WO2018202859A1 - Thermische isolierung eines stahlkolbens mittels einer mangan-phosphat- und einer versiegelungsschicht auf polysilazan-, wasserglas- oder polysiloxan-basis - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a coating for the thermal insulation of a steel piston, in particular for an internal combustion engine, a method for applying this coating and their use for reducing or
- Reactions are triggered. For example, on the edge of
- Combustion cavity in the piston crown formed an oxide layer that can peel off and thereby reduce the
- Steel piston is associated with high costs. Furthermore, the high temperatures in the cooling channel of the piston can cause the oil in the cooling channel to cokote. This carbonization results in the construction of a layer of carbonaceous carbon. The carbon layer reduces the volume of the cooling channel, which in turn leads to poorer cooling of the piston crown and increased carbon deposit.
- WO 2007/140826 describes a method for curing the
- Ring groove of a piston in which a coating, for example a Manganese phosphate coating is applied.
- Coating is intended to absorb the energy of a laser beam used for curing and thus reduce the process time. There is therefore a need for a coating for
- Piston which leads to a good thermal insulation and may possibly also serve as corrosion protection.
- Water glass or polysiloxane-based with a manganese phosphate layer can be solved.
- Adhesion promoter on a steel piston was not to be expected since phosphate layers are usually thermally unstable. For example, it was observed in aluminum pistons that the
- Phosphate layer begins to decompose already from a bulb temperature of 300 ° C, resulting in the replacement of the intact
- Manganese phosphate layer was used.
- the present invention therefore enables a flexible design of the manufacturing process, wherein the
- Piston surface remains protected from oxidation throughout.
- the invention thus relates to steel pistons, in particular steel pistons for an internal combustion engine, wherein a manganese phosphate layer which is sealed with a polysilazane, water glass or polysiloxane-based layer is applied to a region of the piston. Furthermore, the concerns The present invention relates to a method of coating a piston in an internal combustion engine in which a
- Manganese phosphate layer is formed on a portion of the piston and a polysilazane, water glass or polysiloxane-based layer is applied to this manganese phosphate layer.
- the edge of the combustion bowl and in particular the entire outer piston crown region is coated.
- the entire piston crown, including the combustion bowl is coated.
- pistons made of CrMo-alloyed steels can be effectively protected against oxidation.
- This alloy is normally only usable for low to medium loads, as they are at high temperatures
- Steel piston applied lower layer is a manganese phosphate layer.
- Manganese phosphating be used. Such methods are e.g. in EP 0 711 849 B1, EP 1 230 423 Bl.
- the thickness of this manganese phosphate layer is preferably 0.5 .mu.m to 14 .mu.m, with an average particle size of 2 .mu.m to 16 .mu.m being preferred.
- Manganese phosphate crystallites should be gap-free and the
- Crystallites be formed regularly. Partially amorphous structures between the crystallites should be possible be avoided.
- the manganese phosphate layer provides in
- a sealing layer which comprises a polymer is applied to the manganese phosphate layer
- Polysilazane, water glass or polysiloxane base comprises (hereinafter also referred to as coating on polysilazane, water glass or polysiloxane-based). Preferred is a polysilazane-based coating). In the case of polysilazane, waterglass or
- Polysiloxane-based may be a multi-layer system, wherein for the individual layers different base materials and / or additives are used.
- a double layer can be used, which consists of a lower, preferably thin, layer
- inorganic polysilazane and a top layer of organic polysilazane modified with additives are inorganic polysilazane and a top layer of organic polysilazane modified with additives.
- both inorganic and an organic polysilazane can be used as a base.
- the invention can be used as a base.
- 20% perhydropolysilazane can be used in dibutyl ether (e.g., from Merck).
- the organic polysilazanes may have different radicals R 1 and R 2 , for example a polysilazane modified with vinyl groups can be used. You can in different
- Solvents such as butyl acetate, be dissolved. These solutions may optionally contain other organic admixtures. Examples of suitable organic polysilazanes are HTT 1800 (Merck KGaA) and HTA 1500 (KiON Defense
- the reaction of the polysilazane with atmospheric moisture, water or alcohol forms a polysiloxane layer, which in the case of the inorganic polysilazane is an amorphous quartz glass layer.
- potassium silicate is preferred.
- Polysiloxane-based coating The basis of the polysiloxane-based coating may be
- R is either H or an alkyl group, preferably H or Ci-Cio alkyl group, more preferably H or C 1 -C5
- R 2 and R 3 are each independently H or an alkyl group, preferably H or C 1 -C 10 alkyl group, more preferably H or C 1 -C 5 alkyl group.
- Preferred is a polysiloxane in which when R 2 is H, R 3 is an alkyl group, and when R 3 is H, R 2 is an alkyl group.
- the alkyl group of R 1 , R 2 and R 3 is either a branched or unbranched hydrocarbon chain. Furthermore, the alkyl groups may be substituted with halogens such as F, Cl, Br or I
- a high temperature resistant polysiloxane is used.
- the thermal insulation layer is formed by applying a coating to the manganese phosphate layer containing a polysilazane, water glass or polysiloxane based polymer.
- the polymers penetrate into the recesses between the manganese phosphate crystallites and combine with them.
- Manganese phosphate layer preferably 0.2 ym to 40 ym, wherein high layer thicknesses usually only by means of organic
- Polysilazanes can be produced.
- the thickness of the coating is preferably, in particular when using inorganic polysilazane, 0.2 ym to 10 ym, and more preferably 0.5 ym to 2 ym.
- the total thickness of the layer consisting of manganese phosphate and polysilazane, water glass or polysiloxane is thus the sum of the manganese phosphate layer thickness plus the covering polymer layer.
- These powders advantageously have a particle size of 0.1 ym to 25 ym. This way you can make thicker ones
- layer thicknesses of up to 100 ⁇ m can be achieved if a filler, for example ZrO 2 and / or glass powder (hollow glass spheres), is added. In this way, if necessary, a layer with particularly good thermal insulation effect can be generated.
- a filler for example ZrO 2 and / or glass powder (hollow glass spheres)
- the glass powders are preferably selected so that their coefficient of thermal expansion corresponds approximately to that of the steel piston.
- the average size of the glass particles is preferably in the range of 3 to 10 ⁇ m. suitable
- Glass systems are e.g. 8472 (lead borate glass), 8470
- G018-198 lead-free passivation glass
- G018-311 barium silicate glass
- the present invention relates to a method for producing the layer and its use for reducing or preventing the oxidation of the piston in one
- Combustion engine These methods include the
- the polysilazane, polysiloxane or waterglass-based layer may be cured at room temperature in a manner known to those skilled in the art, e.g. be applied by wiping, spraying, dipping or brushing.
- the composition thus applied is preferably heated to a temperature of 15 ° C to 255 ° C for crosslinking.
- the polysilazane-based coating converts to a Si0 2 -based coating in the following days under the action of atmospheric moisture, water or alcohol. In all three cases Si0 2 ⁇ networks are formed which have a very low thermal conductivity.
- the prepared polysilazane, polysiloxane or waterglass-based layer is non-porous and therefore gas-tight, contrary to those known in the art, which are produced by means of a sol-gel process, so that oxidation of the piston is prevented.
- the compound of the layer based on polysilazane, polysiloxane or waterglass is effectively improved with the piston. It is assumed that the
- the manganese phosphating improves the corrosion resistance, so that the negative influence of corrosion on the adhesion is avoided or at least significantly reduced.
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Abstract
Es wird eine Beschichtung zur thermischen Isolierung eines Stahlkolbens für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt. Diese Beschichtung umfasst auf der Oberfläche des Stahlkolbens eine untere Manganphosphat-Schicht und eine daran anschließende obere Schicht auf Polysilazan-, Wasserglas- oder Polysiloxan-Basis-Basis.
Description
THERMISCHE ISOLIERUNG EINES STAHLKOLBENS MITTELS EINER MANGAN-PHOSPHAT- UND EINER VERSIEGELUNGSSCHICHT AUF POLYSILAZAN-,
WASSERGLAS- ODER POLYSILOXAN-BASIS
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtung zur thermischen Isolierung eines Stahlkolbens, insbesondere für einen Verbrennungsmotor, ein Verfahren zur Aufbringung dieser Beschichtung und deren Verwendung zur Verringerung bzw.
Verhinderung der Oxidation des Kolbens.
Stand der Technik Stahlkolben werden im Motor aufgrund ihrer geringeren
Wärmeleitfähigkeit viel heißer als Aluminiumkolben. Dies hat zur Folge, dass an der Stahloberfläche verschiedene
Reaktionen ausgelöst werden. So wird z.B. am Rand der
Verbrennungsmulde im Kolbenboden eine Oxidschicht gebildet, die sich ablösen kann und dabei zu einer Verringerung der
Materialschichtdicke an dieser Stelle führt. Im schlimmsten Fall bekommt der Kolben dadurch Risse, was zu einer
Zerstörung des Kolbens führt. Den Folgen dieser Oxidation kann bisher nur durch Maßnahmen begegnet werden, die teuer oder aus anderen Gründen
nachteilig sind. Eine Möglichkeit besteht in einer
verstärkten Dimensionierung des Kolbens, wodurch dieser schwerer wird. Speziell bei LVD-Kolben, d.h. bei Kolben für Dieselmotoren in PKW oder leichten Nutzfahrzeugen, ist jedoch ein geringes Gewicht des Kolbens vorteilhaft.
Eine andere Möglichkeit zur Verringerung der Oxidation ist die Verwendung von speziellen Legierungen mit hohem Chrom- und Nickelgehalt. Solche Legierungen sind jedoch teuer.
Ferner stört ein hoher Chromgehalt die Schichtbildung während einer nachfolgenden Manganphosphatierung und erhöht außerdem den mit der Pflege des Bades verbundenen Aufwand. Auch das Aufbringen einer galvanischen Schutzschicht auf den
Stahlkolben ist mit hohen Kosten verbunden. Des Weiteren können die hohen Temperaturen im Kühlkanal des Kolbens dazu führen, dass das Öl im Kühlkanal verkokt. Diese Verkokung resultiert im Aufbau einer Ölkohleschicht. Die Ölkohleschicht verringert das Volumen des Kühlkanals, welches wiederum zu einer schlechteren Kühlung des Kolbenbodens und zu einer verstärkten Ölkohleablagerung führt. Durch
ungenügende Kühlung des Kolbens kann es dann zu einem
Versagen des Kolbens durch Überhitzung kommen.
Die Verkokung des Kühlkanals konnte bisher nur durch
ausreichende Dimensionierung des Kühlkanaldurchmessers und durch ausreichende Öleinspritzung auf ein erträgliches Maß reduziert werden. Der Nachteil dieser Maßnahmen ist eine Vergrößerung des Kolbens und das damit verbundene höhere Gewicht desselben. Zudem ist durch die größere
Dimensionierung kein zuverlässiger Schutz gewährleistet, da eine stetige Verengung des Kühlkanals durch Verkokung nicht vermieden werden kann.
Derzeit werden Stahlkolben zwar üblicherweise im Bereich des Kolbenbolzens bzw. des Bolzenlagers manganphosphatiert , dieser Vorgang dient jedoch nicht der Härtung, sondern soll in Kombination mit Öl eine EinlaufSchicht erzeugen, die die Reibung in der Bolzenbohrung bei den ersten Zyklen reduziert (siehe z.B. US 6,557,457; WO 2016/070031 AI).
WO 2007/140826 beschreibt ein Verfahren zur Härtung der
Ringnut eines Kolbens bei dem eine Beschichtung, z.B. eine
Manganphosphat-Beschichtung, aufgebracht wird. Diese
Beschichtung soll die Energie eines zum Härten eingesetzten Laserstrahls absorbieren und so die Prozesszeit verringern. Es gibt daher das Bedürfnis nach einer Beschichtung für
Kolben, die zu einer guten thermischen Isolierung führt und ggf. auch als Korrosionsschutz dienen kann.
Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass dieses Problem durch die Kombination einer Schicht auf Polysilazan- ,
Wasserglas- oder Polysiloxan-Basis mit einer Manganphosphat- Schicht gelöst werden kann.
Speziell die Eignung einer Manganphosphat-Schicht als
Haftvermittler auf einem Stahlkolben war nicht zu erwarten, da Phosphatschichten üblicherweise thermisch instabil sind. So wurde bei Aluminiumkolben beobachtet, dass sich die
Phosphatschicht bereits ab einer Kolbentemperatur von 300°C zu zersetzen beginnt, was zur Ablösung der intakten
Siebdruckbeschichtung geführt hat. Hingegen hat sich
überraschend gezeigt, dass die Manganphosphat-Schicht auch bei längerem Erhitzen auf 700°C erhalten blieb und auch keine Oxidation der Stahloberfläche auftrat, wenn Polysilazan, Wasserglas oder Polysiloxan zur Versiegelung der
Manganphosphat-Schicht eingesetzt wurde.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher eine flexible Gestaltung des Fertigungsprozesses, wobei die
Kolbenoberfläche durchgehend vor Oxidation geschützt bleibt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung betrifft folglich Stahlkolben, insbesondere Stahlkolben für einen Verbrennungsmotor, wobei auf einen Bereich des Kolbens eine Manganphosphat-Schicht aufgebracht ist, die mit einer Schicht auf Polysilazan-, Wasserglas- oder Polysiloxan-Basis versiegelt ist. Weiterhin betrifft die
vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung eines Kolbens in einem Verbrennungsmotor, in dem eine
Manganphosphat-Schicht auf einem Bereich des Kolbens erzeugt wird und auf diese Manganphosphat-Schicht eine Schicht auf Polysilazan- , Wasserglas- oder Polysiloxan-Basis aufgebracht wird .
Auf vorteilhafte Weisen lassen sich im Rahmen der Erfindung insbesondere der Muldenrand und die anschließenden
Oberflächen schützen, die durch Oxidation am stärksten geschädigt werden. Daher wird erfindungsgemäß bevorzugt der Rand der Verbrennungsmulde und insbesondere der gesamte äußere Kolbenbodenbereich beschichtet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der gesamte Kolbenboden inklusive der Verbrennungsmulde beschichtet.
Mittels der Erfindung lassen sich insbesondere Kolben aus CrMo-legierten Stählen wirksam vor Oxidation schützen. Als besonders vorteilhaft hat sich dies für Kolben aus 42CrMo4 erwiesen. Diese Legierung ist normalerweise nur für niedrige bis mittlere Belastungen einsetzbar, da sie bei hohen
Belastungen inakzeptabel schnell durch Heißgaskorrosion oxidiert . Bei der direkt auf die Oberfläche des erfindungsgemäßen
Stahlkolbens aufgebrachten unteren Schicht handelt es sich um eine Manganphosphat-Schicht. Im Rahmen der Erfindung können die dem Fachmann geläufigen Verfahren zur
Manganphosphatierung eingesetzt werden. Solche Verfahren werden z.B. in EP 0 711 849 Bl, EP 1 230 423 Bl beschrieben.
Die Dicke dieser Manganphosphat-Schicht beträgt vorzugsweise 0,5 ym bis 14 ym, wobei eine mittlere Korngröße von 2 ym bis 16 ym bevorzugt ist. Die Belegung der Oberfläche mit
Manganphosphat-Kristalliten sollte lückenfrei und die
Kristallite regelmäßig ausgebildet sein. Teilweise amorphe Strukturen zwischen den Kristalliten sollten möglichst
vermieden werden. Die Manganphosphat-Schicht bietet im
Vergleich zur nicht phosphatierten Stahloberfläche eine deutlich vergrößerte Kontaktfläche zu der darauf
aufgebrachten Schicht auf Polysilazan-, Wasserglas- oder Polysiloxan-Basis . Auch die Hinterschnitte der Schicht bieten gute Verzahnungsmöglichkeiten.
Erfindungsgemäß wird auf die Manganphosphat-Schicht eine Versiegelungsschicht aufgebracht, die ein Polymer auf
Polysilazan-, Wasserglas- oder Polysiloxan-Basis umfasst (im Folgenden auch jeweils als Beschichtung auf Polysilazan-, Wasserglas- oder Polysiloxan-Basis bezeichnet) . Bevorzugt ist eine Beschichtung auf Polysilazan-Basis ) . Bei der Schicht auf Polysilazan-, Wasserglas- oder
Polysiloxan-Basis kann es sich um ein Mehrschichtsystem handeln, wobei für die einzelnen Schichten unterschiedliche Basismaterialien und/oder Zusatzstoffe eingesetzt werden. Beispielsweise kann eine Doppelschicht eingesetzt werden, die aus einer unteren, bevorzugt dünnen, Schicht aus
anorganischem Polysilazan und einer oberen Schicht aus organischem Polysilazan, die mit Additiven modifiziert wurde, besteht .
a. Beschichtung auf Polysilazan-Basis
Als Basis kann sowohl anorganisches als auch ein organisches Polysilazan eingesetzt werden. Das erfindungsgemäß
eingesetzte anorganische Polysilazan bildet ein amorphes Netzwerk aus Si- und N-Atomen, das Bausteine der Formel
-(H2Si-NH)n- aufweist und auch als Perhydropolysilazan bezeichnet wird. Bei den organischen Polysilazanen ist das Netzwerk durch organische Gruppen modifiziert, so dass sich Bausteine der Formel - (R1R2Si-NH) - ergeben.
Selbstverständlich können auch Polymere eingesetzt werden, die nur eine organische Gruppe pro Monomer enthalten.
Beschichtungen auf Polysilazan-Basis werden herkömmlich für Elektronikbauteile verwendet. Die dafür kommerziell
erhältlichen Produkte können im Rahmen der Erfindung
eingesetzt werden.
Zur Bildung von anorganischem Polysilazan werden Lösungen von Perhydropolysilazan in Lösungsmitteln eingesetzt. Zum
Beispiel kann 20%iges Perhydropolysilazan in Dibutylether (z.B. von Merck) eingesetzt werden.
Die organischen Polysilazane können unterschiedliche Reste R1 und R2 aufweisen, z.B. ist ein mit Vinylgruppen modifiziertes Polysilazan einsetzbar. Sie können in unterschiedlichen
Lösungsmitteln, wie zum Beispiel Butylacetat, gelöst sein. Diese Lösungen können ggf. weitere organische Beimischungen enthalten. Beispiele für geeignete organische Polysilazane sind HTT 1800 (Merck KGaA) sowie HTA 1500 (KiON Defense
Technologies) .
Durch die Reaktion des Polysilazans mit Luftfeuchte, Wasser oder Alkohol bildet sich eine Polysiloxan-Schicht , bei der es sich im Falle des anorganischen Polysilazans um eine amorphe Quarzglasschicht handelt.
b. Beschichtung auf Wasserglas-Basis
Als Basis kann Natrium-, Kali- oder Lithiumwasserglas
eingesetzt werden, wobei Kaliwasserglas bevorzugt wird.
c. Beschichtung auf Polysiloxan-Basis Die Basis der Beschichtung auf Polysiloxan-Basis können
Polysiloxane der folgenden Formel sein:
worin R entweder H oder eine Alkylgruppe ist, bevorzugt H oder Ci-Cio Alkylgruppe, noch bevorzugter H oder C1-C5
Alkylgruppe; und
R2 und R3 jeweils unabhängig voneinander entweder H oder eine Alkylgruppe ist, bevorzugt H oder C1-C10 Alkylgruppe, noch bevorzugter H oder C1-C5 Alkylgruppe. Bevorzugt ist ein Polysiloxan, in dem wenn R2 H ist, R3 eine Alkylgruppe darstellt, und wenn R3 H ist, R2 eine Alkylgruppe darstellt .
Die Alkylgruppe von R1, R2 und R3 ist entweder eine verzweigte oder unverzweigte Kohlenwasserstoffkette . Des Weiteren können die Alkylgruppen mit Halogenen wie F, Cl, Br oder I
substituiert sein, vorzugsweise mit F.
Bevorzugt wird ein hochtemperaturbeständiges Polysiloxan eingesetzt.
Die Herstellung der thermischen Isolierschicht erfolgt durch Auftragung einer Beschichtung auf die Mangan-Phosphat- Schicht, die ein Polymer auf Polysilazan- , Wasserglas- oder Polysiloxan-Basis beinhaltet.
Die Polymere dringen dabei in die Vertiefungen zwischen den Mangan-Phosphat-Kristalliten ein und verbinden sich mit diesen. Die Dicke der Beschichtung auf Polysilazan-,
Wasserglas- oder Polysiloxan-Basis beträgt oberhalb der
Mangan-Phosphat-Schicht bevorzugt 0,2 ym bis 40 ym, wobei hohe Schichtdicken in der Regel nur mittels organischen
Polysilazanen hergestellt werden können. Bevorzugt beträgt die Dicke der Beschichtung, insbesondere bei Einsatz von
anorganischem Polysilazan, 0,2 ym bis 10 ym und besonders bevorzugt 0,5 ym bis 2 ym. Die Gesamtdicke der Schicht bestehend aus Mangan-Phosphat und Polysilazan, Wasserglas oder Polysiloxan beträgt somit die Summe aus der Mangan- Phosphat-Schichtdicke plus der deckenden Polymerschicht.
Es ist möglich die Schicht auf Polysilazan-, Polysiloxan- oder Wasserglas-Basis durch Zugabe von Additiven zu
modifizieren, beispielsweise durch die Zugabe von ZrÜ2, BN, Emailleglaspulver, Glashohlkugeln, Korundpulver, T1O2 o.ä.
Diese Pulver haben vorteilhafterweise eine Partikelgröße von 0,1 ym bis 25 ym. Auf diese Weise lassen sich dickere
Schichten erzeugen. Mittels organischer Polysilazane lassen sich Schichtdicken bis zu 100 ym erzielen, wenn ein Füllstoff, beispielsweise ZrÜ2 und/oder Glaspulver (Hohlglaskugeln), zugesetzt wird. Auf diese Weise kann, wenn nötig, eine Schicht mit besonders guter thermischer Isolierwirkung erzeugt werden.
Dabei werden die Glaspulver bevorzugt so ausgewählt, dass ihr Wärmeausdehnungskoeffizient ungefähr dem des Stahlkolbens entspricht. Die durchschnittliche Größe der Glaspartikel liegt bevorzugt im Bereich von 3 bis 10 ym. Geeignete
Glassysteme sind z.B. 8472 (Blei-Borat-Glas), 8470
(Borosilikatglas) , G018-198 (bleifreies Passivierungsglas ) und G018-311 (Bariumsilikatglas) von Schott.
Als ZrÜ2 können beispielsweise Pulver mit einer
durchschnittlichen Partikelgröße von 0,3 bis 4 ym verwendet werden .
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Schicht und deren Verwendung zur Verringerung bzw. Verhinderung der Oxidation des Kolbens in einem
Verbrennungsmotor. Diese Verfahren umfassen die
Manganphosphatierung des Kolbens und das Aufbringen der oben
beschriebenen Schicht auf Polysilazan-, Polysiloxan- oder Wasserglas-Basis auf die Manganphosphat-Schicht.
Die Schicht auf Polysilazan-, Polysiloxan- oder Wasserglas- Basis kann bei Raumtemperatur in einer dem Fachmann bekannt Weise, z.B. durch Wischen, Sprühen, Tauchen oder Pinseln aufgetragen werden.
Die so aufgebrachte Zusammensetzung wird zur Vernetzung vorzugsweise auf eine Temperatur von 15°C bis 255°C erwärmt.
Die Beschichtung auf Polysilazan-Basis wandelt sich in den folgenden Tagen unter Einwirkung von Luftfeuchte, Wasser oder Alkohol in eine Beschichtung auf Si02-Basis um. In allen drei Fällen bilden sich somit Si02~Netzwerke, die eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen.
Die hergestellte Schicht auf Polysilazan-, Polysiloxan- oder Wasserglas-Basis ist entgegen denen im Stand der Technik bekannten Schichten, die mittels eines Sol-Gel-Prozesses hergestellt werden, nicht porös und daher gasdicht, so dass eine Oxidation des Kolbens verhindert wird.
Mittels der als Haftvermittler eingesetzten Manganphosphat- Schicht wird die Verbindung der Schicht auf Polysilazan-, Polysiloxan- oder Wasserglas-Basis mit dem Kolben wirksam verbessert. Es wird davon ausgegangen, dass die
Haftvermittlung auf der großen effektiven Oberfläche der rauen Manganphosphatschicht beruht. Zusätzlich verbessert die Manganphosphatierung die Korrosionsbeständigkeit, so dass auch der negative Einfluss von Korrosion auf die Haftung vermieden oder zumindest deutlich reduziert wird.
Claims
1. Stahlkolben, insbesondere Stahlkolben für einen
Verbrennungsmotor, wobei auf einen Bereich des Kolbens eine Manganphosphat-Schicht aufgebracht ist, die mit einer Schicht auf Polysilazan-, Wasserglas- oder
Polysiloxan-Basis versiegelt ist.
2. Stahlkolben gemäß Anspruch 1, wobei ein Bereich des
Kolbenbodens beschichtet ist.
3. Stahlkolben gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest der Rand der Verbrennungsmulde, bevorzugt der Rand gemeinsam mit der gesamten Verbrennungsmulde, beschichtet ist.
4. Stahlkolben gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zur Versiegelung eine Schicht auf Polysilazan-Basis,
bevorzugt eine Schicht aus organischem Polysilazan mit ZrC>2 und/oder einem Glaspulver, eingesetzt wird.
5. Stahlkolben gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dicke der Schicht auf Polysilazan-, Wasserglas- oder Polysiloxan-Basis 0,2 ym bis 100 ym beträgt.
6. Stahlkolben gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei es sich um einen Kolben aus einem CrMo-legierten Stahl, insbesondere einen Kolben aus 42CrMo4, handelt.
7. Verfahren zur Herstellung eines Stahlkolbens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, welches die Manganphosphatierung der Oberfläche des Kolbens und daran anschließend das Aufbringen einer Schicht auf Polysilazan-, Wasserglasoder Polysiloxan-Basis umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei es sich um eine Schicht auf Polysilazan-Basis handelt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Polysilazan bei einer Temperatur von 15°C bis 255°C vernetzt wird.
10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9 oder, wobei die Schicht auf Polysilazan-Basis nach dem Aufbringen zumindest teilweise in eine Schicht auf Polysiloxan-Basis
umgewandelt wird.
11. Verfahren zur Verringerung oder Verhinderung der
Oxidation eines Stahlkolbens für einen Verbrennungsmotor, welches das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 umfasst .
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