ES2334770T3 - Superficie de deslizamiento cilindrica. - Google Patents
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Abstract
Superficie de deslizamiento cilíndrica para un cárter de cigüeñal de un motor de combustión interna, compuesta por una aleación de metal ligero con estructuras de agarre (2) radiales, incorporadas en la superficie de deslizamiento (1), estando configurado cada flanco parcial (6) de la estructura de agarre de tal forma que el flanco parcial (6) está inclinado con respecto a un eje longitudinal de la superficie de deslizamiento cilíndrica (1) quedando formado un perfil similar a una rosca, y por una capa antidesgaste (3) metálica, aplicada de forma adherente sobre la superficie de deslizamiento (1), caracterizada porque la superficie de deslizamiento se compone de una aleación de aluminio y la capa antidesgaste (3) se compone - de una aleación con base de hierro y adiciones de carbono, mangano, molibdeno y/o vanadio, - de una aleación con base de aluminio y adiciones de hierro, cobre o níquel o - de una aleación de cobre-níquel y los flancos parciales (6) de las estructuras de agarre (2) presentan, en el sentido longitudinal de la superficie de deslizamiento cilíndrica (1), un ángulo de inclinación α que disminuye constantemente.
Description
Superficie de deslizamiento cilíndrica.
La invención se refiere a una superficie de
deslizamiento cilíndrica, por ejemplo de una camisa de cilindro o
de un taladro de cilindro, compuesta por una aleación de metal
ligero con una estructura de agarre definida de una superficie de
deslizamiento cilíndrica aún no recubierta, sobre la que puede
aplicarse de forma adherente una capa antides-
gaste.
gaste.
Una superficie de deslizamiento cilíndrica de
este tipo se conoce, por ejemplo, por el artículo de Hans Rininger
"Flammgespritzte Gleitlager" en "Der Machinenmarkt" (1954,
Nº 7, pág. 6). Según éste, en la superficie de deslizamiento
cilíndrica están realizadas perforaciones de diente de sierra o
roscas con ranuras longitudinales para garantizar una adherencia
resistente a la torsión. Especialmente en caso de procedimientos
para aplicar una capa antidesgaste con un enfoque y la elevada
aportación local de calor que conlleva, este tipo de tratamiento
previo no ha resultado ser adecuado.
Para satisfacer los elevados requisitos de
resistencia al desgaste, además se conoce aumentar la resistencia
al desgaste de superficies de deslizamiento cilíndricas, por ejemplo
del cárter del cigüeñal de un motor de combustión interna, al menos
en parte de tal forma que sobre la aleación de metal ligero se
aplica, por ejemplo, una capa antidesgaste de una aleación con base
de Fe y adiciones como, por ejemplo, C, Mn, Mo, V etc., de una
aleación con base de Al y adiciones como, por ejemplo, Si, Fe, Cu,
Ni etc., o de una aleación de cobre-níquel. La capa
antidesgaste, preferentemente, se aplica por soldadura, por
proyección de plasma, por proyección a la llama o por proyección de
un chorro a alta velocidad. Para garantizar la adherencia durante
los esfuerzos mecánicos de dicha capa, que cambian constantemente,
la aleación de metal ligero que se ha de recubrir se vuelve rugosa
mediante un procedimiento de granallado (véase, por ejemplo, el
documento GB-A- 408067). Sin embargo, esta clase de
tratamiento previo es muy costoso debido a los sistemas de
granallado que se han de emplear y sólo proporciona una estructura
indefinida de la superficie que causa una introducción poco
homogénea de la tensión en la capa antidesgaste con el resultado de
que no en todos los casos de esfuerzo queda garantizada una
adherencia suficiente de la capa antideslizante.
Por lo tanto, la presente invención tiene el
objetivo de solucionar los problemas antes descritos.
Este objetivo se consigue mediante una
superficie de deslizamiento cilíndrica según la reivindicación
1.
Esta estructura de agarre conduce, en primer
lugar, a un aumento definido de la superficie de adherencia de la
superficie de deslizamiento que se ha de recubrir. Además, durante
el siguiente proceso de recubrimiento, en las puntas se produce una
mayor carga energética, lo que conduce en parte a una compensación
reproducible de la difusión de la capa antidesgaste con el material
base. Además, en las puntas de la estructura de agarre se producen
fusiones que mejoran aún más la adherencia de la capa
antidesgaste.
En una instalación de recubrimiento en la que se
desvía el plasma, es tan pequeña la distancia con respecto a la
superficie a recubrir, especialmente en caso de diámetros de 60 a
120 mm, que en el medio de recubrimiento no puede alcanzarse
ninguna aceleración máxima, debido a la baja energía cinética se ha
reducido la adherencia. Durante procedimientos de proyección de
plasma o a la llama, se consigue una adherencia óptima durante la
incidencia vertical sobre la superficie a recubrir. En
procedimientos de recubrimiento sin desviación del plasma, en
cilindros con diámetros de 60 a 120 mm en la zona inferior del
cilindro, el ángulo de incidencia del chorro del medio es
sensiblemente inferior a 90º, de lo que resulta una baja adherencia
del medio de recubrimiento en esta zona.
Adaptando la estructura superficial al ángulo
del chorro es posible generar por zonas estructuras similares a una
unión. Por lo tanto, para el proceso de recubrimiento resulta
especialmente ventajoso si los flancos parciales de la estructura
de agarre, orientados hacia una tobera de recubrimiento, están
adaptados de tal forma que el ángulo de incidencia del chorro de
producto de la herramienta de recubrimiento sea de aproximadamente
90º.
La estructura superficial macroscópica,
realizada de forma tan selectiva, puede estar configurada en forma
de ranuras que se extienden preferentemente en el sentido
circunferencial, o bien de perfiles helicoidales similares a una
rosca. Además, la adherencia en el sentido radial y/o el sentido
axial puede mejorarse mediante hendiduras.
Se ha mostrado que es ventajoso fabricar el
contorno interior del taladro, provisto de estructuras de agarre,
mediante aplicación por soldadura, proyección de plasma, proyección
a la llama o proyección de un chorro a alta velocidad. Por el
enfoque electromagnético del chorro de producto aumenta
significativamente la energía (efecto Pinch) por unidad de
superficie, lo que conduce a una mejora de la adherencia de la
capa.
La invención se describe con la ayuda del dibujo
adjunto, en el que muestran:
La figura 1 una representación fotográfica de
una sección longitudinal a través de una superficie de deslizamiento
configurada según la invención,
la figura 2 una representación esquemática de un
proceso de tratamiento del contorno interior de un taladro,
la figura 3 una representación esquemática
ampliada, según la figura 2, con una primera forma de realización de
la estructura de agarre, y
la figura 4 una representación esquemática
ampliada, según la figura 2, con una segunda forma de realización de
la estructura de agarre.
La figura 1 muestra una sección longitudinal a
través de una superficie de deslizamiento cilíndrica configurada
según la invención.
La superficie de deslizamiento cilíndrica 1 se
compone de una aleación de aluminio conocida. En la superficie de
deslizamiento 1 se enroscó de manera conocida una estructura de
agarre 2, en el presente ejemplo de realización, un perfil de
rosca. Evidentemente, las estructuras de agarre 2 según la invención
también pueden realizarse en la superficie de deslizamiento
cilíndrica 1 de diversas otras maneras, por ejemplo, por laminación
a presión, corte, fresado etc. Además, mediante un proceso de
deformación subsiguiente, pueden realizarse en las estructuras de
agarre 2 los ligeros hendiduras 4 representados en el presente
ejemplo de realización.
Después, por proyección de plasma se aplicó una
capa antidesgaste 3 sobre la superficie de deslizamiento cilíndrica
1. Se puede ver claramente la unión en la zona del perfil de rosca
2.
El costoso procedimiento de granallado para
conseguir la rugosidad pudo suprimirse completamente en el presente
ejemplo. Por la configuración de la estructura de agarre según la
invención, con un ángulo de incidencia de aproximadamente 90º del
chorro de producto sobre los flancos parciales 6 del perfil de rosca
(véanse las figuras 3 y 4), ésta se mantuvo sustancialmente también
después de aplicar la capa antidesgaste por proyección de plasma,
ya que se pudo realizar una incorporación definida del calor.
Una representación esquemática del proceso de
tratamiento para aplicar una capa antidesgaste 3 mediante el chorro
de un producto 5 está representada en la figura 2. La estructura de
agarre 2 hace que el ángulo de incidencia del chorro del producto 5
sea de aproximadamente 90º. La figura 3 muestra una primera forma de
realización de la estructura de agarre 2 que garantiza este ángulo
de incidencia definido. La orientación de los flancos parciales es
constante a lo largo de toda la superficie de deslizamiento
cilíndrica 1, lo que hace que durante el procedimiento de
recubrimiento, el chorro del producto 5 se mueva por traslación a lo
largo del eje longitudinal de la superficie de deslizamiento
cilíndrica 1 (véanse las líneas en puntos y rayas).
La figura 4 muestra una estructura de agarre 2,
cuyos flancos parciales 6 presentan en el sentido longitudinal de
la superficie de deslizamiento cilíndrica 1 un ángulo de inclinación
que disminuye constantemente. Una estructura de agarre 2 de este
tipo puede realizarse de manera conocida, por ejemplo, mediante una
máquina CNC. Entonces, según está representado, el chorro del
producto 5 tan sólo tiene que realizar un movimiento rotatorio, lo
que a su vez conduce a una simplificación del proceso de
tratamiento.
Claims (6)
1. Superficie de deslizamiento cilíndrica para
un cárter de cigüeñal de un motor de combustión interna, compuesta
por una aleación de metal ligero con estructuras de agarre (2)
radiales, incorporadas en la superficie de deslizamiento (1),
estando configurado cada flanco parcial (6) de la estructura de
agarre de tal forma que el flanco parcial (6) está inclinado con
respecto a un eje longitudinal de la superficie de deslizamiento
cilíndrica (1) quedando formado un perfil similar a una rosca, y por
una capa antidesgaste (3) metálica, aplicada de forma adherente
sobre la superficie de deslizamiento (1), caracterizada
porque la superficie de deslizamiento se compone de una aleación de
aluminio y la capa antidesgaste (3) se compone
- \bullet
- de una aleación con base de hierro y adiciones de carbono, mangano, molibdeno y/o vanadio,
- \bullet
- de una aleación con base de aluminio y adiciones de hierro, cobre o níquel o
- \bullet
- de una aleación de cobre-níquel
y los flancos parciales (6) de las estructuras
de agarre (2) presentan, en el sentido longitudinal de la superficie
de deslizamiento cilíndrica (1), un ángulo de inclinación \alpha
que disminuye constantemente.
2. Superficie de deslizamiento cilíndrica según
la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura de
la superficie presenta hendiduras.
3. Superficie de deslizamiento cilíndrica según
una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque en
la superficie de deslizamiento está realizada en el sentido axial
una estructura de agarre definida.
4. Procedimiento para fabricar una superficie de
deslizamiento (1) cilíndrica según una de las reivindicaciones 1 a
3, en el que en la superficie de deslizamiento (1) del taladro del
cilindro se realiza una estructura de agarre (2) en forma de un
perfil similar a una rosca y en el que, a continuación, se aplica
una capa antidesgaste (3) sobre la superficie de deslizamiento,
caracterizado porque los flancos parciales (6) de la
estructura de agarre (2) se realizan en el sentido longitudinal de
la superficie de deslizamiento (1) cilíndrica en un ángulo de
inclinación \alpha que disminuye constantemente.
5. Procedimiento para fabricar una superficie de
deslizamiento (1) cilíndrica según la reivindicación 4,
caracterizado porque la capa antidesgaste (3) se aplica
mediante un chorro de un producto desde una tobera de recubrimiento,
estando orientada la tobera de recubrimiento, en un ángulo de
chorro de 90º, hacia un flanco parcial (6) de la estructura de
agarre (2).
6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado porque el chorro del producto se enfoca por
campos electromagnéticos.
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