EP2214850B1 - Verfahren zur herstellung von zylinderlaufbuchsen zum eingiessen in einen motorblock - Google Patents

Verfahren zur herstellung von zylinderlaufbuchsen zum eingiessen in einen motorblock Download PDF

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EP2214850B1
EP2214850B1 EP08854279.0A EP08854279A EP2214850B1 EP 2214850 B1 EP2214850 B1 EP 2214850B1 EP 08854279 A EP08854279 A EP 08854279A EP 2214850 B1 EP2214850 B1 EP 2214850B1
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EP
European Patent Office
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alloy
alloys
cylinder
cylinder liner
casting
Prior art date
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Not-in-force
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EP08854279.0A
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English (en)
French (fr)
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EP2214850A1 (de
Inventor
Tilmann Haug
Peter Stocker
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Filing date
Publication date
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    • 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
    • B22D19/16—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
    • B22D11/003—Aluminium alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/006—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/007—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of composite ingots, i.e. two or more molten metals of different compositions being used to integrally cast the ingots
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/04—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of shallow solid or hollow bodies, e.g. wheels or rings, in moulds rotating around their axis of symmetry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/10—Accessories for centrifugal casting apparatus, e.g. moulds, linings therefor, means for feeding molten metal, cleansing moulds, removing castings
    • B22D13/101—Moulds
    • B22D13/102—Linings for moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/007—Semi-solid pressure die casting
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cylinder liner for pouring into a light metal engine block, wherein the cylinder liner has at least two different material layers of light metal.
  • a common way to meet the material side conflicting requirements is to pour wear-resistant cylinder liners in light metal cylinder blocks.
  • the cylinder liners often consist of cast iron or hypereutectic Al alloys, which are cast in an aluminum cylinder block.
  • a further improvement of the wear resistance is achieved, for example, by additionally providing the running surface of cylinder liners with a wear-resistant coating.
  • a wear-resistant coating are from the DE 103 08 562 B3 Cylinder liners for internal combustion engines with a main body with a wear protection coating on the body of the cylinder liner known.
  • This coating consists of at least one layer layer based on a high-strength iron alloy with carbon and oxygen or based on TiO 2 , wherein the wear protection layer has martensitic phases and forms oxides.
  • the preferred coating method is high speed flame spraying (HVOF).
  • the WO 2004/014584 A1 discloses a method for producing a cast composite of cylindrical hollow profiles and pouring the cast composite into a cylinder block or crankcase of an internal combustion engine. First, a cylindrical hollow section is made by spray compacting, hot extrusion and hot forming, which consists of a light metal alloy with embedded hard phases. This hollow section is then encapsulated by a light metal alloy without embedded hard phases.
  • the DE 100 09 135 A1 provides liners for pouring into cylinder blocks, with at least one outer roughcast surface in the region of their gate into the cylinder block.
  • the roughcast surface is provided with a thin zinc coating on the surfaces to be infiltrated.
  • DE 196 21 264 A1 discloses a method of manufacturing a cylinder liner made of an aluminum-silicon alloy for an internal combustion engine.
  • a core with a cylindrical shape is immersed in a silicon-containing hypereutectic aluminum-based alloy melt and generates a relative movement between the core and the melt to produce a high-silicon-containing edge shell on the core
  • a thixotropic injection molding process is known for making parts such as a cylinder liner having a hard wear resistant inner race with graded alloy composition.
  • the US 3,536,123 , the JP 590 166 62 A1 and the JP 2008 221 308 A1 envisage centrifugal processes for the production of a cylinder liner.
  • a high-silicon-containing aluminum alloy or an Al alloy is treated with reinforcing material in a centrifuge, whereby a cylinder liner is formed, the inside of which has a higher silicon content or content of reinforcing material than the outside.
  • the EP 1 110 644 A1 describes a cylinder block with a cast-iron cylinder liner cast in aluminum or an aluminum alloy. The surface roughness of the cylinder liner is adjusted in a controlled manner.
  • the DE 10 2005 004 486 A1 discloses a bushing having a lower portion and an upper portion, wherein the bushing is fixed in an engine block by pouring.
  • the lower portion of the bushing is fixed by the engine block, and the upper portion at least partially disposed circumferentially of the engine block.
  • the DE 19918229 A1 discloses a continuous casting process in which a cylinder liner is cast while the melt is fine-grained and globulitically solidified due to shear introduced into the melt.
  • Another possibility is to produce the cylinder liner from hypereutectic Al alloys with a high content of Si precipitates and post-treat the tread after the completion of the engine block, or the cylinder crankcase in such a way that the silicon grains are exposed to the tread.
  • the known methods have the disadvantage that they are sometimes complex, require several post-processing steps of the treads, cost-intensive coating process for the cylinder interior and sometimes expensive materials.
  • the object of the invention is therefore to show cost-effective method for producing cylinder liners for pouring into the crankcase or cylinder blocks, wherein the cylinder blocks have improved strength with high wear resistance of the tread.
  • the cylinder liner according to the invention can be used for an engine block or cylinder crankcase with a cast-in cylinder liner, which consists of at least two layers of material, which have the two functions of high strength and high wear resistance or good runnability. It is essential that the liner is constructed in one piece.
  • the one-piece cylinder liners consist of a bushing made of a high-strength aluminum alloy or an aluminum alloy reinforced by reinforcing agent and the raceway made of an Al-Si alloy which can be run.
  • the invention is based on the principle in a bushing to connect the properties Hochfest with wear resistant.
  • a continuous material occurs while an Al alloy whose composition and additives change over the radial extent of the socket.
  • the change in composition takes place more or less continuously, or can take place with different substance gradients. Outside the transition or penetration areas, the compositions are substantially constant, so that these areas are expediently defined as material layers.
  • the Cylinder bushing has at least two layers of material, which correspond to the cylinder surface and the socket body.
  • the integral nature of the cylinder liner has the advantage that there are no interruptions of form or material bond, as this can occur for example in coatings of any kind.
  • a continuous Al phase is formed. This leads in particular to a high thermal conductivity of the socket and a maximum of physical compatibility of the different material layers with each other. This is a big advantage compared to coated cylinder liners.
  • the engine block in closed or open-deck design is particularly preferably made of Al or Mg die-cast alloys.
  • the existing aluminum alloy cylinder liner, in particular the socket body made of aluminum shows due to the very similar materials a very good connection or fabric and positive engagement with Umgussleg réelle.
  • the track After pouring into the cylinder crankcase, the track already carries the required workable or wear-resistant material layer and no additional coating is required.
  • the aftertreatment may be limited to a fine turning of the tread.
  • the raceways in the engine block are honed smooth, with the Si particles remaining in the alloy so that the surface of the raceway is covered with a thin Al layer above the Si grains.
  • the thickness of the Al coating is in the range of 2-10 ⁇ m.
  • the cylinder liner has a high stability due to the use of a high-strength Al alloy for the bushing body, which also allows highest combustion pressures in the cylinder, without high-strength Al alloys for the cylinder Envelope must be used.
  • inexpensive die-cast alloys for the cylinder crankcase are applicable.
  • Wrought alloys also called extruded alloys
  • cast alloys are preferably used for the bushing body.
  • the aluminum wrought alloys for the bushing body are typically produced by plate and strip production by hot and cold forming (rolling, extrusion, forging).
  • Typical "hardwrought" aluminum wrought alloys are: AlMg, AlMn, AlMgMn, AlSi Curing Alloys
  • Typical curable aluminum wrought alloys or extruded alloys are the systems AlMgSi, AlCuMg, AlZnMg, AlZnMgCu, collectively Al (Mg, Si, Mn, Cu and / or Zn).
  • the alloy types 6100 AlSi1MgMnCu
  • 4032 AlSi12.5MgCuNi
  • 2016 AlCu9SiMg
  • 2219 AlCu6Mn
  • 2014 ⁇ AlCu4SiMg
  • 2024 AlCu4Mg
  • the Zn-containing alloys of type 7000 are important
  • the Zn content results in a reduced melting temperature, which makes it easier to bond to the die-cast alloy when casting around the cylinder bore, in particular wrought alloys with tensile strengths of 500-600 MPa and yield strengths of 400-500 MPa Alloy series from AlZn4.5Mg1 to AlZn8MgCu interesting.
  • the cylinder liner can be singulated or as a cylinder liner package, i. contiguous cylinder liners are used.
  • suitable casting alloys for the socket body of the cylinder liner are particularly interesting alloys based on AlCu4Ti or AlCu4MgTi, which can reach a yield strength of 240-350 MPa and a tensile strength of 350-420 MPa. Furthermore, the alloy type AlCu4MgAgTi with achievable yield strengths of 410-450 MPa and tensile strengths of 460-510 MPa. Due to the comparatively low material costs, AlMg5 or AlMg5Si2Mn with a yield strength of 150-200 MPa and a tensile strength of 250-300 MPa are of great interest to the socket body.
  • the classic low-cost Al casting alloys such as AlSi8Cu3, AlSi9Mg, AlSi11Mg, or AlSi12CuNiMg can also be used.
  • the disadvantage of lower strength can optionally be made up for by the structural design.
  • comparatively higher wall thicknesses of the socket body can be realized.
  • the inner material layer corresponds to the cylinder liner.
  • an executable Al-Si alloy is provided.
  • These are in particular hypereutectic Al-Si alloys, in which Si precipitates lead to increased wear resistance.
  • the preferred alloys for forming the cylinder bore include the alloys based on AlSi12CuMgNi, AlSi12Cu4Ni2Mg, AlSi18CuMgNi, or AlSi25CuMgNi. Further preferred is an AlSi9-13 alloy, in particular with additions of Cu, Mn, Fe, Ni and / or Ti in an amount of less than 3% by weight.
  • a further embodiment provides to provide the cylinder liner with bound in the alloys additional material.
  • the cylinder liner can be further reinforced by reinforcing material of fibers or particles.
  • the additional materials have the tasks to strengthen the bush body or to improve the wear resistance and running properties of the cylinder liner.
  • the modulus of elasticity in the supporting bushing can be significantly increased. This has advantages with respect to the delay in operation and thus has an advantageous effect on fuel and oil consumption.
  • the reinforcing material materials for example the SiC particles for increasing the E-modulus, are not present in the raceway area. There would otherwise be problems regarding machinability of the raceway and wear of the friction partners, ie piston ring or piston.
  • the reinforcing materials Si 3 N 4 , TiC, ZrO 2 and / or SiC are preferable. These can be used as particles, in particular as reinforcing fibers. In particular Si particles are important as additional material for the improvement of the raceway.
  • the different Al alloys with filler material from liner body and race or tread merge into one another as the alloy compositions change in a gradient, leaving the Al as a continuous phase.
  • the engine block may have a more or less thick intermediate layer between the socket body and the Umgussmaterial.
  • This is a mixing zone of cylinder liner material and the casting material.
  • Such an intermediate layer is observed in particular when the cylinder liner has an outer coating or an outer material layer prior to pouring.
  • This layer or layer are applied for the purpose of better connection or improved material bond between the cylinder liner and the encapsulation material. in this connection
  • coatings of Zn or Sn alloys are known.
  • the cylinder liner for pouring into a light metal engine block has at least two different layers of material of different strength and wear resistance, the cylinder liner being integrally formed from a female member of a high strength aluminum alloy or reinforcing agent reinforced aluminum alloy and a raceway of a less strong Al-Si alloy ,
  • the construction of a cylinder liner in cross section is schematically in Fig. 1 demonstrated. The proportions are changed for clarity. It shows the Fig.1 a cylinder liner (1), a cylinder liner (2), a bushing body (3) and a material outer layer (4). The layers of material merge into one another in a gradient.
  • the gradients are preferably very steep, so that a pronounced layer-like or layer-like structure results with a cylinder bore (2) and a bushing body (3).
  • the thickness of the non-graded layer of the high-strength aluminum alloy is preferably above 3 mm.
  • a preferred embodiment provides a bushing body (3) made of particle-reinforced or unreinforced AlSi12, AlCu4Ti, AlCu4MgTi or AlZn4.5Mg1 to AlZn8MgCu and an inner material layer forming the cylinder bore (2) from one of the cast alloy AlSi17, AlSi18CuMgNi or AlSi25CuMgNi.
  • Another variant of the cylinder liner provides a material outer layer (4). These can be coatings to improve the encapsulation process.
  • the cylinder bore (2) and the outer material layer of the same alloy are a preferred embodiment of the invention.
  • the centrifugal casting technique is used. It is envisaged to carry out the centrifugal casting of an Al alloy with Si particles in such a way that the Si particles accumulate indoors to form an Al-Si alloy which can be processed and depleted in the outer region to form a solid aluminum alloy. This phase separation and formation of a Si gradient is possible because Si and the Al alloy differ significantly in terms of their density. Due to the centrifugal forces during spinning, the specifically lighter Si particles can float upwards or accumulate.
  • the Al alloy to be spun additionally has ceramic reinforcing particles with a higher density than the Al alloy, which accumulate in the outer area during centrifugal casting.
  • Preferred reinforcing particles include SiC, TiC, Si 3 N 4 and / or ZrO 2 .
  • a suitable combination of specific lighter and heavier particles is given for example by Si and SiC. Due to the density differences, the Si particles preferentially accumulate on the inside and the SiC particles on the outside of the hypereutectic AlSi alloy with SiC particles. That means the Si as a career improvement can be used, while the SiC content increases to the outer edge, thus increasing the rigidity of the socket body.
  • a roughening of the outer surface of the cylinder liner can be achieved by introducing a suitable size or tool geometry.
  • This has the advantage that, analogous to the known gray cast-roughcasting bushes, a roughcast surface can be constructed on the bush outer skin, which is very advantageous for connection to the die-casting, since in addition to a metallic connection, a high degree of mechanical clamping of the bushing to the diecasting material can be achieved ,
  • the coating of the Al tube is preferably carried out by casting aluminum alloy. Likewise, other methods are suitable. This process step can rely on cost-effective and simple processes, since it does not have to be made to measure. Even the connection between the two layers can be incomplete, since the subsequent step of coextrusion causes a mechanical alloying or a firm connection of the material layers with each other.
  • the aluminum tubes can be additionally provided on the outside with a material layer (material outer layer (4)) made of an Al alloy.
  • material layer material outer layer (4)
  • this is essentially the same composition as the aluminum or magnesium die casting alloy for the engine block.
  • the coating of the Al tube can also be done by immersion in an AlSi alloy melt, so that the socket body is covered on both sides with an AlSi alloy.
  • the coated tube is extruded, whereby the wall thickness is reduced. Due to the high pressure, a firm mechanical connection and welding of the different material layers takes place.
  • the coarse cylinder liner formed by coextrusion with at least two layers of material is then mechanically post-processed to adjust the final dimension.
  • the aluminum tubes are preferably formed from wrought alloys, in particular extruded wrought alloy or from Al casting alloys with particle reinforcement.
  • a cylinder liner for pouring into a light metal engine block with an inner material layer of a running AlSi alloy and an outer material layer of a solid Al alloy are composite casting, in which different cast melts are cast simultaneously.
  • the cylinder liner can be made by stratified or graded co-thixocasting in strand form or co-continuous with the various Al alloys.
  • the workable AlSi alloys are characterized by the fact that they contain crystalline and relatively coarse Si precipitates in the microstructure.
  • the Si crystals are of great importance for increasing the wear resistance.
  • a preferred embodiment of the invention provides, after pouring the cylinder liner into a light metal engine block structure Honing the tread perform.
  • the structuring should represent as possible the finishing of the surface.
  • this finely turned raceway is honed as smoothly as possible, i. the supporting Si particles or intermetallic phases are not exposed mechanically or chemically but remain with a very thin coating of aluminum (2-10 ⁇ m). This allows a significant reduction in the coefficients of friction and thus the friction loss.
  • a fine structure e.g. a spiral honing introduced (fine grooves in Siralform introduced), which provide the required oil retention volume. Structure honing is thus used to form oil retention pockets or oil reservoirs for the engine oil. These are in particular formed as fine grooves or grooves, which typically run helically.
  • the engine blocks with textured treads are preferably used in combination with pistons having slide-coated piston rings.
  • Particularly preferred is the combination of structure-matched treads with pistons having DLC-coated piston rings.
  • DLC is understood to mean diamond-like-carbon coatings, ie, diamond-like layers deposited in particular from the gas phase.
  • the advantage of this combination is that the feared at high piston stresses material welding between the piston rings and the Al of the tread is significantly reduced. In particular, it is thus harmless that the Si crystals are not particularly exposed. While so far smeared or distributed Al had to be removed again after honing in a further process step over the Si crystals, it can be dispensed with in the preferred combination with DLC-coated piston rings.
  • coated piston rings in particular DLC-coated, ensures that seizing is avoided. It has been shown that DLC coated piston rings, the seizure safety of the structurally sound AlSi raceways, in which the Si particles were not exposed by about 100% have been improved.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse zum Eingießen in einen Leichtmetallmotorblock, wobei die Zylinderlaufbuchse mindestens zwei unterschiedliche Materiallagen aus Leichtmetall aufweist.
  • Mit zunehmender Leistungsdichte moderner Verbrennungsmotoren steigen die Anforderungen an die Zylinderlaufflächen in den Zylindern stetig an, die hochverschleißfeste Werkstoffe erfordern. Gleichzeitig müssen die Verbrennungsmotoren den zunehmend höheren Anforderungen an die Gewichtseinsparung genügen, was die Fertigung durch Leichtbauwerkstoffe erforderlich macht.
  • Eine verbreitete Möglichkeit, den werkstoffseitig entgegenstehenden Anforderungen nachzukommen besteht darin, verschleißfeste Zylinderbuchsen in Leichtmetallzylinderblöcke einzugießen. Die Zylinderbuchsen bestehen dabei häufig aus Grauguss oder übereutektischen Al-Legierungen, die in einen Aluminium-Zylinderblock eingegossen sind.
  • Für eine weitere Steigerung der Motorleistungsdichte unter dem Aspekt des Leichtbaus sind derartige Al-Zylinderlaufbuchsen nicht mehr geeignet, da sie nicht die erforderliche Festigkeit bei gleichzeitig guten Laufeigenschaften aufweisen. Dies zeigt sich insbesondere bei Zylinderkurbelgehäusen aus Al- oder Mg-Druckgusslegierungen, bei denen aufgrund der geringeren Festigkeiten der Druckgusslegierungen die Zylinderbuchsen ihrerseits eine hohe Festigkeit aufweisen müssen. Wird für die Zylinderbuchsen festes Leichtmetall verwendet treten Defizite bei der erforderlichen Verschleißfähigkeit auf.
  • Eine weitere Verbesserung der Verschleißfähigkeit wird beispielsweise erreicht, indem die Lauffläche von Zylinderbuchsen zusätzlich mit einer verschleißbeständigen Beschichtung versehen wird. Beispielsweise sind aus der DE 103 08 562 B3 Zylinderlaufbuchsen für Verbrennungskraftmaschinen mit einem Grundkörper mit einer Verschleißschutzbeschichtung auf dem Grundkörper der Zylinderlaufbuchse bekannt. Diese Beschichtung besteht aus mindestens einer Schichtenlage auf Basis einer hochfesten Eisenlegierung mit Kohlenstoff und Sauerstoff oder auf Basis von TiO2, wobei die Verschleißschutzschicht martensitische Phasen aufweist und Oxide bildet. Bevorzugtes Beschichtungsverfahren ist das Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF).
  • Aus der DE10135618 A1 ist weiteres Verfahren zur Herstellung von Zylinderlaufbahnen aus Al-Si-Laufbahnen, mit gesteigerter Verschleißfestigkeit bekannt. Dabei wird zumindest ein Verfahrensschritt einer Feinbearbeitung vorgesehen, während dem eine mechanische Randschichtverfestigung durchgeführt wird.
    Die WO 2004/014584 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Gussverbunds von zylindrischen Hohlprofilen und das Eingießen des Gussverbunds in einen Zylinderblock bzw. Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors. Zunächst wird durch Sprühkompaktieren, Warmstrangpressen und Warmumformen ein zylindrisches Hohlprofil gefertigt, das aus einer Leichtmetall-Legierung mit eingelagerten Hartphasen besteht. Dieses Hohlprofil wird darauf von einer Leichtmetall-Legierung ohne eingelagerte Hartphasen umgossen. Darauf wird dieser Gussverbund in einer den Zylinderblock formenden Gießform positioniert und mit Leichtmetallwerkstoff umgossen. Die DE 100 09 135 A1 sieht Laufbuchsen zum Eingießen in Zylinderblöcke vor, mit mindestens einer äußeren Rauhgussoberfläche im Bereich ihres Eingusses in den Zylinderblock. Die Rauhgussoberfläche ist mit einem dünnen Zinküberzug an den einzugießenden Flächen versehen.
  • DE 196 21 264 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Zylinderbüchse aus einer Aluminium-Siliziumlegierung für einen Verbrennungsmotor. Im Bereich der Lauffläche der Zylinderbüchse liegt ein erhöhter Silizium-Gehalt vor. Hierzu wird ein Kern mit zylindrischer Form in eine siliziumhaltige übereutektische Aluminiumbasis-Legierungsschmelze getaucht und zur Erzeugung einer hochsiliziumhaltigen Randschale auf dem Kern eine Relativbewegung zwischen Kern und Schmelze erzeugt
  • Aus der EP 1 281 459 A2 ist ein Thixospritzgießverfahren zur Herstellung von Teilen, beispielsweise einer Zylinderlaufbuchse mit einer harten verschleißfesten Innenlauffläche mit gradierter Legierungszusammensetzung bekannt.
  • Die US 3,536,123 , die JP 590 166 62 A1 und die JP 2008 221 308 A1 sehen für die Herstellung eines Zylinderliners Zentrifugalverfahren vor. Dabei wird entweder eine hoch-Silizium-haltige Aluminiumlegierung oder eine Al-Legierung mit Verstärkungsmaterial in einer Zentrifuge behandelt, wodurch sich ein Zylinderliner bildet, dessen Innenseite einen höheren Siliziumgehalt oder Gehalt an Verstärkungsmaterial aufweist als dessen Außenseite.
  • Die EP 1 110 644 A1 beschreibt einen Zylinderblock mit einer gusseisernen Zylinderlaufbuchse, die in Aluminium oder eine Aluminiumlegierung eingegossen ist. Die Oberflächenrauhigkeit der Zylinderlaufbuchse wird kontrolliert eingestellt.
  • Die DE 10 2005 004 486 A1 offenbart eine Laufbuchse mit einem unteren Abschnitt und einem oberen Abschnitt, wobei die Laufbuchse in einem Motorblock durch Eingießen fixiert wird. Der untere Abschnitt der Laufbuchse ist von dem Motorblock fixiert, und der obere Abschnitt wenigstens teilweise umfangsmäßig von dem Motorblock frei angeordnet.
  • Die DE 19918229 A1 offenbart ein Stranggussverfahren, bei dem eine Zylinderlaufbuchse gegossen und dabei aufgrund von in die Schmelze eingetragener Scherbewegung die Schmelze feinkörnig und globulitisch zur Erstarrung gebracht wird.
  • In der JP 58 015 741 A1 wird ein Herstellungsverfahren für Zylinderliner vorgeschlagen, bei dem eine Innenlage aus hoch-Silizium-haltigem hypereutektoidem Aluminium mit einer weiteren Aluminiumlegierung umgossen wird.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht darin die Zylinderbuchse aus übereutektischen Al-Legierungen mit hohem Gehalt an Si-Ausscheidungen herzustellen und die Lauffläche nach der Fertigstellung des Motorblocks, bzw. des Zylinderkurbelgehäuses in der Weise nachzubehandeln, dass die Siliziumkörner an der Lauffläche frei gelegt werden.
  • Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, dass sie zum Teil aufwändig sind, mehrere Nachbearbeitungsschritte der Laufflächen, kostenintensive Beschichtungsverfahren für das Zylinderinnere und zum Teil teure Werkstoffe erfordern.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher kostengünstige Verfahren zur Herstellung von Zylinderbuchsen zum Eingießen in Kurbelgehäuse oder Zylinderblöcke aufzuzeigen, wobei die Zylinderblöcke eine verbesserte Festigkeit bei hoher Verschleißfestigkeit der Lauffläche aufweisen.
  • Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse zum Eingießen in einen Leichtmetallmotorblock, wobei die Zylinderlaufbuchse mindestens zwei unterschiedliche Materiallagen aus Leichtmetall mit unterschiedlicher Festigkeit aufweist, umfassend die Schritte:
    • Überziehen der Innenseite von Aluminium-Rohren aus Al-Legierungen mit einer Materiallage aus einer lauffähigen AlSi-Legierung zur Bildung von einseitig beschichteten Rohren
    • Extrudieren der Rohre unter Reduzierung der Wanddicke und Bildung roher Zylinderlaufbuchsen
    • mechanische Nachbearbeitung der rohen Zylinderlaufbuchsen auf Endmaß.
  • Die verfahrensgemäße Zylinderlaufbuchse kann für einen Motorblock, bzw. Zylinderkurbelgehäuse mit eingegossener Zylinderbuchse verwendet werden, die aus mindestens zwei Materiallagen besteht, welche die beiden Funktionen hoher Festigkeit und hoher Verschleißfestigkeit bzw. guter Lauffähigkeit aufweisen. Dabei ist es von wesentlicher Bedeutung, dass die Laufbuchse einstückig aufgebaut ist. Die einstückigen Zylinderlaufbuchsen bestehen aus einem Buchsenkörper aus einer hochfesten Aluminiumlegierung oder einer durch Verstärkungsmittel verstärkten Aluminiumlegierung und die Laufbahn aus einer lauffähigen Al-Si-Legierung.
  • Die Erfindung fußt auf dem Prinzip in einer Laufbuchse die Eigenschaften Hochfest mit Verschleißfest zu verbinden. Als durchgängiger Werkstoff tritt dabei eine Al-Legierung auf, deren Zusammensetzung und Zusatzstoffe sich über die radiale Ausdehnung der Buchse ändern. Die Änderung der Zusammensetzung erfolgt mehr oder weniger kontinuierlich, beziehungsweise kann mit unterschiedlichen Stoffgradienten erfolgen. Außerhalb der Übergangs- oder Durchdringungsbereiche sind die Zusammensetzungen im Wesentlichen konstant, so dass diese Bereiche zweckmäßigerweise als Materiallagen definiert werden. Die Zylinderbuchse weist zumindest zwei Materiallagen auf, welche der Zylinderlauffläche und dem Buchsenkörper entsprechen.
  • Die Einstückigkeit der Zylinderbuchse hat den Vorteil, dass keine Unterbrechungen von Form- oder Stoffschluss vorliegen, wie diese beispielsweise bei Beschichtungen jedweder Art auftreten kann. Zudem wird eine durchgängige Al-Phase gebildet. Dies führt insbesondere zu einer hohen Wärmeleitfähigkeit der Buchse und einem Höchstmaß an physikalischer Kompatibilität der unterschiedlichen Materiallagen untereinander. Dies ist gerade im Vergleich mit beschichteten Zylinderlaufbuchsen ein großer Vorteil.
  • Der Motorblock in closed oder open-Deck Bauweise wird besonders bevorzugt aus Al- oder Mg-Druckgusslegierungen gefertigt. Die aus Aluminiumlegierung bestehende Zylinderbuchse, insbesondere der Buchsenkörper aus Aluminium zeigt aufgrund der sehr ähnlichen Materialien eine sehr gute Anbindung beziehungsweise Stoff und Formschluss zur Umgusslegierung.
  • Nach dem Eingießen in das Zylinderkurbelgehäuse trägt die Laufbahn bereits die erforderliche lauffähige bzw. verschleißfeste Materiallage und es ist keine zusätzliche Beschichtung mehr erforderlich. Die Nachbehandlung kann sich auf ein Feindrehen der Lauffläche beschränken. Bevorzugt sind die Laufbahnen im Motorblock aber glatt gehont, wobei die Si-Partikel in der Legierung verbleiben, so dass die Oberfläche der Laufbahn mit einer dünnen Al-Schicht oberhalb der Si-Körner bedeckt ist. Bevorzugt liegt die Dicke des Al-Überzugs im Bereich von 2-10 µm.
  • Die Zylinderlaufbuchse weist aufgrund der Verwendung einer hochfesten Al-Legierung für den Buchsenkörper eine hohe Stabilität auf, die auch höchste Verbrennungsdrücke im Zylinder zulässt, ohne dass hochfeste Al-Legierungen für den Umguss verwendet werden müssen. So sind auch kostengünstige Druckgusslegierungen für das Zylinderkurbelgehäuse anwendbar.
  • Für den Buchsenkörper kommen bevorzugt Knetlegierungen (auch Strangpresslegierungen genannt) oder Gusslegierungen zum Einsatz.
  • Die Aluminiumknetlegierungen für den Buchsenkörper werden typischerweise durch Platten- und Bandproduktion durch Warm- und Kaltumformen (Walzen, Strangpressen, Schmieden) hergestellt. Typische "naturharte" Aluminiumknetlegierungen sind: AlMg, AlMn, AlMgMn, AlSi Aushärtbare" Knetlegierungen. Typische aushärtbare Aluminiumknetlegierungen oder Strangpresslegierungen sind die Systeme AlMgSi, AlCuMg, AlZnMg, AlZnMgCu, zusammenfassend Al(Mg, Si, Mn, Cu und/oder Zn). Besonders geeignet sind die Legierungstypen 6100 (AlSi1MgMnCu), 4032 (AlSi12,5MgCuNi), 2016 (AlCu9SiMg), 2219 (AlCu6Mn), 2014·AlCu4SiMg, oder 2024 (AlCu4Mg). Des Weiteren sind die Zn-haltigen Legierungen vom Typ 7000 von Bedeutung. Sie sind zwar korrosionsempfindlicher aber dafür hochfest. Zudem bewirkt der Zn-Anteil eine reduzierte Schmelztemperatur wodurch beim Umguss der Zylinderlaufbahn ein besseres Anbindungsverhalten an die Druckgusslegierung erfolgen kann. Insbesondere sind Knetlegierungen mit Zugfestigkeiten von 500- 600 MPa und Streckgrenzen von 400-500 MPa der Legierungsreihe von AlZn4.5Mg1 bis AlZn8MgCu interessant.
  • Die Zylinderlaufbuchse kann dabei vereinzelt oder auch als Zylinderlinerpaket, d.h. zusammenhängende Zylinderbuchsen verwendet werden.
  • Zu den geeigneten Gusslegierungen für den Buchsenkörper der Zylinderlaufbuchse zählen insbesondere die Legierungen auf der Basis von AlCu4Ti oder AlCu4MgTi interessant, die eine Streckgrenze von 240-350 MPa und eine Zugfestigkeit von 350-420 MPa erreichen können. Des Weiteren ist der Legierungstyp AlCu4MgAgTi mit erreichbaren Streckgrenzen von 410-450 MPa und Zugfestigkeiten von 460-510 MPa gut geeignet.
    Aufgrund der vergleichsweise niedrigen Werkstoffkosten ist auch AlMg5 oder AlMg5Si2Mn mit einer Streckgrenze um 150-200 MPa und einer Zugfestigkeit 250-300 MPa für den Buchsenkörper von großem Interesse. Auch die klassischen kostengünstigen Al-Gusslegierungen, wie bspw. AlSi8Cu3, AlSi9Mg, AlSi11Mg, oder AlSi12CuNiMg, können verwendet werden. Bei diesen weniger festen Al-Gusslegierungen kann der Nachteil geringerer Festigkeit gegebenenfalls durch die konstruktive Ausgestaltung wettgemacht werden. Beispielsweise sind vergleichsweise höhere Wanddicken des Buchsenkörpers realisierbar.
    Die innere Materiallage entspricht der Zylinderlaufbahn. Für diese ist eine lauffähige Al-Si-Legierung vorgesehen. Dies sind insbesondere übereutektische Al-Si-Legierungen, bei denen Si-Ausscheidungen zu erhöhter Verschleißfestigkeit führen. Zu den bevorzugten Legierungen zur Bildung der Zylinderlaufbahn zählen die Legierungen auf der Basis von AlSi12CuMgNi, AlSi12Cu4Ni2Mg, AlSi18CuMgNi, oder AlSi25CuMgNi. Weiter bevorzugt ist eine AlSi9-13 Legierung, insbesondere mit Zusätzen von Cu, Mn, Fe, Ni und/oder Ti in einer Menge unterhalb 3 Gew.%
    Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, die Zylinderbuchse mit in den Legierungen gebundenem Zusatzmaterial zu versehen. Die Zylinderbuchse kann durch Verstärkungsmaterial aus Fasern oder Partikeln weiter verstärkt werden. Die Zusatzmaterialien haben dabei die Aufgaben den Buchsenkörper zu verstärken oder die Verschleißfestigkeit und Laufeigenschaften der Zylinderlaufbahn zu verbessern.
    Durch das Einbringen von Verstärkungspartikeln oder Verstärkungsfasern, mit deutlich höherem E-Modul wie z.B. SiC kann der E-Modul in der tragenden Buchse deutlich angehoben werden. Dies hat Vorteile bezüglich des Verzuges im Betrieb und wirkt sich damit vorteilhaft bzgl. Treibstoff- und Ölverbrauch aus. Durch den Aufbau der einstückigen Buchse mit mehreren Materiallagen oder Materialgradienten kann sichergestellt werden, dass die Verstärkungsmaterialeien, bspw. die SiC Partikel zur E-Modulsteigerung, nicht im Laufbahnbereich vorhanden sind. Dort würden sich sonst Probleme bzgl. Bearbeitbarkeit der Laufbahn und Verschleiß der Reibungspartner, also Kolbenring oder Kolben ergeben.
  • Es können gleichzeitig unterschiedliche Zusatzmaterialien eingesetzt werden, um beide Effekte gleichzeitig zu erreichen.
  • Als Zusatzmaterial für die Verstärkung des Buchsenkörpers sind die Verstärkungsmaterialien Si3N4, TiC, ZrO2 und/oder SiC bevorzugt. Diese können als Partikel, insbesondere als Verstärkungsfasern eingesetzt werden.
    Als Zusatzmaterial für die Verbesserung der Laufbahn sind insbesondere Si-Partikel von Bedeutung.
  • Innerhalb der Zylinderbuchse gehen die unterschiedlichen Al-Legierungen mit Zusatzmaterial von Buchsenkörper und Laufbahn bzw., Lauffläche ineinander über, indem sich die Legierungszusammensetzungen gradientenförmig ändern, wobei das Al als durchgängige Phase erhalten bleibt.
  • Der Motorblock kann zwischen dem Buchsenkörper und dem Umgussmaterial eine mehr oder weniger dick ausgeprägte Zwischenschicht aufweisen. Hierbei handelt es sich um eine Mischzone aus Zylinderbuchsenmaterial und dem Umgussmaterial. Eine derartige Zwischenlage wird insbesondere dann beobachtet, wenn die Zylinderbuchse vor dem Eingießen eine äußere Beschichtung oder eine äußere Materiallage aufweist. Diese Schicht oder Lage werden zum Zwecke der besseren Anbindung bzw. des verbesserten Stoffschlusses zwischen der Zylinderbuchse und dem Umgussmaterial aufgebracht. Hierbei sind beispielsweise Beschichtungen aus Zn- oder Sn-Legierungen bekannt.
    Die Zylinderlaufbuchse zum Eingießen in einen Leichtmetallmotorblock weist mindestens zwei unterschiedliche Materiallagen unterschiedlicher Festigkeit und Verschleißfestigkeit auf, wobei die Zylinderlaufbuchse einstückig aus einem Buchsenkörper aus einer hochfesten Aluminiumlegierung oder einer durch Verstärkungsmittel verstärkten Aluminiumlegierung und einer Laufbahn aus einer weniger festen lauffähigen Al-Si-Legierung gebildet ist.
    Der Aufbau einer Zylinderbuchse im Querschnitt ist schematisch in Fig. 1 aufgezeigt. Die Größenverhältnisse sind zur Verdeutlichung verändert.
    Dabei zeigt die Fig.1 eine Zylinderlaufbuchse (1), eine Zylinderlaufbahn (2), einen Buchsenkörper (3) und eine Materialaußenlage (4).
    Die Materiallagen gehen gradientenförmig ineinander über. Dabei sind die Gradienten bevorzugt sehr steil, so dass ein ausgeprägter schichtartiger oder Lagenartiger Aufbau mit einer Zylinderlaufbahn (2) und einem Buchsenkörper (3) resultiert. Die Dicke der nicht gradierten Lage aus der hochfesten Aluminiumlegierung liegt bevorzugt oberhalb 3 mm.
    Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht einen Buchsenkörper (3) aus partikelverstärkter oder unverstärkter AlSi12, AlCu4Ti, AlCu4MgTi oder AlZn4.5Mg1 bis AlZn8MgCu und eine die Zylinderlaufbahn (2) bildende innere Materiallage aus einer der Gusslegierung AlSi17, AlSi18CuMgNi oder AlSi25CuMgNi vor.
    Eine weitere Variante der Zylinderlaufbuchse sieht eine Materialaußenlage (4) vor. Dabei kann es sich um Beschichtungen zur Verbesserung des Umgussprozesses handeln.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Zylinderlaufbahn (2) und die Materialaußenlage aus derselben Legierung.
  • In einem möglichen Verfahren zur Herstellung einer Zylinderbuchse zum Eingießen in einen Leichtmetallmotorblock, wobei die Zylinderlaufbuchse mindestens zwei unterschiedliche Materiallagen aus Leichtmetall mit unterschiedlicher Festigkeit aufweist, wird die Schleudergusstechnik verwendet. Dabei ist vorgesehen, das Schleudergießen einer Al-Legierung mit Si-Partikeln in der Weise vorzunehmen, dass sich die Si-Partikel im Innenbereich unter Bildung einer lauffähige Al-Si-Legierung anreichern und im Außenbereich unter Bildung einer festen Aluminiumlegierung abreichern. Diese Phasentrennung und Bildung eines Si-Gradienten ist möglich, da sich Si und die Al-Legierung hinsichtlich ihrer Dichte deutlich voneinander unterscheiden. Durch die Zentrifugalkräfte beim Schleudern können die spezifisch leichteren Si-Partikel nach oben aufschwimmen, bzw. sich anreichern.
  • Dieses Prinzip der dichteabhängigen Gradientenbildung kann auch für weiteres Zusatzmaterial in Partikel und/oder Faserform genutzt werden. Bevorzugt weist die zu schleudernde Al-Legierung zusätzlich keramische Verstärkungspartikel mit einer höheren Dichte als die Al-Legierung auf, die sich beim Schleudergießen im Außenbereich anreichern. Zu den bevorzugten Verstärkungspartikeln zählen SiC, TiC, Si3N4 und/oder ZrO2.
  • Eine geeignete Kombination aus spezifisch leichteren und schwereren Partikeln ist beispielsweise durch Si und SiC gegeben. Durch die Dichteunterschiede sammeln sich bei übereutektischer AlSi-Legierung mit SiC-Partikeln die Si-Partikel bevorzugt innen und die SiC-Partikel bevorzugt außen an. Das bedeutet, dass das Si als Verbesserung der Laufbahn genutzt werden kann, während der SiC-Gehalt zum Außenrand zunimmt und damit die Steifigkeit des Buchsenkörpers erhöht.
  • Beim Schleuderguss kann durch Einbringung einer geeigneten Schlichte oder Werkzeuggeometrie eine Aufrauhung der Außenfläche der Zylinderbuchse erreicht werden. Dies hat den Vorteil, dass analog der bekannten Grauguss-Rauhgussbuchsen eine Rauhgussoberfläche an der Buchsenaußenhaut aufgebaut werden kann, die zur Anbindung an den Druckguss sehr vorteilhaft ist, da neben einer metallischen Verbindung auch ein hoher Grad an mechanischer Verklammerung der Buchse zum Druckgusswerkstoff erzielt werden kann.
  • Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens sieht ein Gießverfahren mit mindestens den folgenden Schritten vor:
    • Überziehen der Innenseite von Aluminium-Rohren aus festen Al-Legierungen mit einer Materiallage aus einer lauffähigen AlSi-Legierung zur Bildung von einseitig beschichteten Rohren
    • Extrudieren der Rohre unter Reduzierung der Wanddicke und Bildung roher Zylinderlaufbuchsen
    • mechanische Nachbearbeitung der rohen Zylinderlaufbuchsen auf Endmaß.
  • Das Überziehen des Al-Rohrs erfolgt dabei bevorzugt durch Angießen von Aluminiumlegierung. Ebenso sind aber auch andere Verfahren geeignet. Dieser Verfahrensschritt kann auf kostengünstige und einfache Prozesse zurückgreifen, da nicht auf Maß gefertigt werden muss. Selbst die Verbindung zwischen den beiden Lagen kann lückenhaft sein, da der darauf folgende Schritt der Coextrusion ein mechanisches Legieren bzw. eine feste Verbindung der Materiallagen untereinander bewirkt.
  • Die Aluminium-Rohre können zusätzlich außen mit einer Materiallage (Materialaußenlage (4)) aus einer Al-Legierung versehen werden. Bevorzugt ist diese im Wesentlichen die gleiche Zusammensetzung, wie die Aluminium- oder Magnesium-Druckgusslegierung für den Motorblock.
  • Das Überziehen des Al-Rohres kann auch durch Tauchen in eine AlSi-Legierungsschmelze erfolgen, so dass der Buchsenkörper beidseitig mit einer AlSi-Legierung überzogen ist.
  • Im nächsten Verfahrensschritt wird das beschichtete Rohr extrudiert, wobei die Wanddicke reduziert wird. Dabei erfolgt durch den hohen Druck eine feste mechanische Verbindung und ein verschweißen der unterschiedlichen Werkstofflagen.
  • Die durch Coextrusion gebildete rohe Zylinderlaufbuchse mit mindestens zwei Materiallagen wird darauf mechanisch nachbearbeitet, um das Endmaß einzustellen.
  • Die Aluminium-Rohre werden bevorzugt aus Knetlegierungen, insbesondere strangepressten Knetlegierung oder aus Al-Gusslegierungen mit Partikelverstärkung gebildet.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse zum Eingießen in einen Leichtmetallmotorblock, mit einer inneren Materiallage aus einer lauffähigen AlSi-Legierung und eine äußere Materiallage aus einer festen Al-Legierung sind Verbundgießverfahren, bei denen unterschiedliche Gießschmelzen gleichzeitig vergossen werden.
    Die Zylinderlaufbuchse kann mittels geschichtetem oder gradiertem Co-Thixocasting in Strangform oder Co-Strangguß mit den unterschiedlichen Al-Legierungen erfolgen.
  • Die lauffähigen AlSi-Legierungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie kristalline und relativ grobe Si-Ausscheidungen im Gefüge enthalten. Die Si Kristalle sind für die Erhöhung der Verschleißfestigkeit von großer Bedeutung.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, nach dem Eingießen der Zylinderlaufbuchse in einen Leichtmetallmotorblock ein Strukturhonen der Lauffläche durchzuführen. Das Strukturhonen soll dabei möglichst die Endbearbeitung der Oberfläche darstellen.
  • Idealerweise wird gegenüber der heutigen Technik diese feingedrehte Laufbahn möglichst glatt gehont, d.h. die tragenden Si-Partikel oder intermetallischen Phasen werden nicht mechanisch oder chemisch freigelegt sondern verbleiben mit einem sehr dünnen Überzug von Aluminium (2-10um). Dies ermöglicht eine deutliche Reduktion der Reibwerte und damit der Reibleistung. Um ein Fressen der Kolben/Kolbenringe auf einer derartigen Laufbahn zu vermeiden wird eine feine Strukturhonung, z.B. eine Spiralhonung eingebracht (feine Riefen in Siralform eingebracht), die für das erforderliche Ölrückhaltevolumen sorgen. Des Strukturhonen wird somit genutzt, Ölrückhaltetaschen, bzw. Ölreservoirs für das Motoröl zu bilden. Diese sind insbesondere als feine Riefen oder Rillen ausgebildet, die typischerweise spiralförmig verlaufen.
  • Die Motorblöcke mit strukturgehonten Laufflächen werden bevorzugt in Kombination mit Kolben eingesetzt, die gleitbeschichtete Kolbenringe aufweisen. Besonders bevorzugt ist die Kombination aus strukturgehonten Laufflächen mit Kolben, die DLC-beschichtete Kolbenringe aufweisen. Unter DLC sind Diamond-Like-Carbon Beschichtungen zu verstehen, also insbesondere aus der Gasphase abgeschiedene diamantartige Schichten. Der Vorteil dieser Kombination ist, dass die bei hohen Kolben-Beanspruchungen gefürchtete Material-Verschweißung zwischen den Kolbenringen und dem Al der Lauffläche erheblich vermindert wird. Insbesondere ist es somit unschädlich, dass die Si-Kristalle nicht besonders freigelegt sind. Während bisher nach dem Honen in einem weiteren Verfahrensschritt über die Si-Kristalle verschmiertes oder verteiltes Al wieder entfernt werden musste, kann bei der bevorzugten Kombination mit DLC-beschichteten Kolbenringen darauf verzichtet werden.
  • Durch den Einsatz von beschichteten Kolbenringen, insbesondere DLC-beschichteten, wird sichergestellt, dass ein Fressen vermieden wird. Es hat sich gezeigt, dass mit DLC beschichtete Kolbenringe, die Fresssicherheit von den strukturgehonten AlSi-Laufbahnen, bei denen die Si-Partikel nicht freigelegt wurden um ca. 100% verbessert wurden.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse (1) zum Eingießen in einen Leichtmetallmotorblock, wobei die Zylinderlaufbuchse (1) mindestens zwei unterschiedliche Materiallagen aus Leichtmetall mit unterschiedlicher Festigkeit aufweist,
    umfassend die kennzeichnenden Schritte:
    - Überziehen der Innenseite von Aluminium-Rohren aus Al-Legierungen mit einer Materiallage aus einer lauffähigen AlSi-Legierung zur Bildung von einseitig beschichteten Rohren
    - Extrudieren der Rohre unter Reduzierung der Wanddicke und fester Verbindung der Materiallagen
    - mechanische Nachbearbeitung der rohen Zylinderlaufbuchsen (1) auf Endmaß.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Aluminium-Rohre zusätzlich außen mit einer Materiallage aus einer Al-Legierung, die die gleiche Zusammensetzung aufweist, wie die Aluminium- oder Magnesium-Druckgusslegierung für den Motorblock, überzogen wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine der Materiallagen durch Umgießen oder Angießen auf das Aluminium-Rohr aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Aluminium-Rohre ausgewählt werden aus Knetlegierungen oder strangepressten Knetlegierungen,
    oder aus Al-Gusslegierungen mit Partikelverstärkung.
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