers the advantage that it reliably enables an oxide skin, which is formed in the presence of oxygen on the surface of melts of aluminum, magnesium or their alloys, to be torn open in a large number of places when the Melt comes into contact with the rough surface of the cylinder liner. In this way, a more direct contact between the melt and a surface of the coated cylinder liner is made possible and the surface wetting of the cylinder liner is improved. This in turn means that the surface connection of cylinder liners to a crankcase is improved. Such tearing open of the oxide skin is of great importance in particular in the case of gravity casting and low pressure casting processes, but can also be used advantageously in the case of pressure casting processes.
  • the method according to the invention provides cylinder liners made of gray cast iron, steel, aluminum or an aluminum alloy, the surface coating of which has a surface roughness Rz of at least 200 ⁇ m, preferably of 300 ⁇ m to 500 ⁇ m, in particular 400 ⁇ m to 500 ⁇ m, preferably of 500 ⁇ m to 800 ⁇ m ,
  • cylinder liner made of cast iron, steel, aluminum or aluminum alloys (such as aluminum-silicon sockets, Silitec jacks, Goeddel ® bushings) are used according to the prior art, preferably even cylinder liners GJL, CGI, GJS ,
  • any cylinder liner e.g. B. also made of steel or cast steel.
  • you can rolled or drawn materials are used.
  • DE 100 19 793 Cl describes that the wear layer of a cylinder liner is a hypereutectic aluminum / silicon alloy and the cover or tie layer is a eutectic or hypereutectic aluminum / silicon alloy.
  • the two layers of aluminum / silicon alloys are preferably applied using an arc spraying process.
  • DE 100 19 793 Cl is also made the disclosure content of the present application.
  • GJV is a cast iron with vermicular graphite formation.
  • Verrniculargraphit is "worm-shaped" graphite, which lies in its morphology between lamellar graphite and spheroidal graphite. Because of its graphite type and output it possesses better, ie higher strength properties than cast iron with lamellar graphite, with only a slightly lower thermal conductivity. Due to the vermicular graphite formation, the properties essentially give way 80-90% verrnicular graphite is usual, the rest consists of spheroidal graphite. GJV is therefore suitable for components subject to mechanical stress, such as cylinder liners, particularly those subject to thermal shock.
  • GJL is a cast iron with lamellar graphite formation. This material, in which the majority of the carbon in the as-cast state is excreted in the form of lamellae, has a better thermal coefficient than GJV and GJS.
  • Any aluminum alloy can be used for surface coating
  • Aluminum alloy can be selected. Particularly advantageous results have been obtained, for example, with aluminum alloys such as AlSi, AlSiC, AlTiO 2 , each achieved with Al content ⁇ 95 wt .-%.
  • the present invention provides several process variants in order to produce a surface coating based on an aluminum alloy with a surface roughness Rz of at least 200 ⁇ m, but it is not intended to limit the scope of the present invention to the process variants described in detail.
  • the surface coating based on an aluminum alloy can be produced by any thermal spraying process known in the prior art, such as, for example, arc wire spraying process, plasma spraying process or flame spraying process.
  • any spray materials suitable for a thermal spraying process can be used, for example both powder materials and wire materials
  • the surface coating based on an aluminum alloy with a surface roughness Rz of at least 200 ⁇ m is advantageously applied to the entire surface of the cylinder liner. In some applications, however, it may be sufficient to apply such a surface coating only to parts of the cylinder liner or to combine this surface coating with a surface coating of less roughness. In particular, it can be advantageous to apply two or more layers of different chemical compositions with a surface roughness Rz of at least 200 ⁇ m next to one another.
  • the above-mentioned, high-temperature-resistant materials can be introduced into the process either via a cored wire, in particular in the case of arc wire and wire flame spraying processes, or via a separate particle injection, in particular in the case of plasma and flame spraying processes, and incorporated into the spraying layer on the basis of an aluminum alloy ,
  • the particle size of the high-temperature-resistant materials should be more than 50 ⁇ m, preferably more than 100 ⁇ m.
  • the surface coating based on an aluminum alloy and the high-temperature resistant material are applied essentially simultaneously. For certain applications it can also be advantageous if the particles are applied to the layer which has not yet completely solidified and adhere there.
  • a particular advantage of the method according to the invention is that a surface roughness that is adapted to specific casting conditions can be controlled and reproducibly obtained by adjusting the particle size distribution and injection quantity.
  • the method according to the invention can be used both for cylinder liners with a substantially smooth or flat surface and for cylinder liners with a structured surface, such as a grooved surface.
  • a structured surface such as a grooved surface.
  • a surface roughness Rz of at least 200 ⁇ m can be obtained by setting a comparatively high process temperature greater than 600 ° C. on the component surface. This can be created using various thermal spraying methods, preferably arc wire spraying, the surface being melted one or more times e.g. through several transitions (variation of the spraying distance or electrical power).
  • a further approach for obtaining a cylinder liner according to the invention with a surface coating that has a surface roughness Rz of at least 200 ⁇ m is based on the use of a cylinder liner whose outer surface has a surface structure, then softening a surface coating based on an aluminum alloy, for example by means of a thermal spraying process is applied.
  • the roughness of the outer surface of the cylinder liner already existing before the coating with the aluminum alloy can have a supporting effect in order to achieve a roughness of the surface coating of the cylinder liner of at least 200 ⁇ m.
  • such a cylinder liner may have a nub-like outer surface structure, as shown, for example, in FIG. 1, a grooved outer surface structure, or any other, by one of ordinary skill in the art
  • the surface structure of the outer surface of the cylinder liner according to the invention can, for example, have a surface roughness of at least 40 ⁇ m, preferably from 40 ⁇ m to
  • the outer surface of the cylinder liner can also have a surface roughness of preferably at least 100 ⁇ m, preferably at least 200 ⁇ m, in particular at least
  • cylinder liners with a surface coating based on an aluminum alloy with a surface roughness Rz of at least 200 ⁇ m are used, which improves the metallurgical and mechanical connection of the cylinder liners to the aluminum encapsulation, since the oxide skin on the molten encapsulation material on the rough Surface to be torn open. All of the coating variants described above are targeted and reproducible
  • Adjustment of the surface roughness possible which can be matched to the respective conditions of the casting process and the desired composite casting.
  • the time required for coating the surface of the cylindrical bushing according to the variants described above is in each case approximately 6 seconds and is therefore superior to a number of more complicated methods of the prior art.
  • a cylinder liner is made of gray cast iron, GJL, with a nub-like surface structure by means of centrifugal casting.
  • the surface roughness is in the range of 300 to 400 ⁇ m.
  • a surface coating based on an aluminum alloy AlSin is applied using the arc wire spraying process.
  • the surface coating present after the coating has a surface roughness of 600 ⁇ m.
  • cylinder liner according to the invention with surface coating is shown in Fig. 1.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anbindung einer Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung an einen Verbundkörper, der Aluminium und mindestens eine Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung umfasst, wobei das Verfahren folgenden Schritt aufweist: Aufbringen einer Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Aluminiumlegierung mit einer Oberflächenrauheit von mindestens 200 gm auf mindestens einem Oberflächenbereich der Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung eine Zylinderlaufbuchse mit einer derartigen Oberflächenbeschichtung und einen Verbundkörper, der eine Zylinderlaufbuchse mit einer derartigen Oberflächenbeschichtung umfasst.

Description

Zylinderlauf buchse mit thermisch gespritzter Rauschicht für Verbrennungskraftmaschinen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit einer thermisch gespritzten Rauschicht für Verbrennungskraftmaschinen oder Verbrennungsmotoren und ein Verfahren zur Anbindung von Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung an einen Verbundkö er.
Im Automobilbau werden immer mehr Graugusskurbelgehäuse von Hubkolbenmaschinen durch solche aus Leichtmetallen verdrängt, um das Kraftfahrzeuggesamtgewicht und den Kraftstoffbedarf zu verringern. Während sich bei Graugusskurbelgehäusen der verwendete Werkstoff gleichzeitig auch für die Zylinderlaufflächen eignet, werden im Allgemeinen bei Lcichtmctallkurbelgehäusen Laufbuchsen aus stärker belastbaren Materialien, wie beispielsweise Grauguss, zur Verstärkung eingesetzt. Die Anbindung zwischen der Oberfläche der Zylinderlaufbuchse und dem Motorblock wird im Allgemeinen durch ein Verfahren erzielt, bei dem die Außenfläche der Zylinderlaufbuchse während des Gießens des Motorblocks mit Gussmaterial umgössen wird.
Zur Sicherstellung einer einwandfreien Verankerung der Zylinderlaufbuchsen in dem Zylinderkurbelgehäuse wurden verschiedene Verfahren entwickelt, bei denen die Oberfläche einer Zylinderlaufbuchse behandelt wird.
Mehrere bekannte Verfahren des Stands der Technik beruhen darauf, dass Zylinderlaufbuchsen mit scharfkantigen Partikeln bestrahlt werden, wobei jedoch nur eine begrenzte Oberflächenrauheit erhalten werden kann. Beispielsweise beschreibt die DE 196 34 504 AI ein Verfahren bei dem Zylinderlaufbuchsen-Oberflächen mit einer Rauheit von 30-60 μm erhalten werden können.
Weiterhin können Zylinderlaufbuchsen mit einer bestimmten angestrebten OberfJächenrauheit durch Verwendung von vorbehandelten Gussformen erhalten werden. So ist beispielsweise aus der DE 102 18 714 AI ein Verfahren zur Herstellung einer Leichtmetall-Laufbuchse bekannt, bei dem zunächst auf der Oberfläche einer Gießform Partikel einer temperaturfesten Substanz adhäsiv fixiert werden, und bei dem dann die Laufbuchse in dieser vorbehandelten Gießform gegossen wird. Anschließend wird der Rohling mit den anhaftenden Partikeln aus der Gießform entnommen, und die Partikel werden aus dem Rohling entfernt. Eine Herstellung derartiger Zylinderlaufbuchsen ist jedoch mit einem relativ hohen Zeit- und Kostenaufwand verbunden.
Ein weiterer möglicher Ansatz zur Verbesserung der Anbindung von Zylinderlaufbuchsen- Oberflächen an einen Verbundkörper besteht darin diese Oberfläche mit einer Schicht zu versehen. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass bei Beschichtungen mit Aliirniniumlegierungen im Serienmaßstab bislang lediglich Rauheitswerte Rz von bis zu 150 μm erreicht werden können.
DE 199 37 934 AI beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Zylindcrlaufbuchsen. Die äußere Anbindeschicht der Zylinderlaufbuchse wird durch thermisches Spritzen gebildet. Zur stoffschlüssigen Anbindung an das aus Leichtmetall bestehende Gussmaterial besteht der Spritzwerkstoff für die Anbindeschicht aus einer Leichtmetalllegierung. Die Anbindeschicht soll aber eine offene Porosität von mindestens 10 Vol.-% aufweisen, so dass teilweise offene Hohlräume in der Anbindeschicht entstehen. DE 199 37 934 AI beschreibt aber, dass die Rauheit einer Anbindeschicht mit einer Porosität von mindestens 10 Vol.-% vorzugsweise sogar verringert werden sollte. Der Fachmann wird darauf hingewiesen, dass Zylinderlaufbuchsenrohlinge nach ihrer Beschichtung getempert, d. h. bei einer Temperatur von 300 °C bis 500 °C einer Wärmebehandlung unterworfen werden sollten. Bei einer derartigen Wärmebehandlung, knapp unter dem Schmelzpunkt der meisten üblichen Aluminiumlegierungen, werden hervorragende oder abstehende Teilbereiche der Anbindeschicht umgelagert und durch künstliche Alterung wird ein stabiles Gefüge erhalten, was bedeutet, dass die Rauheit der Oberflächenschicht erheblich verringert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit ein zusätzliches Verfahren bereitzustellen, das im Serienmaßstab, bei vergleichsweise niedrigem Kosten- und Arbeitsaufwand, eine gute Anbindung zwischen einer Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiurnlegierung und einem Verbundkörper, insbesondere einem Aluminium- kurbelgehäuse ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung eines Verfahrens zur Anbindung einer Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Alummiumlegierung an einen Verbundkörper, der Aluminium und mindestens eine Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiurnlegierung umfasst, wobei das Verfahren folgenden Schritt aufweist: Aufbringen einer Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Alur niu legierung mittels eines thermischen Spritzverfahrens auf mindestens einem Oberflächenbereich, insbesondere einem Außenoberflächenbereich, der Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiurnlegierung, wobei die Oberflächenbeschichtung eine Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm, insbesondere von mindestens 300 μm, aufweist.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung eine Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zum Eingießen in ein Verbundgussteil bereit, wobei die Zylinderlaufbuchse eine Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Alummiumlegierung mit einer Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm, insbesondere von mindestens 300 μm, auf mindestens einem Oberflächenbereich der Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweist. In diesem Zusammenhang zeigt Figur 1 eine erfindungsgemäße Zylinderlaufbuchse mit einer Oberflächenrauheit von mindestens 600 μm.
Während der zahlreichen Versuche, die zu der vorliegenden Erfindung führten, stellten die Erfinder überraschend fest, dass eine besonders gute Anbindung von Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiurnlegierung an ein Alumώiunikurbelgehäuse erzielt werden kann, wenn auf die Oberfläche der Zylinderlauf buchse ganz oder teilweise eine Oberflächenbeschichtung in Form einer Aluminiurnlegierung aufgebracht wird, die eine Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm, insbesondere von mindestens 300 μm, aufweist.
Die Messung der Rauheit mit Tastschnittverfahren ist ein Bestandteil der Geometrischen Produktspezifikation (ISO/TR 14638, DIN V 32950). Das Tastschnittverfahren ist eine messtechnische Methode zur 2-dimensionalen Erfassung einer Oberfläche, wobei ein Tastsystem mit konstanter Geschwindigkeit horizontal über die Oberfläche bewegt wird.
Die Ermittlung der Kenngröße Rauheit Rz, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist in „DIN EN ISO 4287" grundsätzlich beschrieben. Die Messung erfolgt nach der genannten Norm taktil mit elektrischen Tastschnittgeräten. Die Rauheitskenngrößen, wie auch die Rauheit Rz, werden an einer Einzelmessstrecke definiert. Die Einzelrauhtiefen Rzi sind dann jeweils der Abstand zwischen dem tiefsten und dem höchstem Punkten des aufgezeichneten Profils jeder Einzelmessstrecke. Die Rauheit Rz ist der arithmetische Mittelwert der Einzelrauhtiefen Rz (i) mehrerer Einzelstrecken, wobei 5 Einzelstrecken Standard sind.
Optische Messverfahren zur Rauheitsmessung, wie beispielsweise mittels Laser, Weißlicht- interferometer können ebenfalls eingesetzt werden. Für die optischen Messverfahren zur Rauheitsmessung existieren jedoch z.Zt. keine Normen. Eine Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm bietet den Vorteil, dass sie zuverlässig ermöglicht, dass eine Oxidhaut, die sich in Gegenwart von Sauerstoff auf der Oberfläche von Schmelzen von Aluminium, Magnesium oder deren Legierungen bildet, an einer Vielzahl von Stellen aufgerissen wird, wenn die Schmelze mit der rauen Oberfläche der Zylinderlaufbuchse in Kontakt kommt. Auf diese Weise wird ein direkterer Kontakt zwischen der Schmelze und einer Oberfläche der beschichteten Zylinderlaufbuchse ermöglicht und die Oberflächenbenetzung der Zylinderlaufbuchse verbessert. Dies fuhrt wiederum dazu, dass die Oberflächenanbindung von Zylinderlaufbuchsen an ein Kurbelgehäuse verbessert wird. Ein derartiges Aufreißen der Oxidhaut ist insbesondere bei Schwerkraftguss- und Niederdruckgussverfahren von hoher Wichtigkeit, kann jedoch auch bei Druckgussverfahren vorteilhaft genutzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt Zylinderlauf buchsen aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiurnlegierung bereit, deren Oberflächenbeschichtung eine Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm, vorzugsweise von 300 μm bis 500 μm, insbesondere 400 μm bis 500 μm, bevorzugterweise von 500 μm bis 800 μm aufweist.
Bei zahlreichen Versuchen zeigte sich, dass bei einer Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Aluminiurnlegierung mit einer Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm, eine besonders gute metallische und mechanische Anbindung der Oberflächen der Zylinderlaufbuchscn an das Zylindcrkurbelgchäusc erfolgt, was durch eine vorteilhafte, synergistische Wechselwirkung zwischen der Oberflächenbeschichtung auf Aluminiumbasis mit hoher Rauheit, Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiurnlegierung als Zylinderlaufbuchsenmaterial und Aluminium als Gussmaterial gedeutet werden kann. Zusätzlich wird der Wärmedurchgangskoeffizient verbessert (erhöht), da keine Spaltbildung (Wärmebarriere) vorliegt.
Die Zylinderlaufbuchsen mit einer Oberflächenbeschichtung auf Basis einer
Alummiumlegierung mit einer Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm, die beispielsweise gemäß einer der nachstehend beschriebenen Verfahrensvarianten hergestellt werden können, können gemäß dem Fachmann bekannten Vorgehensweisen nun in einer Gießform angeordnet werden, in die Aluminium eingegossen wird, um einen mindestens eine Zylinderlaufbuchse umfassenden Verbundkörper zu erhalten. Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von einem uminium-Kurbelgehäuse mit Zylinderlaufbuchse(n) aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Alurriiniumlegierung. Der Begriff "Verbundkörper, der Aluminium umfasst", wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, beschreibt dass der Verbundkörper mit Aluminium als Umgussmaterial hergestellt wird, umfasst jedoch ebenso, dass der Verbundkörper unter Verwendung einer Aluminium umfassenden Legierung als Umgussmaterial hergestellt wird.
Zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jede beliebige Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder Aluminiumlegierungen (wie beispielsweise Alusil-Buchsen, Silitec-Buchsen, Goedel®-Buchsen) nach dem Stand der Technik verwendet werden, vorzugsweise auch Zylinderlaufbuchsen aus GJL, GJV, GJS.
Die Herstellung der Goedel -Buchsen wird beispielsweise in DE 196 05 946 Cl beschrieben. Gemäß diesem Verfahren wird auf die Außenfläche eines als Formkörper dienenden Doms eine erste Verschleißschicht, darauf eine Deckschicht aufgespritzt und anschließend die gebildete Zylinderlaufbuchse vom Dorn abgezogen. Die Zylinderlaufbuchse ist somit aus drei übereinander liegenden thermischen Spritzschichten gebildet. Die Innenschicht der Zylmderlaufbuchse besteht aus einer verschleißfesten und brandspursicheren Molybdänschicht. Sie bildet die Lauffläche für die Kolbenringe und begrenzt den Brennraum der Verbrennungskammer. Auf die äußere Umfangsfläche der Molybdänschicht ist eine niedrig schmelzende Kobaltlegierung als Haftzwischenschicht aufgetragen und die Außenschicht der Zylinderlaufbuchse besteht aus einer Aluminiurnlegierung als Deckschicht. Der Inhalt der DE 196 05 946 Cl wird auch zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jede beliebige Zylinderlaufbuchse, z. B. auch aus Stahl oder Stahlguss verwendet werden. Hier können gewalzte oder gezogene Materialien eingesetzt werden. DE 100 19 793 Cl beschreibt in diesem Zusammenhang, dass die Verschleißschicht einer Zylinderlaufbuchse eine übereutektische Alurninium/Silizium-Legierung ist und die Deck- bzw. Anbindeschicht eine eutektische oder untereutektische Alunairήurn/Sihzium-Legierung ist. Die beiden Schichten aus Alum iu /SiHzium-Legierungen werden bevorzugt im Lichtbogenspritzverfahren aufgebracht. DE 100 19 793 Cl wird auch zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Bei GJV handelt es um ein Gusseisen mit vermicularer Graphitausbildung. Verrniculargraphit ist „wurmförmiger" Graphit, welcher in seiner Morphologie zwischen Lamellcngraphit und Kugelgraphit liegt. Aufgrund seiner Graphitart und Ausbringung besitzt er bessere, d. h. höhere Festigkeitseigenschaften als Gusseisen mit Lamellengraphit, bei einer nur leicht niedrigeren Wärmeleitfähigkeit. Aufgrund der vermicularen Graphitausbildung weichen die Eigenschaften im wesentlichen vom Ferrit-tPerlit- Verhältnis im Grundgefüge sowie vom Anteil des begleitenden Kugelgraphits ab. Üblich sind hier 80-90% Verrniculargraphit, der Rest besteht aus Kugelgraphit. GJV eignet sich daher für mermisch beanspruchte, insbesondere temperaturwechselbeanspruchte Bauteile wie Zylinderlaufbuchsen.
GJS ist ein Gusseisen, mit „kugelförmiger" Graphitausbildung. Dieser Werkstoff, bei dem der Hauptanteil des Kohlenstoffs im Gusszustand in Form von Kugelgraphit ausgeschieden ist, hat gegenüber dem Gussciscn mit Lammellcngraphit den wesentlichen Vorteil einer deutlich höheren Zugfestigkeit (2 - 3,5-fache), sowie eine höhere Duktilität.
GJL ist ein Gusseisen mit lamellarer Graphitausbildung. Dieser Werkstoff, bei dem der Hauptanteil des Kohlenstoffes im Gusszustand in Form von Lamellen ausgeschieden wird, hat gegenüber GJV und GJS einen besseren Wäπneleitkoeffizienten.
Als AlumMumlegierung zur Oberflächenbeschichtung kann jede beliebige
Aluminiumlegierung des Stands der Technik gewählt werden. Besonders vorteilhafte Ergebnisse wurden beispielsweise mit Aluminiumlegierungen wie AlSi, AlSiC, AlTiO2, jeweils mit Al-Gehalt < 95 Gew.-% erzielt.
Die vorliegende Erfindung stellt mehrere Verfahrensvarianten bereit, um eine Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Aluminiumlegierung mit einer Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm herzustellen, wobei eine Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung auf die detailliert beschriebenen Verfahrensvarianten jedoch nicht beabsichtigt ist.
Die Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Aluminiumlegierung kann durch jedes im Stand der Technik bekannte thermische Spritzverfahren, wie beispielsweise Lichtbogendraht- Spritzverfahren, Plasmaspritzverfahren oder Flarnmspritzverfahren hergestellt werden. Darüber hinaus können beliebige für ein thermisches Spritzverfahren geeignete Spritzwerkstoffe verwendet werden, beispielsweise sowohl Pulverwerkstoffe, als auch Drahtwerkstoffe
Vorteilhafterweise wird die Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Aluminiurnlegierung mit einer Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm auf die gesamte Oberfläche der Zylinderlaufbuchse aufgebracht. Bei einigen Anwendungen kann es jedoch ausreichen eine derartige Oberflächenbeschichtung nur auf Teile der Zylinderlaufbuchse aufzubringen oder diese Oberflächenbeschichtung mit einer Oberflächenbeschichtung geringerer Rauheit zu kombinieren. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, zwei oder mehrere Schichten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung mit einer Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm nebeneinander aufzubringen.
Eine Variante zum Erhalten einer Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Aluminiumlegierung mit einer Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm, beruht darauf, dass ein hochtemperaturbeständiges, im wesentlichen nichtaufschmelzendes Material in die Aluminiumlegierung eingebracht wird, das in diese Schicht eingebunden wird. Der Begriff "hochtemperaturbeständiges Material" bezeichnet in der vorliegenden Anmeldung jedes Material, das einen Schmelzpunkt von 1200 °C und darüber, vorzugsweise von 1600 °C und darüber aufweist.
Als hochtemperaturbeständiges Material können beispielsweise Oxidkeramiken, Carbide (z.B. SiC), Nitride (z.B. SiN) oder hochschmelzende Metalle oder Elemente (z.B. Si) eingesetzt werden. Die hochtemperaturbeständigen Materialien können dabei anwendungsspezifisch in verschiedenen Härtegraden ausgewählt werden oder es können Partikel mit unterschiedlichen Oberflächenformen, beispielsweise mit hervorragenden Spitzen oder scharfen Kanten eingesetzt werden, die ein besonders wirksames Durchbrechen der Oxidhaut der Schmelze ermöglichen. Für bestimmte Anwendungen kann es auch von Vorteil sein, zwei oder mehr Partikcl-Typen, beispielsweise unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, Partikelgröße, Härte, Oberflächenbeschaffenheit oder unterschiedlichen Schmelzpunkts miteinander zu kombinieren.
Die vorstehend erwähnten, hochtemperaturbeständigen Materialien können entweder über einen Fülldraht, insbesondere bei Lichtbogendraht- und Drahtflamm-Spritzverfahren, oder über eine separate Partikeleindüsung, insbesondere beim Plasma- und Flarrmispritzverfa-hren, in den Prozess eingebracht und in die Spritzschicht auf Basis einer Aluminiurnlegierung eingebunden werden. Die Partikelgröße der hochtemperaturbeständigen Materialien sollte bei mehr als 50 μm, bevorzugterweise bei mehr als 100 μm liegen. Vorteilhafterweise wird die Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Aluminiumlegierung und das hochtemperaturbeständige Material im wesentlichen gleichzeitig eingebracht. Für bestimmte Anwendungen kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Partikel auf die noch nicht vollständig erstarrte Schicht aufgebracht werden und dort anhaften.
Ein besonderer Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass eine an spezifische Gießbedingungen angepasste Oberflächenrauheit gesteuert und reproduzierbar erhalten werden kann, indem die Korngrößenverteilung und Eindüsungsmenge eingestellt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei Zylinderlaufbuchsen mit im wesentlichen glatter oder ebener Oberfläche angewendet werden, als auch bei Zylhderlaufbuchsen mit strukturierter Oberfläche, wie beispielsweise rillierter Oberfläche. Bei dem vorstehend beschriebenen OberflächenbescMchtungsverfahren unter Partikelzusatz und den nachstehend beschriebenen Verfahren unter Verwendung einer Prozesstemperatur von mehr als 600 °C und reduzierter kinetischer Auftreffenergie der schmelzflüssigen Spritzpartikel kann in Abhängigkeit von der angestrebten Anwendung eine Verwendung von Zylinderlaufbuchsen mit im wesentlicher glatter oder ebener Oberfläche als Ausgangsmaterial bevorzugt sein.
Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Alummiumlegierung, die wie vorstehend beschrieben, hochtemperaturbeständige Materialien umfassen, können zum Aufbringen von Schichten mit einer Kernschichtdicke von 50 bis 500 μm, bevorzugter 1O0 bis 300 μm verwendet werden, wobei bei diesen Schichtdicken eine gute Anbindung der Zylinderlaufbuchse an das Kurbelgehäuse nach Herstellung des Verbundkörpexs vorliegt.
Bei Spritzschichten mit einer Schichtdicke von mehr als 400 μm, bevorzugt von 400 μm bis 800 μm kann eine Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm erhalten werden, indem eine vergleichsweise hohe Prozesstemperatur größer 600°C auf der Bauteiloberfläche eingestellt wird. Dies kann mit verschiedenen thermischen Spritzverfahren erzeugt werden, vorzugsweise Lichtbogendrahtspritzen, wobei die Oberfläche ein oder mehrmals aufgeschmolzen wird z.B. durch mehrere Übergänge (Variation des Spritzabstands bzw. der elektrischen Leistung).
Auch bei dieser vorstehend erwähnten Variante kann in reproduzierbarer, wirtschaftlicher und in für eine Serienproduktion geeigneter Weise eine Oberflächenbeschichtung erhalten werden, die eine gute Anbindung der Zylinderlaufbuchse an das Kurbelwellengehäuse gewährleistet.
Eine Oberfläche mit einer Oberflächenrauheit von mindestens 200 μm kann auch durch die Reduzierung des kinetischen Aufprallenergie der schmelzflüssigen Spritzrtropfen erzielt werden, z.B. beim Lichtbogendrahtspritzen durch Reduzierung der Zerstäubergasdurchfluss- menge auf Werte von unterhalb von 100 m3 / h (bevorzugterweise Druckluft, N2 oder Gemisch von beiden.)
Ein weiterer Ansatz zum Erhalten einer erfindungsgemä ßen Zylinderlaufbuchse mit einer Oberflächenbeschichtung, die eine Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm aufweist, beruht darauf, dass eine Zylinderlaufbuchse verwendet wird, deren Außenfläche eine Oberflächenstruktur aufweist, aufweiche dann eine Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Alummiumlegierung, beispielsweise mittels eines thermischen Spritzverfahrens, aufgebracht wird. Bei einem derartigen Ansatz kann die bereits vor Beginn der Beschichtung mit der Aluminiumlegierung vorhandene Rauheit der Außenfläche der Zylinderlaufbuchse unterstützend wirken, um eine Rauheit der Oberflächenbeschichtung der Zylinderlaufbuchse von mindestens 200 μm zu erreichen. Beispielsweise kann eine derartige ZyHnderlaufbuchse eine noppenartige Außenflächenstruktur, wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, eine rillierte Außenflächenstruktur oder jegliche andere, von einem Fachmann gemäß seines allgemeinen
Wissens wählbare Außenflächenstrul tur aufweisen. Die Rauheit Rz der
Oberflächenbeschichtung kann also einerseits im Wesentlichen durch die Rauheit Rz der thermischen Spritzschicht an sich oder durch das Zusammenspiel zwischen thermischer
Spritzschicht und Oberfläche der Zylinderlaufbuchse hervorgerufen werden.
Die Oberflächenstruktur der Außenfläche der erfindungsgemäßen Zylindcrlaufbuchse kann beispielsweise eine Oberflächenrauheit von mindestens 40 μm, vorzugsweise von 40 μm bis
190 μm, bevorzugterweise von 50 μm bis 150 μm, insbesondere von 50 μm bis 90 μm aufweisen. In Abhängigkeit von der angestrebten spezifischen Anwendung kann die Außenfläche der Zylinderlaufbuchse jedoch auch eine Oberflächenrauheit von vorzugsweise mindestens 100 μm, bevorzugterweise von mindestens 200 μm, insbesondere von mindestens
300 μm aufweisen. Unter herstellungstechnischen Gesichtspunkten hat sich eine Verwendung einer aus Grauguss hergestellten Zylinderlaufbuchse mit Oberflächenstruktur als vorteilhaft erwiesen.
Alle vorstehend erwähnten Ansätze zur erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtung können natürlich auch miteinander kombiniert werden, wobei sich derartige Kombinationen synergistisch ergänzen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Zylinderlauf buchsen mit einer Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Aluminiumlegierung mit einer Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm eingesetzt, wodurch die metallurgische und mechanische Anbindung der Zylinderlaufbuchse an den Aluminium-Umguss verbessert wird, da die Oxidhaut auf dem geschmolzenen Umgussmaterial an der rauen Oberfläche aufgerissen werden. Bei allen vorstehend beschriebenen Beschichtungsvarianten ist eine gezielte und reproduzierbare
Einstellung der Oberflächenrauheit möglich, die auf die jeweiligen Bedingungen des Gießverfahrens und des erwünschten Verbundgussteils abgestimmt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl als Schwerkraftguss-Verfahren, als auch als ein Druckguss- beziehungsweise Niederdruckguss-Verfahren durchgeführt werden. Die erfindungsgemäßen Vorteile treten besonders deutlich bei dem Schwerkraftguss-Verfahren hervor, eine Verbesserung des Aufreißens der Oxidschicht und eine verbesserte Benetzung der Oberfläche der einzugießenden Zylinderlaufbuchse wird jedoch auch bei Druckguss- beziehungsweise Niederdruckguss-Verfahren erreicht. Weiterhin kann bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Benetzungswinkel verbessert werden.
Die Zeit, die zum Beschichten der Oberfläche der Zylinderlau-fbuchse gemäß den vorstehend beschriebenen Varianten benötigt wird beträgt jeweils etwa 6 Sekunden und ist damit einer Reihe von komplizierteren Verfahren des Stands der Technik überlegen.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Verbundgusskörper mit einer verbesserten metallurgischen und mechanischen Aribindung der Oberfläche der Zylinderlaufbuchse erhalten, bei denen im wesentlichen keine "Verzüge" auftreten, das heißt die Zylinderform bleibt auch unter Einwirkung der statischen und dynamischen Kräfte auf die Zylinder während des Motorlaufs stabil, was wiederum hilft den Ölverbrauch des Verbrennungsmotors zu verringern und die Emissionen des Verbrennungsmotors abzusenken.
Das nachstehend angegebene Beispiel erläutert die vorliegende Erfindung, ohne diese jedoch einzuschränken.
Beispiel (erfindungsgemäß)
Eine Zylinderlaufbuchse wird aus Grauguss, GJL, mit einer noppenartigen Oberflächenstruktur mittels Schleudergießen hergestellt. Die Oberflächenrauheit liegt im Bereich von 300 bis 400 μm.
Unter Verwendung des Lichtbogendraht-Spritzverfahrens wird eine Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Aluminiumlegierung AlSin aufgebracht. Die nach der Beschichtung vorliegende Oberflächenbeschichtung weist eine Oberflächenrauheit von 600μm auf.
Die erfindungsgemäße Zylinderlaufbuchse mit Oberflächenbeschichtung ist in Fig. 1 gezeigt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Anbindung einer Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung an einen Verbundkörper, der Aluminium und mindestens eine Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung umfasst, wobei das Verfahren folgenden Schritt aufweist: Aufbringen einer Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Aluminiumlegierung mittels eines thermischen Spritzverfahrens auf mindestens einem Oberflächenbereich der Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung eine Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenrauheit Rz 300 μm bis 800 μm, vorzugsweise 400 μm bis 500> μm beträgt.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfasst: Anordnen der mit der Oberflächenbeschichtung versehenen Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiurnlegierung in einer Gussform, und Ein- oder Umgießen der mit der Oberflächenbeschichtung versehenen Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit geschmolzenem Alurniniurn.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei der Verbundkörper ein Aluminium-Kurbelgehäuse ist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberflächenbeschichtung eine Aluminiumlegierung ist, die ein hochtemperaturbeständiges Material umfasst.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das hochtemperaturbeständige Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Oxidkeramiken, vorzugsweise Al2O3, Carbiden, vorzugsweise SiC, Nitriden, vorzugsweise SiN und Metallen oder Elementen, vorzugsweise Si.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei Aluminiumlegierung und hochtemperaturbeständiges Material im wesentlichen gleichzeitig aufgebracht werden.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei das hochtemperaturbeständige Material über einen Fülldraht oder eine separate Pulvereindüsung während des Schritts des Aufbringens der Schicht eingebracht werden.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei die Oberflächenrauheit Rz durch Wahl der Korngrößenverteilung und Eindüsungsmenge eingestellt werden kann.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm durch mindestens zweimaliges Aufschmelzen der Alummiumlegierungs-Spritzschicht mit einer Schichtdicke von mindestens 400 μm erhalten wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Zylinderlaufbuchse zum Aufbringen der Beschichtung verwendet wird, deren Außenfläche eine Oberflächen- Struktur aufweist.
12. Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlaufbuchse eine Oberflächenbeschichtung auf Basis einer Alurrrmiumlegierung mit einer Oberflächenrauheit Rz von mindestens 200 μm auf mindestens einem Oberflächenbereich der Zylinderlaufbuchse aus Grauguss, Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweist.
13. Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 12, wobei die Oberflächenrauheit Rz 300 μm bis 800 μm, vorzugsweise 400 μm bis 500 μm beträgt.
14. Zylinderlaufbuchse nach einem der vorstehenden Ansprüche 12 bis 13, wobei die Oberflächenbeschichtung eine Aluminiumlegierung ist, die ein hochtemperaturbeständiges Material umfasst.
15. Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 14, wobei das hochtemperaturbeständige Material ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Oxidkeramiken, vorzugsweise Al2O3, Carbiden, vorzugsweise SiC, Nitriden, vorzugsweise SiN und Metallen oder Elementen, vorzugsweise Si.
16. Zylinderlaufbuchse nach einem der vorstehenden Ansprüche 12 bis 15, wobei eine Zylinderlaufbuchse zum Aufbringen der Beschichtung verwendet wird, deren Außenfläche eine Oberflächenstruktur aufweist.
17. Verbundkörper, umfassend mindestens eine Zylinderlaufbuchse nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Zylinderlaufbuchse in dem Verbundkörper von Aluminium umgössen ist.
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