Feinbohren Zylinderlaufflächen einfach und schnell aufrauen

Ein neues Verfahren, das dem Feinbohren zugeordnet werden kann, ermöglicht das Aufrauen von Leichtmetall-Zylinderlaufflächen für das thermische Spritzen. Vorteile sind kurze Bearbeitungszeiten, hohe Haftzugfestigkeiten und die äußerst einfache Prozessführung.

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AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

trivid GmbH

TU Braunschweig Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik

Die zunehmenden Anforderungen nach verbrauchs- und schadstoffarmen Fahrzeugen erhöhen zunehmend den Druck auf die Automobilindustrie, nach erweiterten, innovativen Konzepten Ausschau zu halten, die diesen Forderungen gerecht werden. Direkten Einfluss auf den Fahrzeugverbrauch und die Schadstoffemission hat die Fahrzeuggesamtmasse. Deshalb werden bei vielen Automobilherstellern schon seit einiger Zeit die üblicherweise eingesetzten Grauguss-Zylinderkurbelgehäuse durch den Werkstoff Aluminium substituiert.

Beschichtung der Laufbahn durch thermischen Spritzprozess

Neben monolithischen Werkstoffkonzepten (AlSi17) existieren noch einige heterogene beziehungsweise quasimonolithische Konzepte für untereutektische AlSi-Legierungen, bei denen beispielsweise Grauguss-Liner in die Zylinderkurbelgehäuse eingepresst oder eingegossen werden. Der Einsatz von Laufbuchsen ist aber mit zahlreichen Nachteilen verbunden, wie Erhöhung der Gesamtmasse, Verzüge durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten und andere.

Ein neuer, vielversprechender Ansatz ist die Beschichtung der Laufbahn durch einen thermischen Spritzprozess. Die aufgebrachten Spritzschichten haben eine Dicke von etwa 300 µm und werden anschließend bis auf 100 bis 150 µm durch Honen endbearbeitet.

Dünne Spritzschichten haben sehr gute tribologische Eigenschaften

Diese dünnen Schichten weisen je nach Material und Oberflächentopographie sehr gute tribologische Eigenschaften auf. Die geringe Schichtdicke ermöglicht es, die Stegbreite zwischen den Zylindern weiter zu reduzieren und somit weiteres Gewicht einzusparen.

Eine wichtige Voraussetzung, um die Funktionalität dieser Spritzschichten im Betrieb zu gewährleisten, ist die Vorbereitung der Zylinderlaufbahn für das thermische Spritzen. Stand der Technik sind dabei sowohl Strahlverfahren, beispielsweise Hochdruckwasserstrahlen oder Korundstrahlen, als auch chemische Haftschichten.

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