ES2221343T5 - Cepa depositada mediante proyeccion de plasma sobre superficies de deslizamiento del cilindro de bloques de motor. - Google Patents

Cepa depositada mediante proyeccion de plasma sobre superficies de deslizamiento del cilindro de bloques de motor. Download PDF

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Abstract

Capa férrea para superficies de deslizamiento del cilindro de bloques de motor, aplicada mediante proyección de plasma, caracterizada porque el contenido de oxígeno combinado representa del 1 al 4% en peso y el oxígeno combinado forma con el hierro cristales de FeO o Fe3O4.

Description

Capa depositada mediante proyección de plasma sobre superficies de deslizamiento del cilindro de bloques de motor.
La invención se refiere a una capa férrea para superficies de deslizamiento del cilindro de bloques de motor, aplicada mediante proyección de plasma, conforme a la reivindicación 1, así como a un procedimiento para la preparación de tales capas de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7.
El material clásico que se sigue utilizando para las superficies de deslizamiento del cilindro de bloques de motor de aluminio o magnesio sigue siendo el hierro fundido con grafito laminar o vermicular, en forma de camisas caladas a presión o fundidas en el bloque.
Ahora bien, mediante tales camisas se influye por una parte negativamente en el tamaño y en el peso del bloque de motor. Por otra parte se produce una unión desfavorable entre las camisas de hierro fundido y el bloque de motor de aleación ligera. Como alternativa se utilizan también capas galvánicas. Sin embargo, su aplicación es muy costosa y además son propensas a la corrosión frente al ácido sulfúrico y al ácido fórmico.
Por otra parte se conoce desde hace tiempo el recubrimiento de los cilindros mediante el procedimiento de proyección de plasma. De este modo se pueden aplicar diversos materiales metálicos. Después del recubrimiento mediante el procedimiento de proyección de plasma se mecanizan las capas hasta la dimensión final mediante un lapeado con herramienta de diamante y se les da la topografía deseada. El posible mecanizado (mecanibilidad) por arranque de viruta de las capas y las propiedades tribológicas se ven influidas de manera determinante por la microestructura y las propiedades físicas de las capas correspondientes.
El objetivo de la presente invención es el de mejorar la mecanibilidad por arranque de viruta y las propiedades tribológicas de las capas férreas para superficies de deslizamiento del cilindro de bloques de motor, aplicadas mediante proyección de plasma.
Este objetivo se resuelve mediante la capa descrita en las características de la reivindicación 1 o por el procedimiento descrito en las características de las reivindicaciones 6 ó 7.
La invención está basada en la sorprendente observación de que en el caso de una reacción controlada, especialmente entre el polvo utilizado con el oxígeno durante la proyección de plasma, se puede obtener una microestructura que presenta unas características excelentes en cuanto a mecanibilidad y tribología. En particular se reducen drásticamente los coeficientes de rozamiento y la tendencia al "Scuffing" ("gripado", es decir, el comienzo del desgaste adherente).
Las capas férreas para superficies de deslizamiento del cilindro de bloques de motor aplicadas de acuerdo con la invención, mediante proyección de plasma, están caracterizadas porque el contenido de oxígeno combinado supone del 1 al 4% en peso y el oxígeno combinado forma con el hierro cristales de FeO y Fe_{3}O_{4}. El recubrimiento se aplica especialmente para:
-
los orificios de los cilindros de bloques de motor de aleaciones de aluminio o magnesio o de hierro fundido; o
-
la pared interior del cilindro de las camisas de hierro fundido caladas en bloques de motor de aluminio o magnesio.
Las realizaciones preferidas de capas aplicadas mediante proyección de plasma se describen en las reivindicaciones dependientes 2 a 5.
El contenido de Fe_{2}O_{3} es preferentemente inferior al 0,2% en peso. Se puede influir además en la cantidad de óxidos que se forman mezclando el aire con nitrógeno o con oxígeno. Si se sustituye el aire por oxígeno puro se reduce la proporción combinada de oxígeno en la capa en un factor de aproximadamente dos.
El procedimiento objeto de la invención para la preparación de las capas objeto de la invención se caracteriza porque durante la proyección de plasma se añade una cantidad de aire de 200 a 1000 NLPM (litros normales por minuto, es decir a 1 bar [=10^{5} Pa] y 20ºC) o una cantidad de gas con 40 a 200 NLPM de oxígeno. Es conveniente que la velocidad del flujo de gas en el orificio del cilindro o en la camisa durante el recubrimiento represente de 7 a 12 m/s.
Los procedimientos preferidos se reivindican en las reivindicaciones 8 a 20.
Para el recubrimiento es conveniente emplear un polvo atomizado mediante gas, con la siguiente composición química:
C
= {}\hskip0.3cm 0,4 a 1,5% en peso
Cr
= {}\hskip0.3cm 0,2 a 2,5% en peso
Mn
= {}\hskip0.3cm 0,2 a 3% en peso
S
= {}\hskip0.3cm 0,01 a 0,2% en peso
P
= {}\hskip0.3cm 0,01 a 0,1% en peso
Fe
= {}\hskip0.3cm Diferencia hasta el 100% en peso.
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Alternativamente se puede emplear para el recubrimiento un polvo atomizado mediante gas con la siguiente composición química:
C
= {}\hskip0.3cm 0,1 a 0,8% en peso
Cr
= {}\hskip0.3cm 11 a 18% en peso
Mn
= {}\hskip0.3cm 0,1 a 1,5% en peso
Mo
= {}\hskip0.3cm 0,1 a 5% en peso
S
= {}\hskip0.3cm 0,01 a 0,2% en peso
P
= {}\hskip0.3cm 0,01 a 0,1% en peso
Fe
= {}\hskip0.3cm Diferencia hasta el 100% en peso.
\vskip1.000000\baselineskip
En el volumen de FeO y Fe_{3}O_{4} se puede influir mediante la elección de la distribución del tamaño de partículas. El tamaño de partículas del polvo se encuentra convenientemente en la gama de 5 a 25 \mum, de 10 a 45 \mum o de 15 a 60 \mum. Se puede determinar mediante un microscopio óptico o electrónico, en particular un microscopio electrónico de barrido REM o por el método de la refracción láser MICROTRAC.
De manera conveniente se emplea un polvo obtenido mediante atomización por gas argón o nitrógeno.
Los mejores resultados se obtienen si se emplea un polvo modificado mediante la adición de un óxido cerámico tribológico. El óxido cerámico está compuesto convenientemente de TiO_{2} o de sistemas de aleación a base de Al_{2}O_{3}TiO_{2} y/o Al_{2}O_{3}ZrO_{2}. La proporción de óxido cerámico en el polvo empleado es preferentemente del 5 al 50% en peso.
La elección del tamaño óptimo de las partículas de polvo se decide teniendo en cuenta las propiedades tribológicas de las capas obtenidas y el comportamiento mecánico del sustrato de la capa del sistema.
A continuación se describen con mayor detalle algunos ejemplos de realización de la capa objeto de la invención, sirviéndose de ejemplos. Los dibujos adjuntos muestran:
Fig. 1 un diagrama del que se deduce la disminución del coeficiente de rozamiento en función del tamaño de partículas del polvo y el comportamiento mecánico (resistencia adherente) de la capa sobre sustratos AlSi en función del tamaño de partículas del polvo; y
Fig. 2 un diagrama del que se deduce la disminución del coeficiente de rozamiento en función de la cantidad de oxígeno combinado en el polvo así como el comportamiento mecánico (resistencia adherente) de la capa sobre sustratos AlSi en función de la cantidad de oxígeno combinado en el polvo.
Ejemplo 1
Sobre la superficie de deslizamiento de una camisa de cilindro se aplicó un polvo de la composición indicada a continuación sirviéndose de un plasmatrón en las siguientes condiciones específicas:
Polvo: C
{}\hskip0.1cm = {}\hskip0.3cm 1,1% en peso
Cr
= {}\hskip0.3cm 1,5% en peso
Mn
= {}\hskip0.3cm 1,5% en peso
Fe
= {}\hskip0.3cm Diferencia hasta el 100% en peso.
El polvo puede contener eventualmente también pequeñas cantidades (0,01 - 0,2% en peso) de S y P.
El tamaño de partículas del polvo representó entre 5 y 25 \mum y la preparación se efectuó mediante atomizado por gas.
La velocidad del flujo de gas durante el recubrimiento de la camisa fue de 10 m/s y el caudal de aire para el enfriamiento de la capa y la reacción del polvo de 500 NLPM (equivalentes a 100 NLPM de oxígeno). Este caudal de aire se alimentó a través del cuerpo de un plasmatrón, por ejemplo un plasmatrón según la patente EP-B1-0 645 946.
Los resultados de las investigaciones realizadas muestran que el contenido de oxígeno en la capa obtenida se sitúa en el 3% en peso. De acuerdo con las investigaciones mediante análisis de la microestructura radiográfica, el oxígeno está combinado bajo las fórmulas estequiométricas FeO y Fe_{3}O_{4}. Mediante estas investigaciones se comprobó también que la formación de Fe_{2}O_{3} está por debajo del límite de determinación.
Los ensayos en motor realizados después del subsiguiente mecanizado de las capas obtenidas por medio de lapeado con herramienta de diamante han demostrado que los coeficientes de rozamiento entre los segmentos de pistón y la pared del cilindro se han reducido notablemente en comparación con las camisas clásicas de hierro fundido con grafito laminar.
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Ejemplo 2
Utilizando un polvo con la misma composición química que en el ejemplo 1, pero con un tamaño de partícula de 10 a 45 \mum y, por lo demás, en las mismas condiciones marginales que en el ejemplo 1, la proporción de oxígeno combinado en las capas obtenidas se sitúa en el 2% en peso. Los restantes resultados del análisis de la capa aplicada de esta manera fueron iguales que en el ejemplo 1.
Los ensayos realizados mediante una prueba en motor muestran unos resultados favorables similares, aunque la disminución del coeficiente de rozamiento relacionada con la proporción de oxígeno combinado.
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Ejemplo 3
Para aquellos motores que corren riesgo de corrosión debido a la combustión de carburantes que contengan azufre o metanol, a temperaturas inferiores al punto de rocío en las condiciones reinantes, se efectuó el recubrimiento en unas condiciones conforme al ejemplo 1, utilizando el polvo siguiente:
Polvo: C
{}\hskip0.1cm = {}\hskip0.3cm 0,4% en peso
Cr
= {}\hskip0.3cm 13% en peso
Mn
= {}\hskip0.3cm 1,5% en peso
Mo
= {}\hskip0.3cm 2% en peso
Fe
= {}\hskip0.3cm Diferencia hasta el 100% en peso.
\vskip1.000000\baselineskip
El polvo puede contener eventualmente también pequeñas cantidades (0,01 a 0,2% en peso) de S y P.
El tamaño de partículas del polvo representó entre 10 y 45 \mum y la preparación se realizó mediante atomizado por gas.
Los ensayos realizados en un motor de combustión provisto de una superficie de deslizamiento del cilindro de esta clase han dado esencialmente los mismos resultados que los mencionados en los ejemplos 1 y 2.
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Ejemplo 4
Al polvo, según el ejemplo 2, se le añadió una cantidad del 30% en peso de un polvo cerámico aleado a base de un 60% en peso de Al_{2}O_{3} y un 40% en peso de TiO_{2}. Las capas obtenidas mediante esta mezcla de polvos tienen mayor resistencia mecánica debido a la inclusión de partículas cerámicas (tamaño de partículas de 5 a 22 \mum).
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Ejemplo 5
De forma análoga al ejemplo 4, se añadió un 30% en peso de un polvo cerámico aleado a base de un 80% en peso de Al_{2}O_{3} y en 20% en peso de ZrO_{2}. Las capas obtenidas mediante esta mezcla de polvos tienen mayor resistencia mecánica debido a la inclusión de partículas cerámicas (tamaño de partículas de 5 a 22 \mum). Se obtuvo el mismo efecto que en el ejemplo 4.
La figura 1 muestra un diagrama del que se deduce la reducción del coeficiente de rozamiento en función del tamaño de partículas del polvo y el comportamiento mecánico, en particular la resistencia adherente de la capa sobre sustratos de AlSi, en función del tamaño de partículas del polvo. En el diagrama queda claro, por una parte, que el coeficiente de rozamiento disminuye según aumenta el tamaño de las partículas del polvo de recubrimiento. Por otra parte queda claro que disminuye la resistencia adherente de la capa sobre sustratos de AlSi si aumenta el tamaño de las partículas del polvo de recubrimiento. Una buena solución de compromiso, en cuanto al tamaño de partículas que conviene elegir, puede estar entre 25-30 \mum, de manera que en la mayoría de los casos se puede contar con una resistencia adherente suficiente de la capa del orden de 45-50 MPa, siendo el coeficiente de rozamiento aproximadamente un 22-25% menor, en comparación con las capas conforme al estado de la técnica. Pero si se busca en primer lugar una resistencia adherente notablemente alta de la capa y la disminución del coeficiente de rozamiento tiene más bien una importancia secundaria, se elegirá un polvo de recubrimiento con un tamaño de partículas inferior a 25 \mum. Por otra parte, si se desea en primer lugar un coeficiente de rozamiento notablemente bajo y se puede aceptar una resistencia adherente algo menor, se elegirá un polvo de recubrimiento con un tamaño de partículas superior a 35 \mum.
La figura 2 muestra un diagrama del que se deduce la reducción del coeficiente de rozamiento en función de la cantidad de oxígeno combinado en la capa así como el comportamiento mecánico, en particular la resistencia adherente de la capa sobre sustratos de AlSi, en función de la cantidad de oxígeno combinado en la capa. En el diagrama queda claro, por una parte, que el coeficiente de rozamiento disminuye según aumenta la cantidad de oxígeno combinado en la capa. Por otra parte queda claro que disminuye la resistencia adherente de la capa sobre sustratos de AlSi si aumenta la cantidad de oxígeno combinado en la capa. Una buena solución de compromiso, en cuanto a la cantidad de oxígeno combinado en la capa que se debe buscar, puede estar en la gama entre el 2-2,5% en peso, de manera que en la mayoría de los casos se puede contar con una resistencia adherente suficiente de la capa del orden de 40-50 MPa, siendo el coeficiente de rozamiento aproximadamente un 20-25% menor, en comparación con capas conforme al estado de la técnica. Pero si tal como ya se explicó con respecto a la figura 1, se desea en primer lugar una resistencia adherente notablemente alta de la capa y la disminución del coeficiente de rozamiento tiene más bien una importancia secundaria, se elegirá un recubrimiento con una proporción de oxígeno combinado inferior al 2% en peso. Por otra parte, si se busca en primer lugar un coeficiente de rozamiento notablemente bajo y se puede aceptar una resistencia adherente algo menor, se elegirá una capa con una proporción de oxígeno combinado superior al 2,5% en peso.

Claims (24)

1. Capa férrea para superficies de deslizamiento del cilindro de bloques de motor, aplicada mediante proyección de plasma, por recubrimiento de polvo caracterizada porque el tamaño de partículas del polvo está dentro de la gama de 5 a 25 \mum o bien el tamaño de partículas del polvo está dentro de la gama de 10 a 45 \mum o bien el tamaño de partículas del polvo está dentro de la gama de 15 a 60 \mum y el contenido de oxígeno combinado representa del 1 al 4% en peso y el oxígeno combinado forma con el hierro cristales de FeO y Fe_{3}O_{4}.
2. Capa según la reivindicación 1, caracterizada porque el contenido de Fe_{2}O_{3} es inferior al 0,2% en peso.
3. Capa según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el sustrato para la capa que se trata de aplicar es el propio bloque de motor de una aleación de aluminio o magnesio o de hierro fundido.
4. Capa según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el sustrato para la capa que se trata de aplicar es una camisa de hierro fundido colocada en un bloque de motor de una aleación de aluminio o magnesio.
5. Capa según la reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque el hierro fundido está mezclado con grafito laminar o grafito vermicular.
6. Procedimiento para la preparación de capas férreas para superficies de deslizamiento del cilindro de bloques de motor, aplicada mediante proyección de plasma donde el contenido de oxígeno combinado representa del 1 al 4% en peso y el oxígeno combinado forma con el hierro cristales de FeO y Fe_{3}O_{4} caracterizado porque el material de recubrimiento se aplica en forma de polvo y porque durante la proyección de plasma se añade un caudal de aire de 200 a 1000 NLPM.
7. Procedimiento para la preparación de capas férreas para superficies de deslizamiento del cilindro de bloques de motor, aplicada mediante proyección de plasma donde el contenido de oxígeno combinado representa del 1 al 4% en peso y el oxígeno combinado forma con el hierro cristales de FeO y Fe_{3}O_{4}, caracterizado porque el material de recubrimiento se aplica en forma de polvo y porque durante la proyección de plasma se añade una cantidad de gas que contiene de 40 a 200 NLPM de oxígeno.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque el contenido de Fe_{2}O_{3} es inferior al 0,2% en peso.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el sustrato para la capa que se trata de aplicar es el propio bloque de motor de una aleación de aluminio o magnesio o de hierro fundido.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el sustrato para la capa que se trata de aplicar es una camisa de hierro fundido colocada en un bloque de motor de una aleación de aluminio o magnesio.
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 10, caracterizado porque el hierro fundido está mezclado con grafito laminar o grafito vermicular.
12. Procedimiento según una de las reivindicación 7 a 11 caracterizado porque durante la proyección de plasma se añade oxigeno puro.
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 12, caracterizado porque la velocidad de flujo de gas dentro del orificio del cilindro o de la camisa que se trata de recubrir es de 7 a 12 m/s durante el recubrimiento.
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 13, caracterizado porque para el recubrimiento se emplea un polvo atomizado mediante gas con la siguiente composición química:
C
= {}\hskip0.3cm 0,4 a 1,5% en peso
Cr
= {}\hskip0.3cm 0,2 a 2,5% en peso
Mn
= {}\hskip0.3cm 0,2 a 3% en peso
Fe
= {}\hskip0.3cm Diferencia hasta el 100% en peso.
\vskip1.000000\baselineskip
15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 13, caracterizado porque para el recubrimiento se emplea un polvo atomizado mediante gas con la siguiente composición química:
C
= {}\hskip0.3cm 0,1 a 0,8% en peso
Cr
= {}\hskip0.3cm 11 a 18% en peso
Mn
= {}\hskip0.3cm 0,1 a 1,5% en peso
Mo
= {}\hskip0.3cm 0,1 a 5% en peso
Fe
= {}\hskip0.3cm Diferencia hasta el 100% en peso.
\vskip1.000000\baselineskip
16. Procedimiento según las reivindicaciones 14 o 15, caracterizado porque el polvo contiene además:
S
= {}\hskip0.3cm 0,01 a 0,2% en peso
P
= {}\hskip0.3cm 0,01 a 0,1% en peso.
\vskip1.000000\baselineskip
17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 16, caracterizado porque se puede influir en el volumen de FeO y Fe_{3}O_{4} mediante la elección de la distribución del tamaño de partículas.
18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque el tamaño de partículas del polvo está dentro de la gama de 5 a 25 \mum.
19. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque el tamaño de partículas del polvo está dentro de la gama de 10 a 45 \mum.
20. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque el tamaño de partículas del polvo está dentro de la gama de 15 a 60 \mum.
21. Procedimiento según una o mas de las reivindicaciones 14 a 20, caracterizado porque se emplea un polvo obtenido mediante la atomización por gas mediante argón o nitrógeno.
22. Procedimiento según una o mas de las reivindicaciones 14 a 21, caracterizado porque se emplea un polvo modificado mediante la adición de un óxido cerámico tribológico.
23. Procedimiento según la reivindicación 22, caracterizado porque se emplea un óxido cerámico compuesto de TiO_{2} o de sistemas de aleación Al_{2}O_{3}TiO_{2} y/o Al_{2}O_{3}ZrO_{2}.
24. Procedimiento según la reivindicación 22 o 23, caracterizado porque la proporción de óxido cerámico en el polvo empleado es del 5 al 50% en peso.
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KR (1) KR100593342B1 (es)
AT (2) ATE365814T1 (es)
CA (1) CA2296155C (es)
DE (2) DE59909522D1 (es)
ES (2) ES2288232T3 (es)
PT (2) PT1507020E (es)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19963223A1 (de) * 1999-12-27 2001-06-28 Volkswagen Ag Stahlhaltiges Material für eine Plasmaabscheidung
CH694664A5 (de) 2000-06-14 2005-05-31 Sulzer Metco Ag Durch Plasmaspritzen eines Spritzpulvers aufgebrachte eisenhaltige Schicht auf einer Zylinderlauffläche.
US6756083B2 (en) * 2001-05-18 2004-06-29 Höganäs Ab Method of coating substrate with thermal sprayed metal powder
CH695339A5 (de) 2002-02-27 2006-04-13 Sulzer Metco Ag Zylinderlaufflächenschicht für Verbrennungsmotoren sowie Verfahren zu deren Herstellung.
JP3910145B2 (ja) 2003-01-06 2007-04-25 日本発条株式会社 溶射被膜およびその製造方法
DE10324279B4 (de) * 2003-05-28 2006-04-06 Daimlerchrysler Ag Verwendung von FeC-Legierung zur Erneuerung der Oberfläche von Zylinderlaufbuchsen
CA2514493C (en) * 2004-09-17 2013-01-29 Sulzer Metco Ag A spray powder
GB2421207A (en) * 2004-12-16 2006-06-21 Cosworth Technology Ltd Casting with a halogen containing compound provided on the mould surface
JP4818659B2 (ja) * 2005-08-08 2011-11-16 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の燃焼室用摺動部材及びその製造方法
EP1757710A1 (de) 2005-08-23 2007-02-28 Sulzer Metco Coatings GmbH Werkstück mit einer thermisch gespritzten Oberflächenschicht
DE102005040015B3 (de) * 2005-08-23 2007-04-12 Brückner Maschinenbau GmbH Walze sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE102006042549C5 (de) * 2006-09-11 2017-08-17 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Nasse Zylinderlaufbuchse mit kavitationsresistenter Oberfläche
KR100878878B1 (ko) * 2007-06-14 2009-01-15 주식회사뉴테크 용사기술을 이용한 엔진블록 라이너외벽 코팅 방법
JP5111965B2 (ja) 2007-07-24 2013-01-09 株式会社日立製作所 記憶制御装置及びその制御方法
JP5257756B2 (ja) * 2007-12-05 2013-08-07 日産自動車株式会社 鉄系溶射被膜、その形成方法及び摺動部材
JP5651922B2 (ja) * 2009-03-04 2015-01-14 日産自動車株式会社 シリンダブロック及び溶射皮膜形成方法
DE102009016650B3 (de) * 2009-04-07 2010-07-29 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Gleitelement mit einstellbaren Eigenschaften
JP5455149B2 (ja) * 2009-05-28 2014-03-26 日産自動車株式会社 鉄系溶射被膜
CN101818318A (zh) * 2010-05-05 2010-09-01 北京科技大学 一种大气等离子体喷涂法制备细晶钨、钼涂层的方法
DE102010021300B4 (de) * 2010-05-22 2012-03-22 Daimler Ag Drahtförmiger Spritzwerkstoff, damit erzeugbare Funktionsschicht und Verfahren zum Beschichten eines Substrats mit einem Spritzwerkstoff
US20120258254A1 (en) * 2011-04-06 2012-10-11 Basf Corporation Methods For Providing High-Surface Area Coatings To Mitigate Hydrocarbon Deposits On Engine And Powertrain Components
FR2974610B1 (fr) * 2011-04-26 2013-05-17 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de realisation des surfaces de chambres a combustion d'un bloc moteur en alliage d'aluminium
EP2650398B8 (de) * 2012-04-11 2015-05-13 Oerlikon Metco AG, Wohlen Spritzpulver mit einer superferritischen Eisenbasisverbindung, sowie ein Substrat, insbesondere Bremsscheibe mit einer thermischen Spritzschicht
DE102012009496B4 (de) 2012-05-14 2017-05-11 Stahlwerk Ergste Westig Gmbh Chromstahl
WO2014090909A1 (de) * 2012-12-12 2014-06-19 Nova Werke Ag Verschleissbeständige schicht und verfahren zur herstellung einer verschleissbeständigen schicht
DE102012112394A1 (de) * 2012-12-17 2014-06-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Magnesiumbauteils
EP2829713B1 (de) 2013-07-26 2018-11-07 Sulzer Metco AG Werkstück mit einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Kolbens
KR101922159B1 (ko) * 2014-11-04 2018-11-27 현대중공업 주식회사 피스톤 스커트부 코팅재 조성물 및 이를 이용한 피스톤 스커트부의 코팅방법
US9945318B2 (en) 2015-12-04 2018-04-17 Hyundai Motor Company Cylinder block
CN105543759A (zh) * 2015-12-18 2016-05-04 合肥中澜新材料科技有限公司 一种高硬度耐腐蚀发动机汽缸内壁耐磨涂层及其制备方法
BR112018015729A2 (pt) 2016-02-12 2019-01-08 Oerlikon Surface Solutions Ag Pfaeffikon sistema tribológico de um motor de combustão interna com revestimento
WO2017202852A1 (de) * 2016-05-27 2017-11-30 Oerlikon Metco Ag, Wohlen Beschichtungsverfahren, thermische beschichtung, sowie zylinder mit einer thermischen beschichtung
CN107214341B (zh) * 2017-05-24 2019-05-24 大连理工大学 一种钢-耐磨铜合金层状轴瓦材料、其制备装置及制备方法
JP7083295B2 (ja) * 2018-08-22 2022-06-10 トヨタ自動車東日本株式会社 摺動部材及びその製造方法
JP7159111B2 (ja) * 2019-05-28 2022-10-24 日本ピストンリング株式会社 摺動部材と潤滑油との組み合わせ

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR735928A (fr) * 1931-05-29 1932-11-17 Procédé de fabrication de pièces de machines en métaux légers à surface protégée contre l'usure
GB558182A (en) * 1942-03-09 1943-12-24 British Piston Ring Company Lt Improvements in and in the manufacture of metal inserts
DE940082C (de) * 1950-11-17 1956-03-08 Goetzewerke Verfahren zur Herstellung von Zylinderlaufbuechsen
GB1390662A (en) * 1972-05-05 1975-04-16 Ass Eng Ltd Sintered ferrous machinery components and process for their manufacture
JPS5432421B2 (es) * 1973-01-09 1979-10-15
US4060653A (en) * 1974-02-22 1977-11-29 Kennecott Copper Corporation Composite wire
JPS57101662A (en) * 1980-12-16 1982-06-24 Riken Corp Sliding component part
JPS6031901B2 (ja) * 1981-10-12 1985-07-25 本田技研工業株式会社 プラズマ溶射皮膜形成方法
JPH0222444A (ja) * 1988-07-08 1990-01-25 Sanyo Special Steel Co Ltd 耐銹耐摩耗用鋼
US5358547A (en) * 1993-02-18 1994-10-25 Holko Kenneth H Cobalt-phosphorous-base wear resistant coating for metallic surfaces
JPH07243528A (ja) * 1994-03-02 1995-09-19 Teikoku Piston Ring Co Ltd 摺動部材の組合せ
US5466906A (en) 1994-04-08 1995-11-14 Ford Motor Company Process for coating automotive engine cylinders
US5554278A (en) * 1994-06-03 1996-09-10 Henderson; Bruce L. Quick change oil recycler
JP3044182B2 (ja) * 1994-06-24 2000-05-22 プラクスエア・エス・ティー・テクノロジー・インコーポレイテッド 酸化物分散ＭＣｒＡｌＹ基コーティングを生成する方法
US5663124A (en) * 1994-12-09 1997-09-02 Ford Global Technologies, Inc. Low alloy steel powder for plasma deposition having solid lubricant properties
US5592927A (en) * 1995-10-06 1997-01-14 Ford Motor Company Method of depositing and using a composite coating on light metal substrates
US5766693A (en) 1995-10-06 1998-06-16 Ford Global Technologies, Inc. Method of depositing composite metal coatings containing low friction oxides
US5622753A (en) * 1996-04-08 1997-04-22 Ford Motor Company Method of preparing and coating aluminum bore surfaces
US5723187A (en) * 1996-06-21 1998-03-03 Ford Global Technologies, Inc. Method of bonding thermally sprayed coating to non-roughened aluminum surfaces
US5958521A (en) * 1996-06-21 1999-09-28 Ford Global Technologies, Inc. Method of depositing a thermally sprayed coating that is graded between being machinable and being wear resistant
EP1133580B1 (de) * 1998-11-25 2003-05-02 Joma Chemical AS Verfahren zum herstellen einer korrosions- und verschleissfesten schicht durch thermisches spritzen

Also Published As

Publication number Publication date
EP1507020A2 (de) 2005-02-16
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KR20000071238A (ko) 2000-11-25
CA2296155C (en) 2004-09-14
US20020051851A1 (en) 2002-05-02
JP3967511B2 (ja) 2007-08-29
US6548195B1 (en) 2003-04-15
CA2296155E (en) 2000-07-19
EP1507020B1 (de) 2007-06-27
PT1507020E (pt) 2007-07-13
PT1022351E (pt) 2004-10-29

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