DE758779C - Verfahren zum Schuetzen reibungsbeanspruchter Metallflaechen, insbesondere von Zylinderbohrungen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß der Verschleiß einer Zylinderbohrung, in welcher ein Kolben mit Kolbenringen sich bewegt, durch das Anbringen einer Chromschicht, die sehr hart und korrosionsfest ist, wesentlich verringert wird.

Das Anbringen der Chromschicht findet elektrolytisch statt. Nun hat sich gezeigt, daß die auf diese Weise hergestellte Schicht Nächteile aufweisen kann, welche sich darin äußern, daß im Betrieb ein sog. Fressen auftritt, d.h. daß die Schicht stellenweise in sehr schmalen Streifen von der Oberfläche der Bohrung abgerissen wird.

Eingehende Forschungen haben nun ergeben, daß diese Nachteile auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß eine solche elektrolytisch aufgebrachte Chromschicht nicht imstande ist, Schmieröl aufzunehmen; dieser Nachteil und andere können behoben werden, wenn gemäß der Erfindung die Chromschkht derart behandelt wird, daß ihre Oberfläche mit einer sehr großen Anzahl feiner Risse (Ritzen) und Spalten versehen ist.

Außer dem Vorteil, daß diese feinen Risse und Spalten während des Betriebes Schmieröl aufnehmen und deshalb' die Gefahr des

Fressens beseitigt ist, weist diese Behandlung noch einen sehr wichtigen anderen Vorteil auf, nämlich, daß die nachherige Bearbeitung, welcher insbesondere große Zylinder unterzogen werden müssen, wesentlich erleichtert wird, und zwar in so hohem Maße, daß es jetzt nicht mehr notwendig ist, dazu die sehr kostspieligen Honmaschinen zu verwenden, welche eine langwierige Bearbeitung erfordern

ίο und infolge der Härte der Chromschicht eine häufige Erneuerung der kostspieligen Steine notwendig machen.

Die Erzeugung der zahlreichen feinen Risse und Spalten in der Oberfläche der elektrolytisch aufgebrachten Chromschicht kann erfindungsgemäß nach verschiedenen Verfahren erfolgen.

Als Badlösung soll ein Elektrolyt angewendet werden, wie von S argent in ^Transaction of the American Electrochemical Society« Vol. XXXVII, S.479, mitgeteilt, und der darin 'besteht, daß an Chromsäurelösung etwas Chromisu'lfat zugesetzt wird. Bei der Elektrolyse soll sorgfältig verfahren werden, denn während der Bildung des Chromniederschlags können an dessen Kanten feine Verästelungen auswachsen, welche zu einem Kurzschluß mit der gewöhnlich sehr nahe an die Zylinderoberfläche angebrachten Anode Anlaß geben·. Solche Kurzschlüsse zeigen außerdem den Nachteil, daß sie die Kontrolle der elektroly tischen Behandlung verhindern.

Als erste dieser Verfahren kann man eine mechanische Behandlung anwenden, welche darin besteht, daß vor der elektrolytischen Behandlung die Oberfläche roh gelassen oder gerauht wird, z. B. mit Hilfe einer Reibahle, welche eine Oberfläche mit kleinen Grübchen bildet. Die derart auf der Oberfläche gebildeten Unebenheiten werden beim elektrolytischen Aufbringen der Chromschicht verstärkt, wobei wiederum scharfe Kanten und Ränder auftreten, welche den erwünschten Effekt herbeiführen, aber ebenso Anlaß zu sorgfältiger Überwachung des Niederschlags geben.

Geringere Sorgfalt ist erforderlich, wenn man nach dem elektrolytischen Aufbringen der Chromschicht, vorzugsweise auf einer möglichst glatten Oberfläche, während einiger Zeit die Stromrichtung umkehrt, wobei also die zu bekleidende Zylinderfläche Anode wird statt Kathode, wie das bei der elektrolytischen Bedeckung der Fall ist. Die Folge dieser Behandlung ist, daß eine gewisse Menge Chrom aus der Oberflächenschicht heraustritt, die in bezug auf Stärke abnimmt, wobei zwar die Chromschicht einheitlich bleibt, jedoch die Oberflächenschicht mit feinen Rissen und Spalten durchsetzt wird. Wenn in einem Zylinder nach dieser Behandlung die Chromschicht um ΐο·/ο dünner geworden ist, so geht aus dem Gewichtsvergleich hervor, daß beispielsweise 40 bis 45% des Chroms verschwunden sind, wie Versuche ergeben haben. Das Verhältnis von Volumenabnahme zur Gewichtsabnahme schwankt selbstverständlich je nach den Umständen und kann atich anders als 1 14 bis 4,5 sein. Stets entstehen aber die erwünschten zahlreichen feinen Risse und Spalten. Hierdurch wird die Oberfläche, welche mit dem ' Koll>en oder anderen in der Zylinderbohrung gleitenden Organen in Berührung kommt, verringert und die Reibung herabgesetzt.

Die Behandlung mit Stromumkehrungkann im gleichen Bade stattrinden; vorzugsweise wird jedoch dafür ein gesondertes Bad verwendet, um einem Verderben des Elektrolyten vorzubeugen. In diesem zweiten Bad wird vorzugsweise die gleiche Chromsäurelösung verwendet wie im ersten Bad, jedoch können andere Säure- oder alkalische Lösungen, z. B. eine 20%1'ge kaustische Sodalösung, verwendet werden.

Das Aussehen der Oberfläche und die Größe der feinen Risse im Verhältnis zu der gesamten Oberfläche stehen in einer gewissen Abhängigkeit von der Behandlung in umgekehrter Stromrichtung. Es hat sich gezeigt, daß eine gute Oberfläche beispielsweise durch die Anwendung einer Elektrizitätsmenge von 150 bis 600 Amp./Min./dm² bei Umkehrung der Stromrichtung erhalten wird.

In Hinsicht auf eine spätere Bearbeitung der Chromschicht kann deren Stärke ein wenig größer gewählt werden als erforderlich ist, z.B. um 0,025 ^mm·

Um zu verhüten, daß an den Enden der Bohrung während der Behandlung bei umgekehrter Stromrichtung zuviel Chrom aus der schon aufgebrachten Schicht entfernt wird, kann der Zylinder in bekannter Weise zeitweise mit zylindrischen Ansatzstücken von gleicher Bohrung in der Verlängerungslinie der Zylinderbohrung versehen werden.

Weiterkann vor der Umkehrung der Stromrichtung die aufgebrachte Schicht etwas gehont werden.

Weil bei großen Zylindern das elektrolytische Aufbringen der Schicht langwieriger ist, kann dabei der Nachteil auftreten, daß selbst sehr geringe, auch in einer glatten Oberfläche unvermeidliche Unregelmäßigkeiten sich stärker auswirken als es bei dünneren Schichten der Fall ist. Die notwendige Entfernung dieser Unebenheiten ist, wie schon gesagt wurde, ein sehr kostspieliges und zeitraul>endes Verfahren. Werden jedoch erfindungsgemäß in der Oberfläche feine Risse und Spalten erzielt, so lassen sich diese Unebenheiten leichter entfernen, indem man sie

mit einem Schleifstein glättet und sie nötigenfalls nachher mit einer kleinen Poliermaschine bearbeitet.

Eine gemäß der Erfindung bearbeitete Chromschicht ist insbesondere zur Anwendung in Zylindern von Maschinen mit Aluminiumkolben geeignet. Sie kann verwendet werden für Zylinderblöcke, Futter aus Gußeisen, Stahl oder einem anderen Metall, worauf Chrom elektrolytisch niedergeschlagen werden kann, und sie kann auch für alle anderen zylindrischen Bohrungen angewandt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schützen reibungsbeanspruchter Metallischen, insbesondere von Zylinderbohrungen, durch Hartverchromen, dadurch gekennzeichnet, daß eine von feinen Poren und Spalten durchsetzte Chromübarzugsschicht erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloberfläche vor der ©lektrblytischen Behandlung roh gelassen oder aufgerauht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem elektrolyt! sehen Aufbringen der Chromschicht die Stromriichtung während einiger Zeit umgekehrt wird, und die Elektrizitätsmenge zweckmäßig 150 bis 600 Amp./Min./dm² beträgt.

4. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung mit umgekehrter Stromrichtung in einem gesonderten Bade mit einer Säure- oder alkalischen Lösung stattfindet.

5. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder mit an sich bekannten Ansatzstücken von gleicher Bohrung versehen ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromschicht nach dem Aufbringen etwas gehont oder geschliffen wird.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 478 769,

454168;

Zeitschrift »Metallwarenindustrie und Galvanotechnik«, 31, S. 341 bis 343 vom i-9· !933-

© 5319 7.