Fachartikel

Al-Kurbelgehäuse mit thermisch gespritzter Eisenbasisbeschichtung - Gießtechnische Anforderungen
Von Felix Ernst, Detlef Kube und Gerald Klaus, Dillingen

Seit dem Jahr 2000 gibt es immer wieder Motorenprojekte, in denen der Grauguss-Liner im Aluminiumkurbelgehäuse serienmäßig durch eine thermisch gespritzte Eisenbasisbeschichtung ersetzt wird. Im Gegensatz zu Kurbelgehäusen mit eingegossenen Linern werden an die beschichtungsfähigen Typen sehr hohe Anforderungen hinsichtlich der Porosität und Zugfestigkeit des Aluminiumgusses im Bereich der Zylinderbohrungen gestellt. Die maximale Porenfläche muss auf weniger als 1 mm² beschränkt werden, um den Anforderungen, die durch die Aufrauprozesse gestellt werden, gerecht zu werden.

LDS-Beschichtungsanlage der Nemak in Dillingen beim Beschichten eines Aluminium-V6-Zylinderkurbelgehäuses.
Bild: LDS-Beschichtungsanlage der Nemak in Dillingen beim Beschichten eines Aluminium-V6-Zylinderkurbelgehäuses. (Foto: Nemak Dillingen)

Die Bohrung wird durch Aufrauen für die Beschichtung vorbereitet. Die beiden wesentlichen Verfahren hierbei sind das mechanische Aufrauen (MA) und das Hochdruck-Fluidstrahlaufrauen (HDFS). Zu große Poren führen hier entweder zur Beschädigung des Werkzeugs (MA) oder es werden die Poren aufgeweitet und Gefügebestandteile herausgespült (HDFS). Die Nemak Dillingen GmbH, Dillingen, erfüllt diese Anforderungen mit Hilfe des Kernpaketverfahrens (CPS, Core Package System), das eine hohe Designfreiheit für den Leichtbau bietet und höchste lokale Festigkeiten des Gussteils sowie ein dichtes Gefüge durch den Einsatz stark abschreckender Kühlelemente bewirkt. Der spezielle Aufbau des Kernpaketes und die damit verbundene Prozesstechnik ermöglichen einen hohen Temperaturgradienten vom Bauteil über die stark abschreckenden Kühleisen zum Speiser. Hierdurch wird eine Kombination von geringstmöglichem lokalen Dendritenarmabstand mit einer guten Speisung des Bauteils erzielt. Die prozesssicher darstellbaren statischen und dynamischen Festigkeiten werden durch den Einsatz der kostengünstigen Sekundärlegierung A319 (AlSi8Cu3) sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhter Temperatur erreicht.

Dr. Felix Ernst, Dr. Detlef Kube und Dr. Gerald Klaus, Nemak Dillingen GmbH, Dillingen


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pdf-Datei aus "GIESSEREI" Heft 12/2013, Seiten 44-51
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