EP0348608B1 - Verfahren zum Freilegen von Silizium-Kristallen - Google Patents

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EP0348608B1
EP0348608B1 EP89105763A EP89105763A EP0348608B1 EP 0348608 B1 EP0348608 B1 EP 0348608B1 EP 89105763 A EP89105763 A EP 89105763A EP 89105763 A EP89105763 A EP 89105763A EP 0348608 B1 EP0348608 B1 EP 0348608B1
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EP
European Patent Office
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silicon crystals
tool
matrix
brushing
brush
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EP89105763A
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EP0348608A1 (de
Inventor
Gerhard Dipl.-Ing. Flores (Fh)
Thomas P. Dipl.-Ing. Wand
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Kadia Produktion GmbH and Co
Original Assignee
Kadia-Maschinenbau Kopp & Co GmbH
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B24D13/02—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by their periphery
    • B24D13/10—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by their periphery comprising assemblies of brushes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B33/00—Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/02—Honing machines or devices; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution, e.g. of cylindrical or conical shapes

Definitions

  • the invention relates to a method for exposing silicon crystals on the surfaces of finely machined, preferably honed workpieces, in which the silicon crystals are embedded in a considerably softer matrix.
  • Such methods are e.g. used to machine the cylindrical piston raceways of the engine blocks of motor vehicle engines.
  • the silicon crystals raised by exposing them against the recessed aluminum matrix form the wear-resistant surface on which the pistons or piston rings run, while the volume between the silicon crystals released by the resetting of the aluminum matrix serves to absorb lubricating oil.
  • a frequently used light metal material is the hypereutectic aluminum-silicon alloy Al Si 17 Cu 4 Mg. It is cast using the low pressure process and forms highly wear-resistant silicon crystals with a size of 30-80 ⁇ m during solidification. Finishing is done by drilling and honing. The crystals are then exposed.
  • this object is achieved in that the surface of the workpiece is then brushed after the fine machining.
  • the invention therefore creates a cutting process.
  • This takes advantage of the locally very different hardnesses of the silicon crystals on the one hand and the aluminum matrix on the other hand, as well as the associated different machining properties of both materials.
  • material is removed in the area of the matrix, i.e. the softer material. Due to the twenty times greater hardness of the silicon crystals, there is no processing of the silicon crystals. This process is extremely simple since known honing machines can be used for this. The cycle time drops to less than a minute.
  • Brushing is done with a relatively simple brushing tool without the use of caustic liquids.
  • the brushing tool 3 has brush strips 4 which consist of a support 5 which is T-shaped in cross section and a plurality of bristles 6 mounted thereon.
  • the vertical bars 7 of the T-shape of the cross section of the supports 5 have an axis 7 ′ parallel to the axis and an edge 7 ′′ running obliquely thereto.
  • a brush strip 4 or a support 5 has two such beams 7 in the axial direction.
  • the edges 7 ′ and 7 "cooperate with an expansion body 8 which has two conical areas 9, in each of which grooves 10 are provided, which receive and guide the beams 7 of the supports 5 such that the oblique edges 7 'of the beams 7 on the bottom of the grooves 10 slide.
  • the radial expansion of the brush strips 4 takes place by axial displacement of the expansion body 8.
  • the brush strips 4 are held together by springs 11 and 12 in the radial direction. They are surrounded by a sleeve 13 which is screwed on the front to a cover 14 and has slots 15 through which the ends of the bristles of the brush strips extend.
  • the sleeve 13 encompasses a flange 16 of the tool body 17 and is screwed to it.
  • the tool body is firmly connected to the sleeve 19 by means of bolts 18.
  • a disc 21 is arranged in the tool body 17 by means of a snap ring 20.
  • the expansion body 8 is firmly connected to the rod-shaped cylindrical extension 22, which also carries a circlip 23.
  • a spring 24 is effective between the disk 21 and the circlip 23, which pulls the extension 22 and with it the expansion body 8 to the left, which corresponds to the slightest radial expansion of the brush strips 4.
  • An expansion takes place when the expansion body 8 is pushed to the right. This is done by a pressure pin 25 which is slidably received in the sleeve 19 and at the same time is connected to a threaded sleeve 28 via a transversely arranged pin 26 which extends through slots 27 in the sleeve 19. This is seated on the outside of the sleeve 19 by means of a thread 29.
  • Rotation of the threaded sleeve 28 on the thread 29 on the sleeve 19 causes an axial displacement of the pressure bolt 25 and thus via extension 22, expansion body 8 and a radial displacement of the brush strips 4.
  • a clamping shaft 30 is connected, which serves for clamping in the rotationally driven spindle of a machine unit, which spindle can be displaced in the axial direction in accordance with a specific feed.
  • the strips are fed manually in the radial direction, i.e. by turning the threaded sleeve.
  • tools which are not adjustable step by step, not manually via a threaded sleeve, but by means of an actuating rod running inside the clamping shaft 30.
  • a detailed description of such a device is not necessary in the present context, since such feed devices are known to the person skilled in the art in honing machines for the radial expansion of honing tools.
  • this also applies to tools of the type described, although the conicity of the expansion body 8 in the present case is much larger than with conventional honing tools, since the bristles wear out faster and accordingly larger delivery paths are required.
  • the tool body is balanced because brushing is carried out at significantly higher peripheral speeds.
  • FIG. 4 shows a greatly enlarged image of a single bristle 6.
  • Cutting grains are embedded in a carrier material made of polyamide.
  • the cutting grains 31 can consist, for example, of diamond, corundum, silicon carbide, boron carbide or CBN (cubic drilling nitride).
  • the grain sizes range from 60 to 800 mesh.
  • the diameter of a single bristle should be designed so that it is not greater than the average distance between the silicon crystals on the surface to be processed.
  • Al Si 17 Cu 4 Mg there are, for example, about 14,000 silicon crystals with a grain size of 30 to 50 ⁇ m and about 3,100 crystals with a grain size of 40 to 80 ⁇ m on 1 cm 2 .
  • the resulting minimum crystal spacing on the surface is approximately 0.030 to 0.050 mm.
  • the bristle diameter should therefore be chosen to be correspondingly smaller, but depends on the distance between the crystals. It is important that the bristles reach the areas of the matrix between the silicon crystals directly and can remove material there.
  • a careful selection of the lubricant is necessary, also for its fat content, which determines the friction between the bristle ends and the matrix and thus the cutting behavior of the bristles of the cutting grains on the bristles.
  • a water-soluble coolant with a low fat content has proven itself in practice. The friction of the cutting grain and material can be adjusted so that the required material removal of 1 to 1.5 ⁇ m results in the area of the matrix 2.
  • the pretension of the brushes also has an important influence on the work result.
  • the tool is only expanded in the hole whose inner surface is to be brushed. When a constant expansion dimension is reached, the rotary movement starts.
  • a defined adjustment of the threaded sleeve 28 takes place, which is in series production - As described - is replaced by a stepping motor driven delivery system. In any case, it must be ensured that the tool is expanded to the same expansion diameter in every working cycle and thus works with constant bristle pretension.
  • the tool is expanded in series production after an empirically determined number of pieces by a certain amount, which corresponds to the wear that has occurred. This is done by using step control by additional delivery pulses.
  • the bristle pretension is expediently between 0.5 and 2 mm in diameter, i.e. that the bristles are widened to a diameter from the bristle end to the bristle end, which is larger than the diameter of the bore by the amount mentioned without being in contact with a bore.
  • 5 shows the functional diagram for the machining process.
  • 5 (a) the axial position 1 of the tool is plotted against time t. 1 H is the stroke length. The point a denotes the upper end position.
  • 5 (b) shows the infeed movement dr as a function of time. From this it can be seen that the expansion of the tool takes place after the retraction and that the brush strips are retracted in the radial direction before the extension of the tool.
  • 5 (c) shows the course of the rotary movement n over time. It can be seen from a comparison with FIGS. 5 (a) and 5 (b) that the rotary movement only begins after the tool has been retracted and expanded.
  • the direction of rotation is reversed after half the machining time so that the silicon crystals are cut from both sides. It is preferably carried out at a peripheral speed of 250 to 450 m / min and with a feed in the axial direction of 5 to 15 m / min.
  • the processing time can be 10 to 40 seconds. That gives
  • Figure 6 shows a photograph of a machined surface. It can be clearly seen how the silicon crystals 1 protrude from the aluminum matrix 2, so that the desired image is obtained. It is a scanning electron microscope image of a honed surface of a light metal engine block. The uniform cutting level on which the aluminum matrix and the flattened silicon crystal are located is clearly visible. Different roughnesses are also visible, which result from the partial differences in hardness of the two materials - silicon and aluminum.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Freilegen von Silizium-Kristallen an den Oberflächen feinbearbeiteter, vorzugsweise gehonter Werkstücke, bei denen die Silizium-Kristalle in eine erheblich weichere Matrix eingebettet sind.
  • Derartige Verfahren werden z.B. eingesetzt, um die zylindrischen Kolbenlaufbahnen der Motorblöcke von Kraftfahrzeugmotoren zu bearbeiten. Die durch das Freilegen gegenüber der zurückgesetzten Aluminium-Matrix erhabenen Silizium-Kristalle bilden die verschleißfeste Oberfläche, auf der die Kolben bzw. Kolbenringe laufen, während das durch die Zurücksetzung derAluminium-Matrix freigewordene Volumen zwischen den Silizium-Kristallen zur Aufnahme von Schmieröl dient. Ein dabei häufig verwendeter Leichtmetall-Werkstoff ist die übereutektische Aluminium-Silizium-Legierung AI Si 17 Cu 4 Mg. Sie wird im Niederdruckverfahren vergossen und bildet bei der Erstarrung hochverschleißfeste Silizium-Kristalle einer Größe von 30-80 µm. Die Feinbearbeitung erfolgt durch Bohren und Honen. Anschließend werden die Kristalle freigelegt.
  • Bei bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (JP-A 62 173 164) erfolgt die Freilegung durch elektro-chemische oder außenstromlose chemische Ätzverfahren (ECM = Elektro Chemical Machining). Das Ätzen erfordert in der Serienfertigung jedoch ein hohes Maß an ingenieurmäßiger Betreuung, da nur durch eine aufmerksame Überwachung des Prozesses zufriedenstellende Arbeitsergebnisse erzielt werden können. DerAnlagenwert ist außerordentlich hoch. Es entstehen darüberhinaus Probleme bei der Entsorgung der verbrauchten Ätz- und Reinigungsflüssigkeiten. Dadurch ergeben sich sehr hohe Betriebskosten. Die Tatktzeit beträgt bis zu vier Minuten. Die Vorgänge sind nur mit großem Aufwand automatisiert.
  • Es ist ferner bekannt (EP-A-1-0247572; VDI-Zeitschrift Band 128 (1986) Nummer 11 - Juni (I), S. 439-442), die Innenflächen von Graugußzylinderbüchsen oder beschichteten Leichtmetallzylindern anschließend an das Honen zu bürsten. Diese Nachbearbeitung der bereits betriebsfertigen Oberflächen dient dazu, den sog. Blechmantel zu beseitigen und - bei Grauguß - damit auch die Graphitlamellen freizulegen. Durch die Beseitigung des Blechmantels wird die Einlaufzeit abgekürzt. Durch die Freilegung der Graphitlamellen ergeben sich günstige Notlaufeigenschaften. Das bekannte Verfahren findet jedoch an einer an sich bereits betriebsfertigen Oberfläche statt und dient nicht dazu, einzelne Bereiche der Werkstückoberfläche zurückzusetzen und damit Aufnahmeräume für Schmiermittel zu schaffen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein leicht automatisierbares vereinfachtes Verfahren der eingangs genannten Art bei erheblicher Kostensenkung zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Oberfläche des Werkstückes anschließend an die Feinbearbeitung gebürstet wird. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Die Erfindung schafft also im Gegensatz zu dem bekannten chemischen Ätzverfahren ein spanendes Verfahren. Dabei macht man sich die im Werkstoff örtlich sehr unterschiedlichen Härten der Silizium-Kristalle einerseits und der Aluminium-Matrix andererseits, sowie die damit verbundenen unterschiedlichen Zerspanungseigenschaften beider Werkstoffe zunutze. Durch die Verwendung eines Bürstwerkzeuges wird im Bereich der Matrix, d.h.des weicheren Materials, Werkstoff abgetragen. Aufgrund derzwanzigmal größeren Härte der Silizium-Kristalle findet eine Abarbeitung der Silizium-Kristalle dabei nicht statt. Dieses Verfahren ist außerordentlich einfach, da bekannte Honmaschinen dazu eingesetzt werden können. Die Taktzeit sinkt auf weniger als eine Minute.
  • Das Bürsten erfolgt mit einem relativ einfachen Bürstwerkzeug ohne Handhabung ätzender Flüssigkeiten.
  • Die Erfindung und ihre vorteilhaften Weiterbildungen werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:
  • Figur 1a schematisch die Lage von Silizium-Kristallen
    • und Ib in einer Aluminium-Matrix vor und nach dem Bürsten;
    • Figur 2 ein Bürstwerkzeug zur Ausführung des Verfahrens;
    • Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;
    • Figur4 eine fotografische Aufnahme einer bei einem Bürstwerkzeug gemäß Fig. 2 und 3 eingesetzten Borste;
    • Figur 5 (a), (b),
    • (c) Funktionsdiagramme des Bearbeitungsablaufs;
    • Figur 6 eine fotografische Aufnahme der durch das Bürsten bearbeiteten Oberfläche.
    • Figur 1a zeigt die Oberfläche einer Silizium-Aluminium-Legierung nach einer Feinbearbeitung, bspw. nach dem Honen, wobei Silizium-Kristalle 1 in eine Aluminium-Matrix 2 eingebettet sind. Figur 1 b zeigt den gewünschten Zustand, bei dem die Aluminium-Matrix 2 nach der Bearbeitung gegenüber der durch die Silizium-Kristalle gebildeten Auflagefläche um einen Betrag h zurückgesetzt sind. Bei einer derartigen Oberfläche kann es sich z.B. um zylindrische Kolbenlaufbahnen in einem Motorblock handeln. Das in den Figuren 2 und 3 dargestellte Bürstwerkzeug 3 ist für diesen Anwendungsfall geeignet.
  • Das Bürstwerkzeug 3 weist Bürstleisten 4 auf, die durch einen im Querschnitt T-förmig ausgebildeten Träger 5 und eine Vielzahl darauf angebrachter Borsten 6 bestehen. Die senkrecht stehenden Balken 7 der T-Form des Querschnittes der Träger 5 haben eine achsparallele Kante 7' und eine dazu schräg verlaufende Kante 7". Eine Bürstleiste 4 bzw. ein Träger 5 hat in Achsrichtung zwei derartige Balken 7. Die Kanten 7'und 7" wirken mit einem Aufweitkörper 8 zusammen, der zwei konische Bereiche 9 aufweist, in denen jeweils Nuten 10 vorgesehen sind, die die Balken 7 der Träger 5 derart aufnehmen und führen, daß die schrägen Kanten 7' der Balken 7 auf dem Grund der Nuten 10 gleiten. Die radiale Aufweitung der Bürstleisten 4 erfolgt durch axiale Verschiebung des Aufweitkörpers 8. Die Bürstleisten 4 werden durch Federn 11 und 12 in radialer Richtung zusammengehalten. Sie sind von einer Manschette 13 umgeben, die auf der Vorderseite mit einem Deckel 14 verschraubt ist und Schlitze 15 aufweist, durch die hindurch sich die Enden der Borsten der Bürstleisten erstrecken. Die Manschette 13 umgreift einen Flansch 16 des Werkzeugkörpers 17 und ist mit diesem verschraubt. Der Werkzeugkörper ist mittels Bolzen 18 mit der Hülse 19 fest verbunden. Im Werkzeugkörper 17 ist mittels eines Seegerrringes 20 eine Scheibe 21 angeordnet. Ferner ist der Aufweitkörper 8 fest mit dem stabförmigen zylindrischen Fortsatz 22 verbunden, der ebenfalls einen Seegerring 23 trägt. Zwischen der Scheibe 21 und dem Seegerring 23 ist eine Feder 24 wirksam, die den Fortsatz 22 und mit ihm den Aufweitkörper 8 nach links in die Lage zieht, die der geringsten radialen Aufweitung der Bürstleisten 4 entspricht. Eine Aufweitung erfolgt, wenn der Aufweitkörper 8 nach rechts geschoben wird. Dies erfolgt durch einen Druckbolzen 25, der in der Hülse 19 verschiebbar aufgenommen ist und gleichzeitig über einen quer angeordneten Bolzen 26, der sich durch Schlitze 27 in der Hülse 19 hindurcherstreckt, mit einer Gewindehülse 28 verbunden ist. Diese sitzt mittels eines Gewindes 29 außen auf der Hülse 19. Eine Drehung der Gewindehülse 28 am Gewinde 29 an der Hülse 19 bewirkt eine axiale Verschiebung des Druckbolzens 25 und damit über Fortsatz 22, Aufweitkörpers 8 und eine radiale Verschiebung der Bürstleisten 4. Mit der Hülse 19 ist ein Einspannschaft 30 verbunden, der zur Einspannung in die drehangetriebene und einem bestimmten Vorschub entsprechend in axialer Richtung verschiebbare Spindel einer Maschineneinheit dient.
  • Bei dem dargestellten Bürstwerkzeug erfolgt die Zustellung der Leisten in radialer Richtung manuell, d.h. durch Verdrehen der Gewindehülse. Für die Serienfertigung wird man entsprechend anders ausgebildete Werkzeuge nehmen, die nicht manuell über eine Gewindehülse, sondern mittels einer im Inneren des Einspannschaftes 30 verlaufenden Betätigungsstange einen Schrittmotor trittweise verstellbar sind. Eine nähere Beschreibung einer derartigen Vorrichtung ist jedoch im vorliegenden Zusammenhange nicht notwendig, denn derartige Zustelleinrichtungen sind bei Honmaschinen zur radialen Aufweitung von Honwerkzeugen dem Fachmann bekannt. Das gilt im Prinzip auch für Werkzeuge der beschriebenen Art, wenngleich die Konizität des Aufweitkörpers 8 im vorliegenden Fall sehr viel größer als bei üblichen Honwerkzeugen ist, da die Abnützung der Borsten schneller vor sich geht und demgemäß größere Zustellwege erforderlich sind. Da beim Bürsten mit wesentlich höheren Umfangsgeschwindigkeiten gearbeitet wird, ist der Werkzeugkörper ausgewuchtet.
  • Figur4 zeigt eine stark vergrößerte Aufnahme einer einzelnen Borste 6. In ein Trägermaterial aus Polyamid sind Schneidkörner eingelagert. Die Schneidkörner 31 können bspw. aus Diamant, Korund, Siliziumkarbid, Borkarbid oder CBN (Cubisches Bohrnitrid) bestehen. Die Korngrößen liegen im Bereich 60 bis 800 mesh. Der Durchmesser einer einzelnen Borste sollte so ausgelegt sein, daß er nicht größer ist als der mittlere Abstand der Silizium-Kristalle voneinander auf der zu bearbeitenden Oberfläche. Bei dem oben genannten Werkstoff AI Si 17 Cu 4 Mg befinden sich auf z.B. 1 cm2 ca. 14 000 Silizium-Kristalle der Korngröße 30 bis 50 µm und ca. 3.100 Kristalle der Korngröße 40 bis 80 µm. Der sich hieraus ergebende Mindestkristallabstand an der Oberfläche beträgt ca. 0,030 bis 0,050 mm. Der Borstendurchmesser sollte daher entsprechend kleiner gewählt werden, hängt jedoch von dem Abstand der Kristalle ab. Wichtig ist, daß die Borsten die Bereiche der Matrix zwischen den Silizium-Kristallen direkt erreichen und dort Material abtragen können.
  • Zur Einstellung der Schneidfähigkeit ist eine sorgfältige Auswahl des Schmierstoffes notwendig, so auch für dessen Fettgehalt, der die Reibung zwischen den Borstenenden und der Matrix und damit das Schneidverhalten der Borsten der Schneidkörner an den Borsten bestimmt. In der Praxis hat sich ein wasserlöslicher Kühlschmierstoff mit niedrigem Fettanteil bewährt. Die Reibung von Schneidkorn und Werkstoff kann dabei so eingestellt werden, daß sich genau der geforderte Werkstoffabtrag von 1 bis 1,5 µm im Bereich der Matrix 2 ergibt.
  • Einen wichtigen Einfluß auf das Arbeitsergebnis hat auch die Vorspannung der Bürsten. Das Werkzeug wird erst in der Bohrung, deren Innenfläche gebürstet werden soll, aufgeweitet. Mit Erreichen eines konstanten Aufweitmaßes setzt die Drehbewegung ein. Um das Werkzeug zu expandieren, erfolgtbei Verwendung eines Werkzeuges nach Fig. 2 und 3 - eine definierte Verstellung der Gewindehülse 28, die in der Serienfertigung - wie beschrieben - durch einen Schrittmotor getriebenes Zustellsystem ersetzt wird. Es muß auf jeden Fall sichergestellt sein, daß das Werkzeug bei jedem Arbeitszyklus auf den gleichen Aufweitdurchmesser expandiert wird und somit mit konstanter Borstenvorspannung arbeitet. Um einen Verschleiß der Borsten und des Besatzmaterials zu kompensieren, wird in der Serienfertigung nach einer empirisch zu ermittelnden Stückzahl das Werkzeug um ein bestimmtes Maß, das dem erfolgten Verschleiß entspricht, stärker aufgeweitet. Dies erfolgt bei Verwendung einer Schrittsteuerung durch zusätzliche Zustellimpulse.
  • Dabei hat sich herausgestellt, daß die Borstenvorspannung zweckmäßigerweise zwischen 0,5 und 2 mm im Durchmesser beträgt, d.h. daß die Borsten auf einen Durchmesser von Borstenende zu Borstenende aufgeweitet werden, der ohne Anliegen an einer Bohrung um den genannten Betrag größer ist als der Durchmesser der Bohrung.
  • Fig. 5 zeigt das Funktionsdiagramm für den Bearbeitungsvorgang. In Fig. 5 (a) ist die axiale Lage 1 des Werkzeuges über der Zeit t aufgetragen. 1 H ist die Hublänge. Der Punkt a bezeichnet die obere Endlage. Fig. 5 (b) zeigt die Zustellbewegung dr in Abhängigkeit von der Zeit. Daraus ist ersichtlich, daß die Aufweitung des Werkzeuges nach dem Einfahren erfolgt und daß vor dem Ausfahren des Werkzeugs die Bürstenleisten wieder in radialer Richtung zurückgezogen werden. Fig. 5 (c) zeigt den Verlauf der Drehbewegung n über der Zeit. Daraus ist durch Vergleich mit Fig. 5 (a) und Fig. 5 (b) zu ersehen, daß die Drehbewegung erst nach dem Einfahren und dem Aufweiten des Werkzeuges beginnt. Die Drehrichtung wird nach der Hälfte der Bearbeitungszeit umgekehrt, damit die Silizium-Kristalle von beiden Seiten her angeschnitten werden. Man arbeitet vorzugsweise mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 250 bis 450 m/min und mit einem Vorschub mit axialer Richtung von 5 bis 15 m/min. Die Bearbeitungszeit kann 10 bis 40 Sekunden betragen. Das ergibt 10 bis 20 Doppelhübe.
  • Figur 6 zeigt eine fotografische Aufnahme einer bearbeiteten Oberfläche. Es ist deutlich zu sehen, wie die Silizium-Kristalled 1 aus der Aluminium-Matrix 2 hervorstehen, so daß sich das gewünschte Bild ergibt. Es handelt sich dabei um ein Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmne einer gehonten Oberfläche eines Leichtmetall-Motorblocks. Das einheitliche Schnittniveau, auf dem sich die Aluminium-Matrix und das angeflachte Silizium-Kristall befinden, ist kIar erkennflich. Ebenso sind unterschiedliche Rauhigkeiten sichtbar, die sich aufgrund der partiellen Härteunterschiede der beiden Werkstoffe - Silizium und Aluminium - ergeben.

Claims (4)

1. Verfahren zum Freilegen von Silizium-Kristallen an den Oberflächen feinbearbeiteter, vorzugsweise gehonter Werkstücke, bei denen die Silizium-Kristalle (1) in eine erheblich weichere Matrix (2) eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Werkstückes anschließend an die Feinbearbeitung gebürstet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bürsten bis zu einer Zurücksetzung der Matrix (2) gegenüber der gehonten Werkstück-Oberfläche um 1 bis 2 µm erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bürsten von Bohrungsoberflächen der Durchmesser der zum Durchführen des Verfahrens verwendeten Bürste (4,6) um 0,5 bis 2 mm größer als der Bohrungsdurchmesser ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Bürstwerkzeuges (3) nach der Hälfte der erforderlichen Bearbeitungszeit umgekehrt wird.
EP89105763A 1988-06-30 1989-04-01 Verfahren zum Freilegen von Silizium-Kristallen Expired - Lifetime EP0348608B2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3822169A DE3822169A1 (de) 1988-06-30 1988-06-30 Verfahren zum freilegen von silizium-kristallen
DE3822169 1988-06-30

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0348608A1 EP0348608A1 (de) 1990-01-03
EP0348608B1 true EP0348608B1 (de) 1992-09-16
EP0348608B2 EP0348608B2 (de) 2000-10-04

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ID=6357669

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP89105763A Expired - Lifetime EP0348608B2 (de) 1988-06-30 1989-04-01 Verfahren zum Freilegen von Silizium-Kristallen

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DE (2) DE3822169A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9215134U1 (de) * 1992-11-06 1992-12-24 Braun, Manfred, Dipl.-Ing., 7303 Neuhausen Honahle
DE19627926A1 (de) * 1996-07-11 1998-01-15 Ks Aluminium Technologie Ag Verfahren zur Bearbeitung von Zylinderlaufflächen
DE19956306B4 (de) * 1999-11-20 2010-02-11 Volkswagen Ag Verfahren zum Bearbeiten von Oberflächen, insbesondere von Zylinderlaufflächen an Brennkraftmaschinen
DE10119337C1 (de) * 2001-04-20 2003-02-06 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Einrichtung zur Herstellung tribologischer Flächen
DE10163970B4 (de) * 2001-12-20 2011-01-20 Elgan-Diamantwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Verschleißarme Werkstückfläche und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102007028294B4 (de) * 2007-06-06 2010-03-04 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zum Freilegen von in einer Aluminium-Matrix eingebetteten Silizium-Kristallen an einer Oberfläche eines Werkstücks
DE102007032915B4 (de) 2007-07-14 2021-11-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Brennkraftmaschine und nach diesem Verfahren hergestellte Brennkraftmaschine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3333579A (en) * 1964-06-29 1967-08-01 Reynolds Metals Co Formation of low friction glass-like surface on aluminum silicon alloy for engine operation
DE1903269A1 (de) * 1969-01-23 1970-07-30 Daimler Benz Ag Verfahren zur Verbesserung der Innenflaeche von zylindrischen Werkstuecken mittels Honen
US3871139A (en) * 1974-05-10 1975-03-18 Rands Steve Albert Multiple-compliant-bristle, self-centering self-sizing rotary abrasive hone
DE2518435A1 (de) * 1975-04-25 1976-11-04 Schmidt Gmbh Karl Verfahren zur feinbearbeitung metallischer werkstueckoberflaechen
DE2846238C2 (de) * 1978-10-24 1983-01-13 Siegfried 7291 Loßburg Silzle Zusatzeinrichtung zum Bürsten ebener Werkstücke mit Naturholzoberfläche
JPS62173164A (ja) † 1986-01-24 1987-07-30 Toyota Motor Corp アルミシリンダブロツクのボア加工方法
DE8614687U1 (de) * 1986-05-30 1987-10-29 KADIA Maschinenbau Kopp GmbH & Co, 7440 Nürtingen Werkzeug zur Beseitigung der Blechmantelbildung gehonter zylindrischer Bohrungen
DE3737636A1 (de) * 1987-11-06 1989-05-18 Wesero Maschinenbau Gmbh Einrichtung zum buersten von plattenfoermigen werkstuecken

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