RU2019104699A - Способ изготовления компонента, в частности, компонента транспортного средства и соответствующим образом изготовленный компонент - Google Patents

Способ изготовления компонента, в частности, компонента транспортного средства и соответствующим образом изготовленный компонент Download PDF

Info

Publication number
RU2019104699A
RU2019104699A RU2019104699A RU2019104699A RU2019104699A RU 2019104699 A RU2019104699 A RU 2019104699A RU 2019104699 A RU2019104699 A RU 2019104699A RU 2019104699 A RU2019104699 A RU 2019104699A RU 2019104699 A RU2019104699 A RU 2019104699A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
area
component
housing
region
distance
Prior art date
Application number
RU2019104699A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2788135C2 (ru
Inventor
КОРН Маттиас
ШАРФ Петер
Original Assignee
Ман Трак Энд Бас Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ман Трак Энд Бас Аг filed Critical Ман Трак Энд Бас Аг
Publication of RU2019104699A publication Critical patent/RU2019104699A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2788135C2 publication Critical patent/RU2788135C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/10—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/008—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of engine cylinder parts or of piston parts other than piston rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02—Plasma welding
    • B23K10/027—Welding for purposes other than joining, e.g. build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0046—Welding
    • B23K15/0086—Welding welding for purposes other than joining, e.g. built-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/3568—Modifying rugosity
    • B23K26/3584—Increasing rugosity, e.g. roughening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • B23K9/044—Built-up welding on three-dimensional surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • 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
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/0084—Pistons  the pistons being constructed from specific materials
    • 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
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/10—Pistons  having surface coverings
    • F02F3/12—Pistons  having surface coverings on piston heads
    • 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
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/10—Pistons  having surface coverings
    • F02F3/12—Pistons  having surface coverings on piston heads
    • F02F3/14—Pistons  having surface coverings on piston heads within combustion chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/64—Treatment of workpieces or articles after build-up by thermal means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/062—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/003—Pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/50—Other automobile vehicle parts, i.e. manufactured in assembly lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408—Light metal alloys
    • C22C1/0416—Aluminium-based alloys
    • 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
    • F02F2200/00—Manufacturing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Forging (AREA)

Claims (38)

1. Способ изготовления компонента, в частности, компонента транспортного средства и/или компонента двигателя, предпочтительно поршня (10) двигателя внутреннего сгорания, включающий
формирование первой области (12) корпуса, в частности, путем отливки и/или ковки; и
формирование второй области (14) корпуса, соединенной с первой областью (12) корпуса, из алюминиевого сплава или сплава на основе железа, или сплава на основе меди методом аддитивного производства, причем вторая область (14) корпуса легирована так, что обладает по сравнению с первой областью (12) корпуса более высокой термической устойчивостью, более высокой механической прочностью и/или более высокой износостойкостью под воздействием трибологических нагрузок.
2. Способ по п. 1, в котором
формирование второй области (14) корпуса выполняют наплавлением металлического порошка или нескольких разных видов металлического порошка методом аддитивного производства.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором
содержание легирующего материала во второй области (14) корпуса является градированным и/или легирование является неоднородным; и/или
содержание легирующего элемента или нескольких легирующих элементов во второй области (14) корпуса изменяется с увеличением расстояния до первой области (12) корпуса и/или с уменьшением расстояния до поверхности компонента второй области (14) корпуса.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно включающий
придание шероховатости соединяемой со второй областью (14) корпуса контактной поверхности (20) первой области (12) корпуса, в частности, посредством лазера или потока электронов; и/или
придание шероховатости соединяемой с первой областью (12) корпуса контактной поверхности (20) второй области (14) корпуса, в частности, посредством лазера или потока электронов.
5. Способ по п. 4, в котором
придание шероховатости контактной поверхности и формирование второй области (14) корпуса осуществляют на одном производственном оборудовании.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором
вторая область (14) корпуса обладает по сравнению с первой областью (12) корпуса более высокой термической устойчивостью и/или более высокой механической прочностью, и/или более высокой износостойкостью под воздействием трибологических нагрузок за счет образования методом аддитивного производства множества распределенных, в частности, жаропрочных и/или уменьшающих износ фаз во второй области (14) корпуса; и/или
вторая область (14) корпуса обладает более высокой по сравнению с первой областью (12) корпуса термической устойчивостью, и/или более высокой механической прочностью, в частности, при гомологических температурах больше или равных 0,5, и/или более высокой износостойкостью под воздействием трибологических нагрузок за счет более высокого по сравнению с первой областью (12) корпуса содержания легирующих элементов.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором
вторая область (14) корпуса содержит, в частности, термически и/или механически нагруженную поверхность компонента.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором
первую область (12) корпуса выполняют из стали или алюминиевого сплава.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором
первая область (12) корпуса представляет собой заготовку поршня (10) двигателя внутреннего сгорания; и/или
вторая область (14) корпуса содержит по меньшей мере один участок днища (16) поршня (10), в частности, кромку (18) полости в днище (16) поршня.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором
вторая область (14) корпуса представляет собой покрытие; и/или
толщина материала во второй области (14) корпуса меньше толщины материала в первой области (12) корпуса и/или меньше 20 мм, 15 мм или 10 мм и/или больше 0,3 мм, 1 мм, 2 мм или 3 мм.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором
вторую область (14) корпуса формируют непосредственно на первой области (12) корпуса; или
вторую область (14) корпуса в процессе изготовления соединяют с первой областью (12) корпуса, в частности, методом сварки трением, индукционной сварки, лазерной сварки или гибридной сварки.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором
аддитивное производство выполняют посредством наплавки с использованием флюсовой подушки, причем наплавку порошкообразного металла или нескольких разных видов порошкообразного металла осуществляют, в частности, потоком электронов или лазером.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором
содержание легирующего элемента, Mg, Si и/или Cu во второй области (14) корпуса уменьшают с увеличением расстояния до первой области (12) корпуса и/или с уменьшением расстояния до поверхности компонента второй области (14) корпуса; и/или
содержание легирующего элемента, Ni, Fe, Mn, Zr, V, Ti, Nb, Sc, Mo, Co, Cr, Hf, Ta, W, Re, Al, P и/или Si во второй области (14) корпуса увеличивают с увеличением расстояния до первой области (12) корпуса и/или с уменьшением расстояния до поверхности компонента второй области (14) корпуса.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно включающий
нагрев и/или охлаждение компонента транспортного средства до, во время и/или после формирования второй области (14) корпуса; и/или
термическую обработку компонента транспортного средства после формирования второй области (14) корпуса.
15. Компонент, в частности, компонент транспортного средства и/или компонент двигателя, предпочтительно поршень двигателя внутреннего сгорания или транспортное средство, в частности, транспортное средство хозяйственного назначения с компонентом, изготавливаемым способом по любому из предыдущих пунктов.
RU2019104699A 2018-02-23 2019-02-19 Способ изготовления компонента транспортного средства, в частности компонента двигателя транспортного средства, и соответствующим образом изготовленный компонент RU2788135C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018104103.9A DE102018104103A1 (de) 2018-02-23 2018-02-23 Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere Fahrzeugbauteils, und entsprechend hergestelltes Bauteil
DE102018104103.9 2018-02-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2019104699A true RU2019104699A (ru) 2020-08-19
RU2788135C2 RU2788135C2 (ru) 2023-01-17

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
US20190262904A1 (en) 2019-08-29
EP3530400A1 (de) 2019-08-28
CN110185550A (zh) 2019-08-30
BR102019002983A2 (pt) 2019-09-10
US11498126B2 (en) 2022-11-15
BR102019002983A8 (pt) 2023-04-04
DE102018104103A1 (de) 2019-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103108970B (zh) 内燃机的钢活塞
JP5859440B2 (ja) 内燃機関用の鋼製ピストン
CN106103958B (zh) 以附加机加工制造的燃烧碗边缘和内冷油腔为特色的单体活塞
CN105917026B (zh) 焊接性及耐蚀性优异的热压成型用镀覆钢板、成型部件及其制造方法
JP2012521489A (ja) 窒化可能な鋼製ピストンリングと鋼製シリンダーライナ及びその製造用鋳造方法
US20190001447A1 (en) Method of manufacturing high-conductivity wear resistant surface on a soft substrate
CN110475898A (zh) 热冲压成型体
CN105051226B (zh) 滑动轴承
CN105339106A (zh) 热压部件的制造方法
US11498126B2 (en) Method for producing a component, in particular vehicle component, and correspondingly produced component
WO2018179397A1 (ja) 表面処理鋼板
JP5695635B2 (ja) 窒化可能なピストンリング
EP3430178B1 (en) High strength cast iron cylinder liners
JPH11107720A (ja) エンジン排気バルブの製造方法
CN113084457A (zh) 一种活塞的金相强化制造方法
JP6357465B2 (ja) アルミニウムピストンの製造方法及びそれを用いたアルミニウムピストン
WO2014014069A1 (ja) 大型船舶用エンジン排気バルブの製造方法
RU2788135C2 (ru) Способ изготовления компонента транспортного средства, в частности компонента двигателя транспортного средства, и соответствующим образом изготовленный компонент
CN110248752A (zh) 滑动构件和内燃机的滑动构件
JP2022162403A (ja) オイルリング用線
US10265798B2 (en) Magnetic pulse welding of engine components
CN110684934A (zh) 一种低成本高性能气阀合金及其制备方法
US20120067101A1 (en) Forging tool
JP7297808B2 (ja) オイルリング用線
JP7307548B2 (ja) すべり軸受用アルミニウム合金およびすべり軸受