用于内燃机的构件的覆层的材料成分组合制造技术

用于内燃机的构件的覆层的材料成分组合，所述材料成分组合从三种在如下表格中给出的材料成分组合之一选取：碳锰铬硼硅铁第一变型方案0.1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于内燃机的构件的覆层的材料成分组合


[0001]本专利技术涉及一种根据独立权利要求前序部分特征的用于制造用于内燃机的构件的、特别是用于气缸表面和/或活塞表面的覆层的材料成分组合。

技术介绍

[0002]所述用于内燃机的构件的、特别是用于气缸表面和/或活塞表面的覆层例如适合于作为在内燃机中用于低摩擦的耐腐蚀且耐磨损的气缸表面。所述在内燃机中用于低摩擦的耐腐蚀且耐磨损的气缸表面又特别是适合于在柴油机中使用。
[0003]存在如下需求：对于欧6以上的柴油机而言降低过渡摩擦以便获得较低的燃料消耗，以及提高抵抗排气再循环冷凝物和劣质燃料冷凝物的耐磨性和耐腐蚀性。
[0004]由现有技术已知，将具有铬含量、钼含量和固体含量不同的粉末的等离子体覆层施加到用于内燃机的构件上。例如将这样的等离子体覆层施加到由不锈钢制成的气缸上。

技术实现思路

[0005]因此本专利技术的目的是，提供一种改善的在内燃机中用于低摩擦的耐腐蚀且耐磨损的气缸表面。
[0006]根据本专利技术，所述目的通过在下面的表格中给出的三种材料成分组合中的相应一种材料成分组合来实现。
[0007][0008][0009]在以上表格的第二列中的参数给出相应的材料成分组合的所使用的组分的优选值。因此，在第一变型方案中可以从碳的在0.1％至5％之间的范围内优选选取0.8％的碳。相同的情况适用于另外两个变型方案。可选地，第一变型方案还可以包含0.1至10％的硼，第二变型方案和/或第三变型方案彼此独立地包含0.0至5％、优选0.0至1％的硅。
[0010]因此在优选的实施方式中，材料成分组合可以具有如下材料成分组合中的一种材料成分组合：
[0011]第一变型方案：
[0012]碳锰铬硼硅铁0.8％0.1
‑
3％0
‑
2％可选0.1
‑
10％0.0
‑
1％其余
[0013]第二变型方案：
[0014]碳锰铬硼硅铁0.1
‑
5％0.1
‑
3％9％0.1
‑
10％可选0.1
‑
5％其余
[0015]第三变型方案：
[0016]碳锰铬硼硅铁0.1
‑
5％0.1
‑
3％18％0.1
‑
10％可选0.1
‑
5％其余
[0017]根据本专利技术的材料成分组合可以在内燃机(在此特别是柴油机)的构件上作为覆层使用。内燃机的构件特别是气缸工作面、活塞或在缸盖中的进气道和排气道。在施加具有根据本专利技术的材料成分组合的覆层之前，气缸工作面可以是经珩磨的(即，光滑的)或经粗糙化的。
[0018]在此，铬份额提高覆层的耐磨性和耐腐蚀性。根据本专利技术的覆层使得改善排气特性，并且使得降低燃料消耗。
[0019]在此，根据本专利技术的材料成分组合优选以线材的形式输入给覆层工艺。然而不排除其他的实施方式。
[0020]优选地，借助于“线材等离子电弧喷涂”(PTWA)工艺将覆层(特别是以线材的形式)施加到构件上。
[0021]例如可以在使用线材喷涂工艺、例如PTWA的情况下利用合金化的实心线材或以固体填充的填充线材和可选的光滑珩磨来将作为线材存在的材料成分组合施加到内燃机的构件(特别是气缸工作面)上。
具体实施方式
[0022]例如PTWA
‑
内部覆层设备适合于对气缸工作面进行覆层。PTWA(Plasma Transferred Wire Arc，线材等离子电弧喷涂)覆层系统是用于对具有65至350mm的直径的孔进行覆层的设备。对此，以线材状输入喷涂添加材料。喷嘴单元可以包括掺杂有钍的钨阴极、由铜制成的气冷的先导喷嘴和可导电的以线材状的添加材料，所述添加材料垂直于先导喷嘴输入。等离子气体(由氢气和氩气组成的混合物)通过在阴极保持器中设置的、与周边相切的孔输入。由于气缸孔的位置产生沿着阴极扭转的气流，所述气流以高的速度穿过喷嘴逸出。过程由高压放电开始，所述高压放电将在先导喷嘴与阴极之间的等离子气体电离并解离。如此产生的等离子体以高的速度流过喷嘴口并沿着喷嘴的纵轴线延伸。在此，等离子体被输送向垂直于喷嘴连续地输入的线材添加材料，由此闭合电路。在此，双重地影响线材的熔化和雾化。一方面，通过大的电流强度、例如以65至90安培的电流强度将线材阻抗加热。等离子体撞击到经预热的线材上引起所述线材熔化和雾化。
[0023]用于对表面进行热覆层的装置例如在US 6,372,298 B1、US 6,706,993 B1和WO2010/112567 A1中描述。在那里提及的装置都具有：线材输入装置，所述线材输入装置用于输入熔化的线材，其中，所述线材作为电极起作用；等离子气体的源，以用于产生等离子气流；具有喷嘴口的喷嘴体，等离子气流作为等离子气体射流通过所述喷嘴口被引导到线材端部上；以及第二电极，所述第二电极在等离子气流进入到喷嘴口中之前设置在等离子气流中。US 6,610,959 B2和WO2012/95371 A1也致力于这种装置。
[0024]在两个电极之间穿过喷嘴口形成电弧。从喷嘴口排出的等离子体射流撞击到线材端部上并在那里以电弧引起线材的熔化并使得熔化的线材材料朝向要覆层的表面的方向运送。环形地围绕喷嘴口安装有次级空气喷嘴，通过所述空气喷嘴产生次级气体射流，所述次级气体射流撞击从线材端部熔化的材料并因此引起朝向要覆层的表面的方向的运送加
速，并引起熔化的线材材料次级雾化。
[0025]当今的内燃机或内燃机的马达缸体可以由金属或轻金属、例如铝铸造，其中，特别是铝缸体在其气缸孔上具有铁层或金属层。
[0026]根据本专利技术的覆层特别是适合于由金属或轻金属铸造的构件。特别是，这些构件可以由铝合金制成，这些构件具有金属层，然后在所述金属层上施加由根据本专利技术的材料成分组合制成的覆层。构件可以例如由铝合金铸造，所述铝合金具有铁层，所述覆层施加到所述铁层上。
[0027]所述金属层可以热喷涂到构件上。作为热喷涂工艺，除了两线电弧喷涂工艺(TWA)、高速火焰(HVOF)喷涂工艺和等离子粉末喷涂工艺外，上述的工艺作为等离子线材喷涂工艺亦或作为PTWA(线材等离子电弧喷涂)已知。借助于离子线材喷涂工艺、即利用PTWA对气缸孔进行覆层是有利的，因为这样可以制造如下覆层：与常规的利用由灰铸铁材料铸造的衬套进行覆衬相比，所述覆层在油消耗较低的情况下，对降低磨损因素、增加内燃机的使用寿命产生积极影响。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于内燃机的构件的覆层的材料成分组合，所述材料成分组合从在如下表格中给出的三种材料成分组合之一选取：碳锰铬硼硅铁第一变型方案0.1
‑
5％0.1
‑
3％0
‑
2％0.0
‑
1％其余第二变型方案0.1
‑
5％0.1
‑
3％1
‑
13％0.1
‑
10％其余第三变型方案0.1
‑
5％0.1
‑
3％8
‑
30％0.1
‑
10％其余2.根据权利要求1所述的材料成分组合，其特征在于，所述材料成分组合为：碳锰铬硼硅铁0.8％0.1
‑
3％0
‑
2％可选0.1
‑
10％0.0
‑
1％其余3.根据权利要求1所述的材料成分组合，其特征在于，所述材料成分组合为：碳锰铬硼硅铁0.1
‑
5％0.1
‑
3％9％0.1
‑
10％可选0.1
‑
5％其余4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：KS科尔本施密特有限公司，
类型：发明
国别省市：