JP6231665B2 - エナメル粉末、エナメルコーティングが設けられた表面部分を有する金属コンポーネント、およびこうした金属コンポーネントを製造するための方法 - Google Patents
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Description
ガラス粉末は、本発明に従うエナメル粉末の主成分であって、本発明に従って構成され、かつ金属コンポーネントのそれぞれの表面部分において生成されるエナメルコーティングに対するマトリックスを形成し、このマトリックス中にエナメル粉末の他の構成要素が埋め込まれる。
本発明に従うエナメル粉末から生成されるエナメルコーティングに、クラック形成に対するさらに改善された抵抗性を提供するために、本発明に従うエナメル粉末に10〜22部の粗ガラス顆粒が加えられ得る。本発明に従うエナメル粉末の主成分を形成するガラス粉末の最大粒子よりも大きいそれらのガラス粒子は「粗ガラス顆粒」と呼ばれる。よって典型的に、40μmを超える平均直径を有するガラス顆粒がこれに含まれる。同時に、本発明に従うエナメル粉末によって本発明に従って生成されるコーティングが過剰に粗くなることを防ぐために、粗ガラス顆粒の平均直径は500μmを超えるべきではない。
本発明に従うエナメル粉末の中に存在する繊維は、特別重要である。これらの繊維は、本発明に従う粉末から形成されるエナメルコーティングが、温度変動によって起こり得る高い応力、および実際の使用中に起こる機械的圧力負荷の存在下でも信頼性高くまとまっていることを確実にする。
それぞれ意図される使用に関して重要でない範囲において、エナメル粉末から形成されるコーティングの溶融点をシフトさせるために、軽金属の粉状酸化化合物または重金属の粉末が、同時または代替的に本発明に従うエナメル粉末中に存在し得る。
前に定義された構成要素に加えて、エナメルコートを生成するために典型的に必要とされるとおり、もちろん任意にその他の添加剤が本発明に従うエナメル粉末中に存在してもよい。たとえばホウ酸、苛性カリ溶液、水ガラス、または脱塩水などがその添加剤に含まれる。
− 金属コンポーネントを提供するステップ、
− 本発明に従うエナメル粉末と、スリップ手段とを用いて形成されたエナメルスリップを、それぞれコートされるべき金属コンポーネントの表面部分に適用するステップ、および
− 金属コンポーネントを構成する材料の溶融温度よりも低い温度でエナメルスリップを焼成することによって、エナメルコーティングを生成するステップ。
100.0部のガラス粉末であって、そのガラス粒子の平均直径は25μmであった、ガラス粉末と、
20.0部の平均直径100μmの粗ガラス顆粒と、
0.5部の平均の長さ300μmの炭素繊維と、
15.0部の平均直径100μmの酸化アルミニウム粒子と、
3.0部のV2A高純度鋼からなる粉末であって、この高純度鋼粉末の粒子の平均直径は平均50μmであった、高純度鋼粉末と、
を混ぜ合わせてエナメル粉末を形成後、38.0部の脱塩水によって処理してエナメルスリップにした。この目的のために、たとえば個々の成分をともに粉砕し、材料特性を考慮してそれぞれの成分を加える時点を選択することによって、粉砕プロセスの最後にそれぞれの成分が有する粒径を定めた。
2 接触表面
3 燃焼室の凹み
4’、4” 長手側
5 吸気ポート
6 排気ガスダクト
7 吸気ポート5の開口部
8 排気ガスダクト6の入口開口部
9 冷却ダクト
10 排気ガスダクト6の内表面
11 エナメルコーティング
Claims (14)
- エナメルコーティング(11)を生成するためのエナメル粉末であって、前記エナメル粉末は、
− 100部のガラス粉末と、
− 前記ガラス粉末粒子よりも大きい10〜22部の粗ガラス顆粒と、
− 0.1〜7.5部の10〜1000μmの繊維長を有するセラミック繊維、ガラス繊維または炭素繊維と、
− 互いに代替的な、または互いに組み合わされた、
− 10〜21部のAl、TiおよびMgのうちの1つである軽金属の粉状酸化化合物、または
− 1〜5部の鉄に基づく材料である重金属の粉末と、
を含有する混合物として存在する、エナメル粉末。 - 前記エナメル粉末が前記軽金属の粉状酸化化合物を含有する場合には、前記軽金属の粉状酸化化合物は酸化アルミニウムであることを特徴とする、請求項1に記載のエナメル粉末。
- 前記粗ガラス顆粒はガラス材料からなり、前記ガラス材料の組成および特性は、前記エナメル粉末から生成されるエナメルコーティングの組成および特性に対応することを特徴とする、請求項1または2に記載のエナメル粉末。
- 前記粗ガラス顆粒の平均直径は、40〜500μmであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のエナメル粉末。
- 前記エナメル粉末が前記軽金属の粉状酸化化合物を含有する場合には、前記軽金属の粉状酸化化合物の溶融点は1000℃よりも高いことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のエナメル粉末。
- エナメルコーティングが設けられた表面部分(10)を有する金属コンポーネントであって、前記金属コンポーネントは前記表面部分がエナメルコーティング(11)によってコートされ、前記エナメルコーティング(11)は、請求項1〜5のいずれか1項に従って構成されたエナメル粉末から形成されることを特徴とする、金属コンポーネント。
- 前記エナメルコーティング(11)の膨張係数は、前記エナメルコーティング(11)によってコートされた前記表面部分(10)における前記金属コンポーネントの膨張係数よりも低いことを特徴とする、請求項6に記載の金属コンポーネント。
- 軽金属合金からなることを特徴とする、請求項6または7に記載の金属コンポーネント。
- 前記エナメルコーティング(11)が設けられた前記表面部分は、ガスダクト(6)の内表面(10)であることを特徴とする、請求項6〜8のいずれか1項に記載の金属コンポーネント。
- 内燃機関に対するシリンダヘッド(1)であることを特徴とする、請求項8または9に記載の金属コンポーネント。
- 前記エナメルコーティング(11)が設けられた前記表面部分は、前記金属コンポーネントの外側にあることを特徴とする、請求項6〜9のいずれか1項に記載の金属コンポーネント。
- 請求項6〜11のいずれか1項に従って形成された金属コンポーネントを製造するための方法であって、以下の製造ステップ、すなわち
− 前記金属コンポーネントを提供するステップと、
− 請求項1〜5のいずれか1項に従って構成されたエナメル粉末およびスリップ手段を用いて形成されたエナメルスリップを、コートされるべき前記金属コンポーネントの前記表面部分に適用するステップと、
− 前記金属コンポーネントを構成する材料の溶融温度よりも低い温度で前記エナメルスリップを焼成することによって、前記エナメルコーティング(11)を生成するステップと、
を含む、方法。 - 前記エナメルスリップを焼成した後の前記金属コンポーネントは、得られた前記エナメルコーティング(11)が設けられた前記表面部分の範囲において機械加工を受けることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
- 前記エナメルスリップを適用する前に、前記エナメルコーティング(11)によってコートされるべき前記金属コンポーネントの前記表面部分は表面処理を受け、ここで前記表面部分は脱脂および不動態化され、かつ前記表面部分に存在する表面近くの酸化物層が破壊されることを特徴とする、請求項12または13に記載の方法。
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