[发明专利]用于加工内燃机的气缸壁的方法

说明书

本发明涉及用于加工内燃机的气缸壁的方法，特别地，本发明涉及用 于涂覆气缸壁的方法，其中所述气缸壁被预先粗糙化以提高涂层的附着。

由于重量原因，机动车辆中的内燃机通常被设计为具有由轻金属、特 别是铝制成的气缸体曲轴箱。然而，这里的问题是，由于轻金属的摩擦学 性能、特别是较差的耐磨性，由气缸体曲轴箱形成的气缸的内壁仅不足够 适合用作活塞的滑动表面。

为了避免这些问题，在具有由轻金属制成的气缸体曲轴箱的许多内燃 机中使用由例如灰口铸铁制成的汽缸套，因此能够结合轻金属的优点(低 比重)与灰口铸铁的优点(良好的摩擦学性能)。

替代地，已知轻金属气缸体曲轴箱的气缸壁具有涂层以实现滑动表面 的期望摩擦学性能。这种涂层通常通过熔化涂层材料并且将其喷涂到气缸 壁上来实现。

在气缸壁的涂覆中特别重要的是实现涂层到基底材料的良好附着。为 此，已知气缸体曲轴箱的气缸壁在涂覆前被粗糙化以增大层之间的接触面 积。在许多情况下，还进行在粗糙化的气缸壁中形成底切的尝试，熔化的 涂层材料能够渗入到底切中以在硬化后实现与气缸壁的形状锁合和力锁 合连接。

已知粗糙化气缸壁的各种不同的可能方式。

这些在一方面包括被称为“高压喷射”的方法，其中利用固体颗粒或 液体在高压下喷射气缸壁。因此，壁材料的颗粒被破坏并且壁材料在个别 点处塑性变形。特别地，广泛使用利用通过气体射流喷出的金刚砂的喷射 以及利用水或乳剂的喷射。因此气体射流或液体从在非常高的压强(通常 1500巴到3500巴)下使用的喷嘴喷出。高压喷射的一个缺点在于由于高 压以及可能时研磨材料的排出而导致的喷嘴的快速磨损。另外，遵守形状 和位置的容差是困难的，并且因此涉及相当大的费用和工作量。最后，这 涉及到所使用介质的高消耗，这在一些情况下还能够涉及到在介质的准备 回收上花费大量工作。

还已知气缸壁被机械粗糙化。这能够例如通过粗车削来实现，其中利 用一个或更多个工具在切削或非切削工艺中使槽或凹槽在气缸壁中形成。

例如从DE102009027200B3中已知，为了粗糙化气缸壁，在第一 方法步骤中，将具有特别是矩形或梯形的横截面的螺旋槽引入气缸壁中。 这能够利用切削和非切削加工两者来实现。在第二步骤中，在槽之间螺旋 延伸的肋部然后在径向上部分塑性变形以形成底切。为了引入槽，使用具 有单个刀片的工具，其中该工具被转动驱动以及沿着气缸的纵轴轴向移 动。

在已知机械方法中不利的是，被引入轮廓会显示出由于所产生的尖锐 边缘槽轮廓而特别随着切削加工发生的相当显著的切口效应。并且，所述 工具通常不能完整加工气缸的端部。最后，在机械方法的情况下，随后通 常需要清理被加工气缸壁以消除加工残留物并且获得没有油和污物的表 面，这对高质量的涂覆是必要的。

为了后续的涂覆而准备气缸壁的替代方法包括化学的和电的粗糙化、 以及利用粘合底层涂料的喷涂、刷涂。

从该现有技术出发，本发明的目的在于提高将涂层固定到气缸壁的质 量。

该目的通过根据独立权利要求1的方法得以实现。根据本发明的方法 的有利实施例是从属权利要求的主题并且在本发明的以下描述中进行解 释。

用于加工内燃机的(至少)一个气缸的(至少)一个壁、借助于机械 加工在壁中引入凹部的通用方法根据本发明的进一步发展在于，在机械加 工之后，利用(至少)一种介质在高压下喷射壁以在壁中引入微型凹部。

“机械加工”应理解为，借助于安装在加工机器上的至少一种工具使 用切削或非切削方法(即通过塑性变形)通过直接接触而在气缸的壁中引 入凹部的过程。

“微型凹部”应理解为，比在机械加工的过程期间引入的凹部更小的 凹部，且其尺寸特别仅对应于凹部的相应尺寸的(数值)部分。

通过根据本发明的机械加工和高压下喷射的结合能够特别提高优选 随后被施加于经加工壁上的涂层的固定的质量。这归因于优选具有由机械 加工产生的底切的较大凹部与通过喷射产生的大量较小的微型凹部的结 合。总之，与已知方法相比，能够实现经加工壁的显著增大的表面面积以 及经加工壁和涂层之间的互锁接合部的增大的密度。根据本发明的方法的 另一优点能够在于，对之前经机械加工的壁的随后喷射能够使在常规机械 粗糙化的情况下通常是必须的清理成为多余。