用于使用嵌入件制造铸造部件的方法技术

本发明专利技术涉及用于使用嵌入件(1)制造铸造部件(6)的方法，包括如下步骤：a)提供包括嵌入主体(2)的嵌入件(1)，所述嵌入主体(2)具有外表面(3)，b)使用由二氧化硅制成的适配层(4)对所述外表面(3)进行涂覆，c)将所述嵌入件(1)布置在模具中，d)为了制造铸造零件，以适配的方式使用铝合金(7)铸造所述嵌入件和所述适配层。所述铝合金(7)具有至少0.3％的镁成分的重量比例，优选至少0.5％的镁成分的重量比例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造铸造部件的方法，并且涉及一种气缸衬筒，以及涉及一种包含这种类型的气缸衬筒、用于内燃机的气缸体。而且，本专利技术涉及一种活塞环槽座，并且涉及一种包含这种类型的活塞环槽座、用于内燃机的活塞。
技术介绍
作为一种规则，当前的内燃机的气缸体在铸造加工中制造。已知气缸衬筒在气缸中使用，由于用于气缸体的材料(作为一种规则，为铝或者铁，但镁/铝复合材料也可以是适合的)不能符合对于气缸中的活塞无摩擦并因此尽可能地无磨损的运动而言必需的摩擦学要求。它们具有要求的摩擦学性能，并且因而很大程度地确保气缸体中的活塞的无磨损的长期运转；这种类型的气缸衬筒通常设置有粗糙化的、带槽的、或者以类似的方式机加工的圆周面。作为对此的替代，现有技术还教导了对气缸衬筒的圆周面进行铝喷涂的应用。在两种情况下，在使用铝合金的气缸衬筒的铸造封装期间(现有技术中已知)，能够实现气缸衬筒与气缸体的特别完全的锁定连接。在一种相似的方式中，作为一种规则，这种类型的用于内燃机的活塞的制造通过铸造加工进行。已知活塞环(作为一种规则，由钢制成)用于活塞与气缸体的密封，为了实现所述的密封效果，活塞环能够被插入到设置在活塞的圆周面上的圆周槽中。为了随后减小活塞的摩擦学负荷，对于由钢形成的活塞环，作为一种规则，组成活塞的材料为轻质铝合金，已知活塞环槽座用于传统的活塞中，活塞环槽座在一个铸造操作中通过铸造与当前的活塞封装。结果，特别>程度上没有对于磨损而言关键的更加直接的活塞/活塞环边界表面，所述活塞环槽座用作活塞环与当前的活塞之间的力学的“界面”，用于接纳活塞环的圆周槽随后设置在活塞环槽座上。US4273835描述了一种具有气缸衬筒的气缸体的制造，所述气缸衬筒插入到气缸体的气缸中。用于密封水套的硅树脂层设置在气缸衬筒与气缸体之间。JP2010-156003A描述了使用包含碳、锰、硅、硫磺以及磷的适配层(adapterlayer)对由铸铁制成的工件的涂覆。适配层增加了应用至工件的铝合金的连接强度。气缸衬筒与气缸体之间以及活塞环槽座与活塞之间(在下文中，在每种情况下两个部件以通用的术语被称作“嵌入件”以及“铸造部件”)出现特别完全的锁定连接，然而，如果已知的铝高压压铸加工用于铸造嵌入件与铝合金的封装，在支持低压压铸技术或重力压铸技术的当代的内燃机的制造期间，该加工日益被摒弃(经常是因为成本的原因)。然而，通过低压压铸技术或重力压铸技术，如果使用铝高压压铸加工则能够实现的嵌入件与铸造部件的完全的锁定连接的质量甚至不能微小地实现。然而，作为一种规则，没有以最适宜的方式发展的嵌入件与气缸体之间的完全的锁定连接导致仅仅减少嵌入件与铸造部件的热联接，这转而在嵌入件和/或铸造部件中能够导致不期望的、热量上减少的加工应力。
技术实现思路
本专利技术因此关于如下问题：为制造铸造部件的方法以及为不再具有上述缺点的嵌入件指出改进的实施例。该问题通过独立权利要求的主题解决。优选的实施例为从属权利要求的主题。因此本专利技术的基本构思为：在制造过程中涂覆嵌入件的圆周面，并通过在下文中被称作适配层的由二氧化硅制成的层而精确。在与铝合金，特别是与在插入到合适的铸造模之后使用铝高压压铸引入开端处的铝合金铸造封装期间，所述适配层导致适配层上的铝合金的改进的湿润特性。然而，相应的实验测试已经示出了只施加至铝合金设置有至少0.3％的镁的重量比例，优选至少0.5％的重量比例的情况。作为适配层的二氧化硅上的铝合金的改进的湿润特性的结果，能够在气缸衬筒与铝合金之间实现特别完全的锁定连接，所述连接使嵌入件相对于铸造部件完整。如果根据本专利技术的适配层不仅用于已知为铝高压压铸加工的情况，而且还用于低压或者重力压铸加工的情况，产生特别完全的锁定连接。作为适配层的结果，如果使用铝高压压铸加工能实现的嵌入件与铸造部件的完全锁定连接的质量通过低压或者重力压铸技术也能够实现。特别地，如果嵌入件为气缸衬筒而铸造部件为用于内燃机的气缸体，或者如果嵌入件为活塞环槽座而铸造部件为用于内燃机的活塞，则此处所建议的方法提供了特别的益处。根据本专利技术的方法圆周面涂覆有由二氧化硅制成的适配层，根据本专利技术的方法的步骤B)能够优选地包括如下两个子步骤b1)和b2)：b1)将硅树脂应用至圆周面，b2)将硅树脂矫正为通过加热嵌入件形成二氧化硅。硅树脂大量地以液体形式经济地获得，并且因此花费不多。另外，在气缸衬筒为了铸造而被插入到气缸体之前，硅树脂能够以简单的方式施加至气缸衬筒的圆周面。有机硅树脂向二氧化硅的转变同样证明是非常简单的：为了这个目的，将涂覆有硅树脂的嵌入部件加热至例如400度或者更高的温度是足够的，并且以这种方式将硅树脂矫正为形成二氧化硅。矫正后的二氧化硅能够在与铝合金的边界区域中与镁发生反应，所述镁根据反应式SiO2+2Mg→2MgO+Si而包含在铝合金中，其结果是能够明显地改进表面的湿润。在根据本专利技术的方法的步骤b1)应用至圆周面之前使用溶剂将硅树脂以一定程度稀释证明是有利的；以这种方式，在氧化操作前使用硅树脂进行圆周面的特别均匀的覆盖。在矫正为形成二氧化硅之前，如果硅树脂具有从5μm至10μm的层厚，则在硅树脂矫正为形成二氧化硅以及加热后关联的二氧化硅的矫正的情况下能够实现特别满意的结果。低的层厚有利于快速的矫正过程通常是真实的，这在大量的嵌入件的工业制造方面能够具有益处。根据本专利技术的由二氧化硅制成的适配层的替代实现方式通过使用已知为水玻璃的溶液提供。在此，所有的从熔化状态凝固的水溶性钠离子、钾离子以及硅酸盐被概括为术语“水玻璃”。它们具有玻璃状，也就是说无固定形状的材料特性。在浸入到水玻璃溶液中之后，气缸衬筒如上所述结合硅树脂通过将嵌入件加热到400度或者更高的温度而矫正。在此，适配层失去其水分，通过基本上脱水的结果，生成了聚合的无机硅酸盐。在与铝合金的边界表面的区域中的矫正后的二氧化硅能够与镁反应也是根据本实施例的情况，所述镁根据反应式SiO2+2Mg→2MgO+Si而包含在铝合金中，这导致改进的表面的湿润。水玻璃特别有利地包括Na2O3Si，也就是说包括钠硅酸盐。本专利技术还涉及具有衬筒本体的气缸衬筒，所述衬筒本体具有圆周面，衬筒本体的圆周面涂覆有由二氧化硅制成的适配层。这种类型的适配层明确地还包括上述的MgO和Si，所述MgO和Si通过SiO2与Mg在适配层与铝合金的过度区域中的反应而获得。而且，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用嵌入件(1；1’)制造铸造部件(6；6’)的方法，包括以下步骤：a)提供具有嵌入主体(2；2’)的嵌入件(1；1’)，所述嵌入主体(2；2’)具有圆周面(3；3’)，b)使用由二氧化硅制成的适配层(4；4’)对所述圆周面(3；3’)进行涂覆，c)将所述嵌入件(1；1’)布置在铸造模中，d)为了制造所述铸造部件(6；6’)而使用铝合金(7；7’)将所述嵌入件(1；1’)和所述适配层(4；4’)完全锁定铸造封装，所述铝合金(7；7’)具有至少0.3％的镁的重量比例，优选至少0.5％的镁的重量比例。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.02 DE 102013219989.91.一种用于使用嵌入件(1；1’)制造铸造部件(6；6’)的方法，包括
以下步骤：
a)提供具有嵌入主体(2；2’)的嵌入件(1；1’)，所述嵌入主体(2；2’)
具有圆周面(3；3’)，
b)使用由二氧化硅制成的适配层(4；4’)对所述圆周面(3；3’)进行涂
覆，
c)将所述嵌入件(1；1’)布置在铸造模中，
d)为了制造所述铸造部件(6；6’)而使用铝合金(7；7’)将所述嵌入件
(1；1’)和所述适配层(4；4’)完全锁定铸造封装，
所述铝合金(7；7’)具有至少0.3％的镁的重量比例，优选至少0.5％的镁
的重量比例。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于
-所述嵌入件(1)为气缸衬筒，并且所述铸造部件(6)为用于内燃机的
气缸体，或者
-所述嵌入件(1’)为活塞环槽座，并且所述铸造部件(6’)为用于内燃
机的活塞。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述方法步骤b)包括以下
子步骤b1)和b2)：
b1)将硅树脂施加至所述圆周面(3；3’)，
b2)将硅树脂矫正为通过对所述嵌入本体(2；2’)加热的方式形成二氧化
硅。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于在根据步骤b2)矫正为形成二
氧化硅之前所述硅树脂具有从5μm至10μm的层厚。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于在根据步骤b1)施加至所
述圆周面(3；3’)之前...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔里希·比朔夫贝格尔，斯特凡·该萨勒曼，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE