EP0934781B1 - Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbuchse - Google Patents
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Classifications
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
- B21B19/12—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially parallel to the axis of the work
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-
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- B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
- B21H1/06—Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length
Definitions
- the invention relates to a method for producing a Cylinder liner made of hypereutectic aluminum-silicon alloy, that when casting a cylinder block Light alloy is also cast in.
- the present invention is the Task based on a method for producing Cylinder liners made of hypereutectic aluminum-silicon alloy to indicate the simpler and is less expensive than the known one Method.
- This task is initiated in a procedure mentioned type according to the invention solved in that initially a tubular body made of the hypereutectic aluminum-silicon alloy is poured and that this tubular bodies then without cutting at temperatures between 380 and 515 ° C in a pressure rolling process is deformed.
- the invention surprisingly found that on the costly process of Spray compacting is dispensed with and instead a simple one Casting process used to manufacture tubular bodies can be if the tubular body subsequently in a pressure rolling process in the specified temperature range is deformed and not as in the prior art is extruded and then forged round.
- the pressure rolling process in that also tubular bodies with opposite to the Spray compacting process for larger silicon primary deposits with very low destruction rate can be further processed or further processed. It is therefore possible to make a bushing blank hypereutectic aluminum-silicon alloy in one easy-to-pour casting process, whereby as a result of the spray compacting process lower cooling rate larger silicon primary deposits form.
- this is not a problem Problems because different from the state of the art subsequently no extrusion process and subsequent Round forging process is used, but the cast tubular body are pressed rolled.
- the silicon primary excretions of the invention cylinder liners manufactured are 90% with a Particle dimensions from 5 to 60 ⁇ m.
- the vast majority The proportion of the particles has a size of 10 to 40 ⁇ m.
- This relatively large silicon primary deposits compared to those produced in the spray compacting process Blanks have no effect on the subsequent pressure rolling noticeably disadvantageous.
- the tubular body be lengthened by a factor of 5 to 7.
- the elongated body can then be the length of the Corresponding longitudinal segments separated from the cylinder liner or tapped and, if necessary, with bundles or Bevels.
- Figure 1 shows a pressure rolling arrangement with a cylindrical mandrel 2 on which a previously made hypereutectic cast aluminum-silicon alloy tubular body 4 is pushed on.
- the Spinning roll arrangement further comprises three controlled separately deliverable heatable pressure rollers 6. After The rollers and the mandrel are fed in same or opposite rotating movement and heated to operating temperatures of 430 to 510 ° C. This can elongate the cast tubular Body to the final dimensions of the manufactured Cylinder liner can be reached. The resultant elongated pipe is then divided into longitudinal sections, whose length corresponds to the length of the one to be manufactured Cylinder liners is selected. The cylinder liners can then with the light alloy Cylinder blocks are cast.
Landscapes
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer
Zylinderlaufbuchse aus übereutektischer Aluminium-Silizium-Legierung,
die beim Gießen eines Zylinderblocks aus
Leichtmetalllegierung miteingegossen wird.
Das Eingießen von aus übereutektischer Aluminium-Silizium-Legierung
bestehenden Zylinderlaufbuchsen bei der
Herstellung von Zylinderblöcken, vorzugsweise aus
leichtvergießbarer untereutektischer Aluminium-Silizium-Legierung,
ist bekannt. Es werden Zylinderlaufbuchsen aus
übereutektischer Legierung verwandt, um Lauffläche für den
Kolben bzw. die Kolbenringe mit blockig bzw. primär
ausgeschiedenem Silizium auszubilden, deren den tragenden
Anteil bildende Oberflächen durch mechanische oder
chemische Bearbeitung verrundet und gegenüber der
umgebenden Aluminium-Matrix leicht vorstehend ausgebildet
ist, so dass Schmiertaschen vorhanden sind.
Beispielsweise ist aus der DE 44 38 550 A1 und aus einer
später erschienenen Veröffentlichung in MTZ Motortechnische
Zeitschrift 58 (1997) derselben Erfinder ein aufwendiges
Fertigungsverfahren für Zylinderlaufbuchsen bekannt.
Hierbei wird im Sprühkompaktierverfahren eine
zylinderförmig aufwachsende Luppe aus übereutektischer
Aluminium-Silizium-Legierung mit infolge der hohen
Abkühlungsgeschwindigkeit dieses Verfahrens feinkörnigen
primären Silizium-Ausscheidungen erzeugt. Für das
anschließende Strangpressen zu Buchsenrohlingen und für das
sich hieran anschließende Rundkneten oder Rundschmieden
müssen die Silizium-Primärausscheidungen sehr feinkörnig
vorliegen, da sich anderenfalls ein hoher Zerstörungsgrad
der Primärausscheidungen ergeben würde, der sich insgesamt
nachteilig auf die tribologischen Eigenschaften der
Lauffläche auswirken würde.
Aus der DE-A-195 32 252 ist weiter ein Verfahren bekannt, bei dem eine Zylinderlaufbuchse
aus übereutektischer Aluminium-Silizium-Legierung durch Sprühkompaktieren hergestellt
und anschliessend mittels Drückwalzen weiterbearbeitet werden.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von
Zylinderlaufbuchsen aus übereutektischer Aluminium-Silizium-Legierung
anzugeben, das einfacher und
kostengünstiger durchführbar ist als das bekannte
Verfahren.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zunächst
ein rohrförmiger Körper aus der übereutektischer Aluminium-Silizium-Legierung
gegossen wird und dass dieser
rohrförmige Körper anschließend spanlos bei Temperaturen
zwischen 380 und 515 °C in einem Drückwalzverfahren
verformt wird.
Mit der Erfindung wurde überraschenderweise festgestellt,
dass auf den kostenintensiven Prozess des
Sprühkompaktierens verzichtet und stattdessen ein einfaches
Gießverfahren zum Herstellen rohrförmiger Körper angewandt
werden kann, wenn der rohrförmige Körper nachfolgend in
einem Drückwalzverfahren im angegebenen Temperaturbereich
verformt wird und nicht wie beim Stand der Technik
stranggepresst und anschließend rundgeschmiedet wird. Der
Vorteil der Anwendung eines Drückwalzverfahrens besteht
darin, dass auch rohrförmige Körper mit gegenüber dem
Sprühkompaktierverfahren größeren Silizium-Primärausscheidungen
mit sehr geringer Zerstörungsrate
weiterverarbeitet bzw. weiterbearbeitet werden können. Es
ist daher möglich, einen Buchsenrohling aus
übereutektischer Aluminium-Silizium-Legierung in einem
einfach durchführbaren Gießverfahren zu vergießen, wobei
sich infolge der gegenüber dem Sprühkompaktierverfahren
geringeren Abkühlungsgeschwindigkeit größere Silizium-Primärausscheidungen
bilden. Dies bereitet jedoch keine
Probleme, da im Unterschied zum Stand der Technik
nachfolgend kein Strangpressverfahren und anschließendes
Rundschmiedeverfahren angewandt wird, sondern die
gegossenen rohrförmigen Körper drückgewalzt werden.
Nach dem Gießen des rohrförmigen Körpers bis zum Eingießen
der Zylinderlaufbuchse in den Zylinderblock ist also nur
ein einstufiger Verarbeitungsvorgang, nämlich Drückwalzen,
erforderlich. Demgegenüber steht das zweistufige
Strangpressen und anschließende Rundschmieden bekannter
Herstellungsverfahren, was aufwendig und zudem teuer ist.
Es erweist sich als besonders vorteilhaft, dass beim
Verformen der rohrförmigen Körper im Drückwalzverfahren die
schlussendlichen Innen- und Außendurchmesser der
Zylinderlaufbuchse, die für das Eingießen in den
Zylinderblock erforderlich sind, hergestellt werden können.
Es werden die notwendigen Toleranzen von ± 0,1 mm
erreicht.
Die Silizium-Primärausscheidungen der erfindungsgemäß
hergestellten Zylinderlaufbuchsen liegen zu 90 % mit einer
Partikelabmessung von 5 bis 60 µm vor. Der überwiegende
Anteil der Partikel hat eine Größe von 10 bis 40 µm. Diese
verhältnismäßig großen Silizium-Primärausscheidungen
verglichen mit im Sprühkompaktierverfahren hergestellten
Rohlingen wirken sich beim anschließenden Drückwalzen nicht
spürbar nachteilig aus.
Es erweist sich desweiteren als besonders vorteilhaft, dass
beim Verformen im Drückwalzverfahren eine die Ausbildung
einer Verklammerung der Laufbuchse in dem Umguss
erleichternde Oberflächenstruktur erzeugt werden kann. Eine
derartige Oberflächenstruktur wurde seither im Zuge einer
sich anschließenden spanabhebenden Bearbeitung hergestellt.
Im Zuge des Drückwalzens können die rohrförmigen Körper
etwa um den Faktor 5 bis 7 gelängt werden. Von dem
gelängten Körper können dann der Länge der
Zylinderlaufbuchse entsprechende Längssegmente abgetrennt
bzw. abgestochen und erforderlichenfalls mit Bunden oder
Anfasungen versehen werden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile.der Erfindung
ergeben sich aus den beigefügten Schutzansprüchen und der
zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung
des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der Zeichnung zeigt:
- die Figur
- eine schematische Ansicht einer Drückwalzanordnung.
Figur 1 zeigt eine Drückwalzanordnung mit einem
zylindrischen Dorn 2, auf den ein zuvor aus
übereutektischer Aluminium-Silizium-Legierung gegossener
rohrförmiger Körper 4 aufgeschoben ist. Die
Drückwalzanordnung umfasst desweiteren drei gesteuert
separat zustellbare beheizbare Drückwalzen 6. Nach
Zustellung der Walzen werden diese sowie der Dorn in
gleich- oder gegenlaufende rotierende Bewegung versetzt und
auf Betriebstemperaturen von 430 bis 510 °C erhitzt.
Hierdurch kann eine Längung des gegossenen rohrförmigen
Körpers auf die Endmaße der herzustellenden
Zylinderlaufbuchse erreicht werden. Das hierbei entstehende
gelängte Rohr wird anschließend in Längsabschnitte geteilt,
deren Länge entsprechend der Länge der herzustellenden
Zylinderlaufbuchsen gewählt ist. Die Zylinderlaufbuchsen
können dann mit der Leichtmetalllegierung eines
Zylinderblocks vergossen werden.
Claims (4)
- Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbuchse aus übereutektischer Aluminium-Silizium-Legierung, die beim Gießen eines Zylinderblocks aus Leichtmetalllegierung miteingegossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein rohrförmiger Körper (4) aus der übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung gegossen wird und dass dieser rohrförmige Körper anschließend spanlos bei Temperaturen zwischen 380 und 515 °C in einem Drückwalzverfahren verformt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verformen im Drückwalzverfahren die schlussendlichen Innen- und Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse hergestellt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verformen im Drückwalzverfahren eine die Ausbildung einer Verklammerung der Laufbüchse in dem Umguß erleichternde Oberflächenstruktur erzeugt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass von dem drückgewalzten rohrförmigen Körper (4) Längsabschnitte abgetrennt werden, wobei jedes Längssegment eine Zylinderlaufbuchse bildet.
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