Die direkte Hartverchromung von Aluminiumzylindern durch Galvanisches Auftragshonen

ISBN-13: 9783540101444 / Niemiecki / Miękka / 1980 / 191 str.

Wolfgang M. Bässler

Opis

Angesichts der in de letzten Jahren zunehmenden Tendenz zum Leichtmetallmotor, hat die Schaffung eines geeigneten VerschleiBschutzes fUr die Kolbenlaufbahn im Aluminiumzy linder wieder an Bedeutung gewonnen. Die Verfahrensent wicklung steht dabei immer mehr unter wirtschaftlichen Zwangen: die technische FunktionserfUllung allein ist nicht mehr ausreichend, sondern es muB eine moglichst schnelle und kostengtinstige Fertigung erreicht werden. Die Entwick lung leistungsfahiger, galvanischer Schnellabscheidungs verfahren, wie das Galvanische Auftragshonen, bietet die Moglichkeit die Zylinderfertigung zu rationalisieren. Kurze Bearbeitungszeiten bedeuten in der Galvanotechnik hohe Abscheidungsgeschwindigkeiten. Die Intensivierung der elektrolytischen Abscheidung kann nur erreicht werden, wenn es gelingt, die stromhemmenden Schichten auf der Kathode zu entfernen. In der vorliegenden Arbeit wurden die beiden prinzipiellen Moglichkeiten dazu untersucht: Abbau bzw. Entfernung der Polarisationsschichten durch einen stromen den Elektrolyten oder durch eine dem Schichtwachstum Uber lagerte Zerspanung. Die Versuche im DurchfluBverfahren zeigten, daB durch einen die Elektrolysezelle durchstromenden Elektrolyten die strom dichte erhoht werden kann und dadurch eine Steigerung der Wachstumsgeschwindigkeit erzielt wird. Nach der raschen flachigen Uberdeckung des Aluminiums setzt ein stromdich teabhangiges, feldorientiertes Knospenwachstum ein. Es wur de experimentell gezeigt, daB durch die Elektrolyseparame ter Stromungsgeschwindigkeit und Elektrolyttemperatur die Schichtbildung vergleichmaBigt werden kann. Es gelingt aber nicht, die Knospenbildung des Chroms ganz zu verhindern, so daB die im DurchfluBverfahren erzeugten Chromschichten nur durch einemechanische Nachbearbeitung als Laufflache nutz bar werden.

Spis treści

1. Eineührung und Problemstellung.- 1.1 Der Leichtmetallzylinder im Motorenbau.- 1.2 Die Hartverchromimg von Aluminiumzylindern 1.- 1.3 Erkenntnisstand heim Hone-Forming.- 1.4 Aufgabenstellung.- 2. Versuchseierichtungen und Messverfahren.- 2.1 Versuchsanlage Galvanisches Auftragshonen.- 2.2 Werkzeug und WerkstückSpannung.- 2.3 Versuchswerkstücke.- 2.4 Erfassung des Arbeitsergebnisses.- 2.4.1 Gestaltsabweichung.- 2.4.2 Schichtwachstum.- 2.4.3 Schichtqualität.- 2.5 Messung der Versuchsgrößen.- 2.5.1 Mechanische Versuchsgrößen.- 2.5.2 Elektrolytische Versuchsgrößen.- 3. Grundlagen zur Untersuchung der Elektrolytischen Einelussgrössen.- 3.1 Das Prinzip der galvanischen Chromabscheidung.- 3.2 Stromverteilung und Metallverteilung.- 3.2.1 Das elektrische Eeld beim Galvanischen Auftragshonen.- 3.2.2 Polarisation und Intensivierung der Abscheidung.- 3.2.3 Kristallwachstum und Metallverteilung im Zylinder.- 3.3 Berechnung der Schichtdicke und Abscheidungs-geschwindigkeit aufgrund der primären Stromverteilung.- 4. Die Hartverchromüng im Durchflussverfahren.- 4.1 Einfluß der kathodischen Stromdichte.- 4.2 Grundchromschicht und Knospenwachstum.- 4.3 Verbesserung des Wachstums der Grundchromschicht.- 4.3.1 Einfluß der Elektrolyttemperatur.- 4.3.2 Einfluß der Strömungsgeschwindigkeit.- 4.4 Ahscheidungsgeschwindigkeit und Stromausheute.- 4.5 Durchflußverchromung - Galvanisches Auftragshonen.- 5. Die Hartverchromung durch Galvanisches Auetragshonen.- 5.1 Direktverchromung des Aluminiums.- 5.1.1 Einfluß der Elektrolyttemperatur.- 5.1.2 Die Grundchromschicht als Zwischenschicht.- 5.1.3 Elektrolytströmung und Schichtverteilung.- 5.2 Einflußgrößen auf das Schichtwachstum.- 5.2.1 Einfluß des Zustelldrucks.- 5.2.2 Einfluß der Strömungsrichtung.- 5.2.3 Einfluß der Hublänge.- 5.2.4 Einfluß der Schnittgeschwindigkeit.- 5.3 Einflußgrößen auf die Makrogeometrie und die Schichtverteilung 12.- 5.3.1 Einfluß des Zustelldrucks.- 5.3.2 Einfluß der Strömungsrichtung.- 5.3.3 Einfluß der Hublänge.- 5.3.4 Einfluß der Schnittgeschwindigkeit.- 5.3.5 Einfluß des Überschneidungswinkels.- 5.4 Einflußgrößen auf die Mikrogeometrie.- 5.4.1 Einfluß des Zustelldrucks.- 5.4.2 Einfluß der Schnittgeschwindigkeit.- 5.4.3 Einfluß der Korngröße.- 5.5 Abscheidungsgeschwindigkeit und Stromausbeute.- 5.6 Bearbeitungsempfehlungen.- 5.7 Elektrolytveränderung und Honsteinverschleiß.- 5.8 Einfluß der Zerspanung auf den Schichtaufbau.- 5.8.1 Oberflächenausbildung.- 5.8.2 Schicht- und Kristallstruktur.- 6. Prüfung und Beurteilung der Erzeugten Schichtqualität.- 6.1 Haftfestigkeit und innere Spannungen.- 6.2 Härte.- 6.3 Verschleißuntersuchungen.- 7. Verfahrensvergleich Badverchromung - Galvanisches Auftragshonen.- 8. Zusammenfassung.- 9. Schrifttum.