制造内燃机的气缸体曲轴箱的喷涂的气缸工作表面的方法和这种气缸体曲轴箱技术

一种制造内燃机的气缸体曲轴箱的气缸工作表面的方法，其中，通过热学喷涂在铸造的气缸体曲轴箱的气缸内壁(24)上制造涂层(30)，并且其中，使用惰性气体作为雾化气体。但是所产生的涂层通常导致腐蚀。为了避免腐蚀，在此建议，在热学喷涂时涂层材料(15)的通过量是8至22.5kg/h。提供一种用于内燃机的气缸体曲轴箱，具有气缸工作表面，其中，已喷涂的涂层(30)具有4.5％至25％的涂层孔隙度和0.5％至5％的氧化物占比。该涂层具有较高的耐腐蚀性。

【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内燃机的气缸体曲轴箱的气缸工作表面的方法，其中，通过热学喷涂在铸造的气缸体曲轴箱的气缸内壁上制造涂层，并且其中，使用惰性气体作为雾化气体，以及本专利技术还涉及一种用于内燃机的气缸体曲轴箱，具有气缸工作表面，借助这种方法通过对气缸内壁的热学喷涂制造所述气缸工作表面。用于通过热学喷涂在气缸体曲轴箱的气缸内壁上涂覆作为气缸工作表面的涂层的不同方法是已知的。在制造气缸工作表面时尤其使用等离子喷涂和电弧喷涂作为喷涂方法，其中，在电弧喷涂时在两个线材形状的喷涂材料之间点燃电弧，通过电弧喷涂线材在大约4000℃下熔化并且借助雾化气体喷涂在预制的工件表面上，同时在等离子喷涂时在燃烧器内通过细小间隙分离阳极和至少一个阴极，并且施加的直流电压在阳极和阴极之间产生电弧。气体流过燃烧器，该气体通过电弧导电并且在此被离子化，由此产生高温加热的导电气体，该导电气体用作等离子流，在等离子流内喷入5至120μm粒度的粉末，其通过较高等离子温度被熔化。等离子流拖动粉末微粒，并且加速涂层材料的所有或部分熔化的颗粒至待涂层的气缸内壁。由此，在文献DE69702576T2中公开了一种通过热学喷涂在气缸内壁涂层的方法，其中，首先熔化的粉末或熔化的低于0.3％的碳含量的低碳钢或不锈钢的线材借助气流被抛向气缸内壁，由此产生具有较高氧化物比例的底层。这种涂层是很硬的。接下来涂覆另外的涂层，其中，惰性气体作用雾化气体，使得涂层中的氧化物比例明显下降。随后为了产生具有所希望的表面质量的表面去除较软的涂层，从而保留较硬的耐磨的底层作为工作表面。由文献DE19934991A1已知一种等离子喷涂工艺，其中，在制造气缸工作表面时使用氮气作为雾化气体。为了不再必须使用真空腔室，由氮气作为位于雾化气流两边的第二气流。由此，可调整涂层的氧化物比例。问题是，然而在这种涂层中会出现腐蚀，其在具有较高的氧化物比例的涂层中被很快地腐蚀，并且在具有较低氧化物比例的涂层中较慢地被腐蚀。腐蚀导致气缸工作表面的较高的磨损。此外，已知的热学喷涂工艺非常的昂贵，因为为了避免腐蚀而使用不锈钢或者至少低碳的钢材。因此，本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种制造内燃机的气缸体曲轴箱的喷涂的气缸工作表面的方法以及一种气缸体曲轴箱，其中，即便在使用低合金的含碳钢时气缸工作表面仍具有较高的耐腐蚀性，从而可以在低成本的制造中可具有较高的耐久性。所述技术问题通过按照权利要求1的技术特征的用于制造内燃机的气缸体曲轴箱的气缸工作表面的方法以及按照权利要求12的技术特征的气缸体曲轴箱解决。由此，替代通常的4至7kg/h，在热学喷涂时涂层材料的通过量是8至22.5kg/h，当在涂层中的颗粒尺寸增大时会降低了颗粒速度。按照本专利技术制造用于内燃机的气缸体曲轴箱，其中，已喷涂的涂层具有4.5％至25％的涂层孔隙度和0.5％至5％的氧化物占比。较低的氧化物比例也通过使用惰性气体实现，由此较低的氧化物实现较低的郁氏体相(Wüstitphase)，由此涂层的氧化速度明显降低，从而降低了腐蚀。附加地产生较大的开放的孔隙比例，由此提供了气缸工作表面上的较大的油留存容积，从而同样在涂层的表面上产生较高的耐腐蚀性。通过使用惰性气体，附加地避免在颗粒表面上的放热反应，其中，线材的碳在使用含碳的涂层材料时燃烧。由此，减少了氧化并降低了颗粒温度。有利的是，在热学喷涂时雾化气体流量是900至1500l/min。通过这种气体流量，以简单的方式制造具有较高孔隙度的耐腐蚀的保护层。在特别优选的方法的实施方式中，在热学喷涂时雾化气体流量降低到300至900l/min。这使得在喷嘴上的涂层材料的速度和温度被降低，由此较低的能量被传递到涂层材料的颗粒上。由此通过流量的升高产生附加的增强的效果，使得实现更高的孔隙度。有利的是，使用氮气或者氩气作为惰性气体。通过这种气体可以以廉价的方式制造低氧化性的涂层。特别有利的是，使用低合金的碳钢作为所述涂层材料，因为这可以明显低成本的制造。通过特别选择的工艺温度避免通过提前的氧化提前燃尽碳，从而实现足够的耐腐蚀性。钢被较好地处理并且在喷涂时构成用于必要的涂层硬度的重要的马氏体。在优选实施方式中，通过等离子喷涂或者电弧喷涂、尤其通过等离子电弧喷涂工艺(RTWA-Spritzen)或者旋转单束喷涂工艺(Rotating-Single-Wire-Spritzen,RSW-Spritzen)制造所述涂层。这种工艺以特别的方式适用于制造多孔的低氧化物的涂层。在此，有利地使用氩氢混合气或者氩氮混合气作为等离子气体，其中，在使用氩氢混合气时，等离子气体的氢占比是5％至40％。在这种工艺参数下，可靠地实现所希望的涂层多孔性以及所希望的氧化物比例。有利的是，颗粒表面温度等于1600℃至2400℃，电弧温度等于3000℃至6000℃，并且等离子气体温度等于10000℃至15000℃。在具有较低氧化掺杂物的表面上不会产生完全熔化的颗粒。等离子气体流量优选是40至250l/min，使得在相对较低的颗粒温度下产生还相对较低的颗粒速度。优选的是，为了制造气缸工作表面在喷涂过程后研磨所述涂层。由此，暴露出喷涂涂层的附加的空隙，其作用为微压腔室并且在其中可以留存油，并且产生功能性的研磨表面。此外，可以制造轴对称的恒定的壁强度。由此提供一种用于制造气缸体曲轴箱的气缸工作表面的方法以及由此制造的气缸体曲轴箱，其具有较高的耐腐蚀性。确保提供具有油的工作表面，从而实现涂层的较长的使用寿命。与其它的已知的方法相比，尤其在使用含碳的、低合金钢作为涂层材料时减少了用于制造涂层的成本。以下参照附图阐述例如借助PTWA(等离子电弧工艺)燃烧器或RSW(旋转单束)燃烧器敷设的涂层的方法以及所产生的气缸工作表面。附图示出PTWA或RSW燃烧器的喷嘴以及在气缸内壁上产生的涂层结构的示意图。首先，具有一个或多个气缸的气缸体曲轴箱在铝铸造过程中以已知的方式被铸造。因为气缸体曲轴箱的气缸内壁通常不具有足够的可保持的气缸工作表面，所以要制造气缸工作表面，方法是，首先例如通过产生下凹结构激活气缸内壁。接下来通过热学喷涂在气缸内壁上覆上涂层。为此，在本实施例中向气缸内导入PTWA或RSW燃烧器10并且轴向地和旋转地运动，以便覆上涂层。在附图中可看到气缸内壁，在气缸内壁上借助燃烧器10覆有热学喷涂层。附图所示的燃烧器10具有连接在电源上的第一电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造内燃机的气缸体曲轴箱的气缸工作表面的方法，其中，通过热学喷涂在铸造的气缸体曲轴箱的气缸内壁(24)上制造涂层(30)，并且其中，使用惰性气体作为雾化气体，其特征在于，在热学喷涂时涂层材料(15)的通过量是8至22.5kg/h。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.20 DE 102013112809.21.一种用于制造内燃机的气缸体曲轴箱的气缸工作表面的方法，其中，
通过热学喷涂在铸造的气缸体曲轴箱的气缸内壁(24)上制造涂层(30)，并且
其中，使用惰性气体作为雾化气体，其特征在于，在热学喷涂时涂层材料(15)
的通过量是8至22.5kg/h。
2.按照权利要求1所述的用于制造内燃机的气缸体曲轴箱的喷涂的气
缸工作表面的方法，其特征在于，在热学喷涂时雾化气体流量是900至1500
l/min。
3.按照权利要求1所述的用于制造内燃机的气缸体曲轴箱的喷涂的气
缸工作表面的方法，其特征在于，在热学喷涂时雾化气体流量是300至900
l/min。
4.按照权利要求1至3之一所述的用于制造内燃机的气缸体曲轴箱的
喷涂的气缸工作表面的方法，其特征在于，使用氮气或者氩气作为惰性气体。
5.按照前述权利要求之一所述的用于制造内燃机的气缸体曲轴箱的喷
涂的气缸工作表面的方法，其特征在于，使用低合金的碳钢作为所述涂层材
料(15)。
6.按照前述权利要求之一所述的用于制造内燃机的气缸体曲轴箱的喷
涂的气缸工作表面的方法，其特征在于，通过等离子喷涂或者电弧喷涂、尤
其通过等离子电弧喷涂工艺或者旋转单束...

【专利技术属性】
技术研发人员：L施拉姆，DC克利梅施，
申请(专利权)人：KS华域铝技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE