DE2330803A1 - Verfahren zur herstellung von aus leichtmetall gegossenen gehaeusen fuer kolben von verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

KARL SCHMIDT GMBH 6 Frankfurt (Main), 13.6.1973

7107 Neckarsulm . DrQ/GKp

Christian-Schmidt-Str. 8/12

Prov. Nr. 7223 KS

Verfahren zur Herstellung von aus Leichtmetall gegossenen Gehäusen für Kolben von Verbrennungs-' kraftmaschinen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium bzw. dessen Legierungen, gegossenen Gehäusen für Kolben von Verbrennungskraftmaschinen, deren Laufbahnen aus einer Schicht eines gegenüber dem Leichtmetall verschleißfesteren Werkstoffs, vorzugsweise Stahl, bestehen, indem auf den Gießkern des Gehäuses vor dem Umgießen mit Leichtmetall die verschleißfestere Werkstoffschicht aufgespritzt wird.

Die Wärmeleitzahl von aus Leichtmetall gegossenen Gehäusen für Kolben von Verbrennungskraftmaschinen liegt rund 3 mal höher als bei Grauguß. Das ist der Grund, warum in großem Umfang heute sogenannte Verbundgußgehäuse in thermisch hochbelasteten Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden. Bei im Mittel um 20 bis 40°C niedererem Temperaturniveau des Gehäuses wird die Verlustwärme wesentlich rascher an das Kühlmittel abgeführt. Da die Verschleißfestigkeit von Leichtmetall gegenüber Grauguß jedoch vergleichsweise gering ist, werden zur Erreichung hoher Laufzeiten als Laufbahn Graugußbuchsen eingegossen, Chromschichten galvanisch aufgebracht oder Schichten aus einem Spezialstahl aufgespritzt, nachdem eine Molybdän-Zwischenschicht auf das Leichtmetall aufgebracht worden ist, die für die Verbindung zwischen Leichtmetall und

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Stahl sorgt (Technisches Handbuch, Karl Schmidt GmbH, Neckarsulm, Seite 272).

Ein besonderes Verfahren, um die Laufbahnen von gegossenen Leichtmetallgehäusen für Kolben von Verbrennungskraftmaschinen verschleißfest zu machen, besteht darin, daß auf den Gießkern des Gehäuses eine Schicht eines gegenüber dem Leichtmetall ,verschleißfesteren Werkstoffs, vorzugsweise Stahl, beispielsweise durch Flammspritzen aufgespritzt wird. Die Stahlschicht wird dann mit Leichtmetall im Druckgußverfahren umgössen, wodurch zwischen dem verschleißfesteren Werkstoff und dem Leichtmetall eine innige Verklammerung entsteht (DT-AS 1 291 865 und 1 433 914).

Die Anwendung des Druckgußverfahrens zur Herstellung von Leichtmetallgehäusen für Kolben von Verbrennungskraftmaschinen, deren Laufbahnen aus einem verschleißfesteren Werkstoff bestehen, ist jedoch für die Herstellung von der Gestalt her schwieriger und qualitativ hochwertiger Gußstücke, wie es Gehäuse für Kolben darstellen, wenig geeignet.

Zur Lösung dieser Probleme wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Herstellung solcher Gehäuse nach dem Niederdruck-Kokillengießverfahren vorzunehmen. Die Anwendung des Niederdruckgießverfahrens allein genügt jedoch nicht, da die Leichtmetallschmelze aufgrund des beim Niederdruck-Kokillengießverfahrens angewendeten relativ niedrigen Drucks, z.B. bei Leichtmetall 0,2 bis 0,3 atü, nicht tief genug in die in der Oberfläche der auf den Gießkern aufgespritzten vorzugsweise Stahlschicht befindlichen Vertiefungen eindringt und demzufolge eine innige Verklammerung zwischen Stahlschicht und Leicht-

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metall nicht in allen Fällen entsteht. Es wird deshalb die beim Niederdruckgießen verwendete Kokille für die Herstellung von Gehäusen für Kolben während dem Einfüllen der Leichtmetallschmelze in Schwingungen versetzt, beispielsweise mit Hilfe eines daran angebrachten pneumatischen Rüttlers, wie er bei der Fertigung von Rippenzylindern verwendet wird. Die durch diese Schwingungen in der Leichtmetallschmelze hervorgerufenen Druckwellen überwinden die Oberflächenspannung der Leichtmetallschmelze, so daß diese in die Vertiefungen der auf den Gehäusekern aufgespritzten Werkstoffschicht eindringen und vollständig ausfüllen kann. Nach der Erstarrung ergibt sich ein inniger Verbund zwischen dem Leichtmetall und der aufgespritzten Schicht des gegenüber Leichtmetall verschleißfesteren Werkstoffs. Der Verbund besitzt eine so hohe Festigkeit gegenüber Trenn- und Scherkräften, daß bei entsprechenden Zerreißversuchen eine Trennung zwischen aufgespritzter Schicht und dem Leichtmetall nicht möglich war, sondern der Bruch in der Regel innerhalb der aufgespritzten Schicht auftrat.

Patentanspruch

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Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur Herstellung von aus Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium bzw. dessen Legierungen, gegossenen Gehäusen für Kolben von Verbrennungskraftmaschinen, deren Laufbahnen aus einer Schicht eines gegenüber dem Leichtmetall verschleißfesteren Werkstoffs, vorzugsweise Stahl, bestehen, indem auf dem Gießkern des Gehäuses vor dem Umgießen mit Leichtmetall die verschleißfestere Werkstoffschicht aufgespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der umspritzte Gießkern im Niederdruck-Kokillenguß mit Leichtmetallschmelze umgössen und dabei die Gehäusekokille in Schwingungen versetzt wird.

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