DE2550907C3 - Metallgespritzte Bodenbewehrung eines Aluminium-Tauchkolbens für Verbrennungsmotoren - Google Patents
Metallgespritzte Bodenbewehrung eines Aluminium-Tauchkolbens für VerbrennungsmotorenInfo
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Description
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Metallgespritzte Bodenbewehrung eines Aluminium-Tauchkolbens für Verbrennungsmotoren bestehend
aus
20-30 Gew.-o/o Al
5 Gew.-% Si
5 Gew.-% Si
0,8 Gew-% Mn
Rest Fe.
Rest Fe.
2. Bodenbewehrung nach Anspruch 1 mit 30 Gew.-% Aluminium.
Die Erfindung betrifft eine metallgespritzte Bodenbewehrung eines Aluminium-Tauchkolbens für Verbrennungsmotoren.
Derartige Boden-Spritzschichten sind an sich bekannt, z. B. aus DD 33 401. Nach den dortigen Angaben
sollen sie die Standzeit des Kolbens verlängern helfen und bei Kolben aus Aluminiumlegierungen insbesondere
aus Reinaluminium sein. Von ihren Eigenschaften her sollen sie dabei im einzelnen dem Korrosionsangriff und
der thermischen und dynamischen Belastung widerstehen und die Oberfläche des Kolbengrundwerkstoffes
vor der Belastung durch ausgeprägte aus dem Motorbrennraum kommende Wärmeschwingungen
schützen. Darüber hinaus ist es auch aus »Jahrbuch Oberflächentechnik« Band 30, Seiten 250 bis 257,
insbesondere Seite 253 ganz allgemein bekannt, Schutzschichten aufzuspritzen.
Aus FR-PS 13 27 095 ist eine aufgespritzte Keramikschicht bekannt. Mit einer solchen Keramikschicht wird
dabei im Grunde das gleiche Ziel verfolgt wie nach der Erfindung. In der Praxis hat eine Keramikschicht jedoch
den Nachteil, daß ihr Halt an dem Kolbengrundmaterial, das aus Aluminium bzw. einer Aluminium-Legierung
besteht, schlecht ist. Dies gilt insbesondere in bezug auf die Temperatur-Wechselbeanspruchung, der die Haftung
zwischen Schicht und Grundmaterial wegen der erheblich unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten
meist nicht sicher standhält. Durch ihren gegenüber Aluminium wesentlich niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten
platzen derartige Keramikschichten daher sehr leicht von dem Aluminium-Grundmaterial ab. Nachdem
in »Schweißen und Schneiden« 24, (1972), Heft 4, Seiten 118 bis 122, insbesondere Seile 118, linke Spalte, die
Vorteile von Spritzschichten ausführlich beschrieben sind und dabei auch die gute wärmedämmende
Eigenschaft sowie die gute Haftfestigkeit bekannt sind, lag es nahe, auch die aus der GB-PS 3 45 693 als
wärmedämmend bekannte Fe/Al-Legierung als Bodenbewehrung
auf Aluminiumkolben aufzuspritzen. Eine solche Bodenbewehrung wäre zwar wärmedämmend
und würde auch besser als eine Keramikschicht haften, andererseits wäre sie jedoch noch nicht geeignet, die
strengen Anforderungen, die an die Bewehrungsschicht eines Kolbenbodens gestellt werden, in der Praxis
befriedigend zu erfüllen.
Es soll die Aufgabe gelöst werden, eine Zusammensetzung einer Bodenbewehrung anzugeben, die gegenüber
dem Brennraum gut wärmeisolierend wirkt und sich mit dem Grundmaterial möglichst haftfest verbindet
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Verwendung einer ganz speziell zusammengesetzten Pseudolegierung
wie sie in Anspruch 1 angegeben ist. Bei einer solchen Zusammensetzung haben sich Aluminium-Anteile
im Bereich von 30 Gew.-% als besonders günstig erwiesen.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt
Ein Kolben 1 aus der Aluminium-Legierung mit 11,5
bis 13,5% Si, 0,8 bis 1,5% Cu, 0,8 bis 1,5% Ni, 0,8 is 1,3% Mg, <0,7 Fe,
<0,2Mn, <0,2 Ti und Rest Al besitzt
einen mit der erfindungsgemäßen Metallspritzschicht 2 versehenen Boden sowie Feuersteg bis hinein in die
oberste Ringnut. Die Schicht wird im Lichtbogen-Verfahren aufgetragen, wobei das Ausgangsmaterial in
Form zweier Drahtstränge vorliegt. Die Bestandteile Al und Si einerseits und Fe und Mn andererseits sind
jeweils in einem Draht zusammengefaßt Zur Herstellung einer Spritzschicht der Zusammensetzung 30% Al.
5% Si, 0,8% Mn und Rest Fe bestehen die beiden Drähte aus den beiden Legierungen mit im wesentlichen 12% Si
und Rest Al einerseits sowie 1,7% Mn und Rest Fe andererseits. Die Drahtdurchmesser betragen dabei für
den Al/Si-Draht 2,5 mm und für den Fe/Mn-Draht 1,6 mm. Vor dem Auftragen der Spritzschicht wird das
Kolbengrundmaterial aufgerauht, wozu z. B. ein Raugewinde aufgebracht werden kann. Hierauf kann die
Spritzschicht dann grundsätzlich direkt aufgebracht werden. Teilweise erweist es sich jedoch als vorteilhaft,
eine Zwischenschicht z. B. aus Nickelaluminid, Molybdän oder einer Aluminium-Magnesium-Bronze vor dem
Spritzen auf das Grundmaterial aufzubringen. Ferner wird das Grundmaterial vor dem Spritzen auf etwa
200° C erwärmt.
Die in der oben angegebenen Weise aufgebrachte Spritzschioht weist einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
von etwa α=16·10~6 (1/grd) und einen
Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von etwa λ = 0,03 (cal/cm.s.grd) auf. Bei einem Kolben von 90 mm
Durchmesser betrug die Schichtdicke mindestens 2 mm und zwar sowohl auf dem Boden als auch auf dem
Feuersteg. Die Verschleißfestigkeit der Schicht ist
so wesentlich besser als diejenige des Aluminium-Grundwerkstoffes.
Die Druckfestigkeit beträgt bei Raumtemperatur etwa OdB = 54 kp/mm2. Die Härte bei Raumtemperatur
beträgt HVi = 170 kp/mm2. Nach einer Temperaturbeanspruchung
bei 300°C und über 200 h weist die Schicht eine Resthärte, die wiederum bei Raumtemperatur
gemessen wird, von 190 kp/mm2 auf. Der Wert für die Dichte der Schicht liegt bei ρ = 4,7 g/cm3. Im
Hinblick auf die Bearbeitbarkeit des Bodens erweist sich die Schicht als besonders günstig, denn sie kann
insbesondere mit normalen Schneidwerkzeugen wie z. B. HSS-Drehmeißeln oder Hartmetallen bearbeitet
werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752550907 DE2550907C3 (de) | 1975-11-13 | 1975-11-13 | Metallgespritzte Bodenbewehrung eines Aluminium-Tauchkolbens für Verbrennungsmotoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19752550907 DE2550907C3 (de) | 1975-11-13 | 1975-11-13 | Metallgespritzte Bodenbewehrung eines Aluminium-Tauchkolbens für Verbrennungsmotoren |
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Publication Number | Publication Date |
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DE2550907A1 DE2550907A1 (de) | 1977-05-18 |
DE2550907B2 DE2550907B2 (de) | 1978-06-29 |
DE2550907C3 true DE2550907C3 (de) | 1981-08-13 |
Family
ID=5961614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752550907 Expired DE2550907C3 (de) | 1975-11-13 | 1975-11-13 | Metallgespritzte Bodenbewehrung eines Aluminium-Tauchkolbens für Verbrennungsmotoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2550907C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3304320C1 (de) * | 1983-02-09 | 1988-07-07 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8900 Augsburg | Leichtmetallkolben für - insbesondere schwerölbetriebene - Brennkraftmaschinen |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU554140B2 (en) * | 1980-07-02 | 1986-08-07 | Dana Corporation | Thermally insulating coating on piston head |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DD33401A (de) * | ||||
DE42104C (de) * | E. HELLING in Dresden, Zwickauerstr. 36 | Rohrabdichtungsmaschine | ||
DE454809C (de) * | 1924-05-09 | 1928-01-19 | Fried Krupp Akt Ges | Brennkraftmaschine |
FR1327095A (fr) * | 1962-03-21 | 1963-05-17 | Piston de moteur à combustion interne |
-
1975
- 1975-11-13 DE DE19752550907 patent/DE2550907C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3304320C1 (de) * | 1983-02-09 | 1988-07-07 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8900 Augsburg | Leichtmetallkolben für - insbesondere schwerölbetriebene - Brennkraftmaschinen |
Also Published As
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DE2550907B2 (de) | 1978-06-29 |
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