CS214355B1 - Aluminum piston - Google Patents

Aluminum piston Download PDF

Info

Publication number
CS214355B1
CS214355B1 CS662380A CS662380A CS214355B1 CS 214355 B1 CS214355 B1 CS 214355B1 CS 662380 A CS662380 A CS 662380A CS 662380 A CS662380 A CS 662380A CS 214355 B1 CS214355 B1 CS 214355B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
piston
aluminum
iron
plating
nickel
Prior art date
Application number
CS662380A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Vladimir Holpuch
Ilja Nykl
Jaroslav Vitek
Bohumil Svoboda
Original Assignee
Vladimir Holpuch
Ilja Nykl
Jaroslav Vitek
Bohumil Svoboda
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vladimir Holpuch, Ilja Nykl, Jaroslav Vitek, Bohumil Svoboda filed Critical Vladimir Holpuch
Priority to CS662380A priority Critical patent/CS214355B1/en
Publication of CS214355B1 publication Critical patent/CS214355B1/en

Links

Landscapes

  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Hliníkový píst pro spalovací motory s válci s hliníkovou vnitřní plochou je na povrchu opatřen elektrolyticky naneseným povlakem o síle 5 až 50f*slitiny nikl - železo, obsahující v hmotnostní koncentraci 20 až 60 t železa, zbytek nikl.An aluminum piston for combustion engines with cylinders with an aluminum inner surface is provided on the surface with an electrolytically applied coating with a thickness of 5 to 50 f* of a nickel-iron alloy, containing a mass concentration of 20 to 60 t of iron, the remainder nickel.

Description

Vynález se týká hliníkového pístu a povlakem slitiny nikl-železo, pro spalovací motory s válci s hliníkovou vnitřní plochou. Známé je použití hliníkových slitin ve výrobě válců spalovacích motorů, které přináší výhody ve snížení hmotnosti, zlepšení tepelného režimu motorů a v možnosti výroby válců hospodárným tlakovým litím, vykazujícím podstatné snížení pracnosti. Zvláště výhodné je užití hliníkových válců u motorů s vysokým měrným výkonem. Při použití hliníkového válce však není možno užít obyčejného hliníkového pistu, neboť již po několika hodinách provozu dochází k zadření pístu. Z tohoto důvodu se provádí různé úpravy činné plochy válce nebo pístu, aby bylo omezeno tření stejnorodých materiálů. Je známé použití tenkostěnné válcové vložky ze slitin železa, zaílsováné do vývrtu hliníkového válce. Jeho nevýhodoh je špatný a nepravidelný přestup tepla, daný nepřesností výroby a dilatacemi při provozu. U vložek válců zalitých hliníkem je přestup tepla poněkud lepší, spotřeba hliníku je však vyšší. Známé je i elektrolytické pokoveníčinné plochy válce kovovou vrstvou o tloušťce 400 až 600 , která je po pokovení obrobena zhruba na poloviční tloušťku. Pokovení je obvykle provedeno chromém nebo dispersním povlakem niklu s karbidem křemíku. Takto pokovené válce vykazují poněkud zhoršený přesup tepla, ale jeho hlavní nevýhodou je značně komplikovaná technologie, vysoká pracnost a u chromováni navíc vysoká spotřeba elektrické energie. Proto je užíváno pouze motorů pro speciální účely.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to an aluminum piston and a nickel-iron alloy coating for internal combustion engine cylinders. It is known to use aluminum alloys in the manufacture of cylinders for internal combustion engines, which has the advantages of reducing weight, improving the thermal regime of the engines, and the possibility of producing cylinders by economical die casting, exhibiting a substantial reduction in labor. Especially preferred is the use of aluminum cylinders in high power motors. When using an aluminum cylinder, however, it is not possible to use an ordinary aluminum piston, as the piston is seized after only a few hours of operation. For this reason, various modifications are made to the active surface of the cylinder or piston in order to limit the friction of homogeneous materials. It is known to use a thin-walled iron alloy cylinder which is stamped into the bore of an aluminum cylinder. Its disadvantage is poor and irregular heat transfer due to inaccuracy of production and dilatations during operation. For aluminum-coated cylinder liners, heat transfer is somewhat better, but aluminum consumption is higher. The electrolytic plating surface of the cylinder is also known by a metal layer having a thickness of 400 to 600, which is machined to about half the thickness after plating. The metallization is usually accomplished with a chromium or silicon carbide dispersion coating. Such coated rollers exhibit somewhat impaired heat transfer, but its main disadvantage is the highly complicated technology, high labor intensity and, in addition, the high power consumption of chrome plating. Therefore, only special purpose motors are used.

Ve srovnání s pokovením činné plochy válce má pokovení činné plochy pístu některé zřejmé přednosti. Jednak to je nezhoršený přestup tepla stěnou válce, dále podstatně menší tloušťka vylučované vrstvy /do 50 (W / a konečně podstatně nižší pracnost, neboť v oblasti užívaných tlouštěk lze volit tvar pístu /poloměr hran/ a podmínky procesu tak, že odpadá opracování po pokovení.Compared to the plating of the active surface of the cylinder, plating of the active surface of the piston has some obvious advantages. Firstly, it is not deteriorated heat transfer through the wall of the cylinder, then considerably smaller thickness of the deposited layer / up to 50 (W) and finally considerably less labor, because in the area of used thicknesses the piston shape .

Jsou známy dvě užívané technologie pokovení pístu. Používáno je jednak pokovení chromém v tloušťce 20 až 40 j» . Vrstva chrómu je poté překryta elektrolyticky vyloučenou vrstvou cínu tloušťky 2 až 4 pj , která slouží jako záběhová vrstva. Vzhledem k tepelnému namáháni seu této technologie relativně často objevují poruchy, vznikající odtržením povlaku v horní části pístu v důsledku rozdílů v tepelné roztažnosti hliníku a chrómu. Druhou technologií je pokovení pístu povlakem měň - železo - cín. Tato úprava nevykazuje při kvalitním provedení i prakticky žádné závady. Nevýhodou je značná technologická náročnost, velké množství igředÚprav a mezioperačních úprav a vysokou technologickou kázeň.Two known technologies of piston metallization are known. On the one hand, chromium plating with a thickness of 20 to 40 µm is used. The chromium layer is then covered with an electrodeposited layer of tin of 2-4 [mu] m, which serves as a running-in layer. Due to the thermal stresses, this technology has relatively frequent failures due to the tear-off of the coating at the top of the piston due to differences in the thermal expansion of aluminum and chromium. The second technology is the plating of the piston with a copper - iron - tin coating. This modification shows virtually no defects in quality design. The disadvantage is considerable technological demands, a large number of igředÚpravy and in-process adjustments and high technological discipline.

Nevýhody výše uvedených úprav hliníkových vnitřních povrchů válců nebo povrchu hliníkových pístů odstraňuje hliníkový píst podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je na povrchu opatřen elektrolyticky naneseným povlakem o síle 5 až 50 (W slitiny nlkl-železo, obsahující v hmotnostní koncentraci 20 ář 60 % železa, zbytek nikl. Povlak podle vynálezu má lepší mechanické vlastnosti nežpovlak čistého železa, lze jej vylučovat na hlinítové' slitiny bez mezivrstev a vylučování povlaku je technologicky nenáročné. Účinnost vylučovacích lázní se blíží 100 %, Povlak lze bez dalších úprav fofátovat nebo opatřit záběhovými vrstva. '-‘r. ' mi MoS2> grafitu nebo cínu.Disadvantages of the above-mentioned modifications of the aluminum inner surface of the cylinders or the surface of the aluminum pistons are eliminated by the aluminum piston according to the invention, characterized in that it is provided with an electrolytically coated 5 to 50 (W nlkl-iron alloy). The coating according to the invention has better mechanical properties than the coating of pure iron, can be deposited on aluminum alloys without interlayers and the depositing of the coating is technologically undemanding The efficiency of the deposition baths is close to 100%. The build-up layer comprises graphite or tin MoS 2 .

Vynález je objasněn na dvou příkladech pokovení pístůz Al-slitin, kterými není rozsah vynálezu ani vymezen; ani vyčerpán.The invention is illustrated by two examples of metallization of Al-alloy pistons, which are not intended to limit the scope of the invention; not exhausted.

214 355214 355

Příklad 1Example 1

Píst z hliníkové slitiny o složení Si 19,5 až 22,0; Cu 1,50 až 2,00; NI 0,50 až 1,00;Aluminum alloy piston with Si composition of 19.5 to 22.0; Cu 1.50 to 2.00; NI 0.50 to 1.00;

Mg 0,80 až 1,20; Mn 0,10 až 0,40; % hmotnostních, AI - zbytek. Aktivace pístu ve vodném roztoku chloridu nikelnatého 2,5 M a kyseliny fluorovodíkové 0,5 M. Oplach pístu ve směsi koncentrované kyseliny dusičné a kyseliny fluorovodíkové v poměru 5:1. Pokovení pístu slitinou 80 až 40 % niklu a až 60 % železa v elektrolytické lázni o složení dle AO 169.585. ProudováMg 0.80 to 1.20; Mn 0.10 to 0.40; % by weight, Al - residue. Activation of the piston in an aqueous solution of 2.5 M nickel chloride and 0.5 M hydrofluoric acid. Rinse the piston in a 5: 1 mixture of concentrated nitric acid and hydrofluoric acid. Piston plating with 80 to 40% nickel alloy and up to 60% iron in an electrolytic bath composition according to AO 169.585. Proudová

O Λ ' hustota 5A/dm , t. 50 c, pH 2,5 až 3, doba pokovení 20 minut, dvojitý proudový okruh s oddělenou regulací proudu.Density 5A / dm, 50 C, pH 2.5 to 3, plating time 20 minutes, dual current circuit with separate current control.

Příklad 2Example 2

Píst z hliníkové slitiny o složení:Aluminum alloy piston with the following composition:

Si 11,5 až 13,0; Cu 0,8 až 1,3; Ni 1,0 až 2,0; Mg 0,85 až 1,3; Mn 0,3 až 0,5 % hmotnostních, Al - zbytek. Píst aktivován ve vodném roztoku jako v příkladu 1. Oplach pístu v koncentrované kyselině dusičné. Pokovení pístu slitinou 80 až 40 % niklu a 20 až 60 % železa v elektrolytické lázni o složení podle AO 169.585. Proudová hustota 5A/dm2, t 55 °c, pH 3,5, doba pokovení 25 minut, dvojitý proudový okruh s oddělenou regulací proudu. Fosfátování pístu ponořením do roztoku Synfátu 1401 předepsané koncentrace o teplotě 90 °C po dobu 10 minut k vytvoření záběhové vrstvy manganatého fosfátu.Si 11.5 to 13.0; Cu 0.8 to 1.3; Ni 1.0 to 2.0; Mg 0.85 to 1.3; Mn 0.3 to 0.5% by weight, Al - residue. Piston activated in aqueous solution as in Example 1. Rinse the piston in concentrated nitric acid. Plating of the piston with an alloy of 80 to 40% nickel and 20 to 60% iron in an electrolytic bath of composition according to AO 169.585. Current density 5A / dm 2 , t 55 ° C, pH 3.5, plating time 25 minutes, dual current circuit with separate current control. Phosphating the plunger by immersion in a Synfate 1401 solution of the prescribed concentration at 90 ° C for 10 minutes to form a running-in layer of manganese phosphate.

Písty s povlakem dle vynálezu jsou vhodné zejména pro dvoudobé i čtyřdobé spalovací motory o středním a vysokém měrném výkonu, opatřené válci s hliníkovou vnitřní plochou. Opotřebení pístu se snižuje ve srovnání s .jinými úpravami o 50 až 70 %. Opravený píst nevyžaduje dodatečnou ochranu proti korozi. Je vhodné pokovený píst opatřit záběhovou vrstvou.The coated pistons according to the invention are particularly suitable for medium- and high-power two-stroke and four-stroke internal combustion engines equipped with cylinders with an aluminum inner surface. Piston wear decreases by 50 to 70% compared to other modifications. A repaired piston does not require additional corrosion protection. It is advisable to provide a metallized piston with a running-in layer.

Claims (1)

PŘEDMĚTVYNÁLEZUPREVENTION OF THE INVENTION Hliníkový píst pro spalovací motory s válci s hliníkovou vnitřní plochou, vyznačený tím, že je na povrchu opatřen elektrolyticky naneseným povlakem o tlouštce 5 až 50 slitiny nikl-železo, obsahující v hmotnostní koncentraci 20 až 60 % železo, zbytek nikl.Aluminum piston for internal-combustion cylinders with aluminum inner surface, characterized in that it has an electrolytically coated 5 to 50 nickel-iron alloy coating on the surface, containing 20 to 60% iron by weight, the remainder nickel.
CS662380A 1980-10-01 1980-10-01 Aluminum piston CS214355B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS662380A CS214355B1 (en) 1980-10-01 1980-10-01 Aluminum piston

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS662380A CS214355B1 (en) 1980-10-01 1980-10-01 Aluminum piston

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS214355B1 true CS214355B1 (en) 1982-04-09

Family

ID=5413709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS662380A CS214355B1 (en) 1980-10-01 1980-10-01 Aluminum piston

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS214355B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3896009A (en) Aluminum alloy cylinder
US4297976A (en) Piston and cylinder assemblies
US4836695A (en) Composite sliding surface bearing
US4927715A (en) Overlay alloy used for a surface layer of sliding material
US2586099A (en) Bearing
JP4406520B2 (en) Electrodeposited hard chrome coating
US4166776A (en) Method for the preparation of a piston made of aluminum alloy with its surface treated so as not to seize on contact with a cylinder with an internal wall made of aluminum alloy
US5253625A (en) Internal combustion engine having a hypereutectic aluminum-silicon block and aluminum-copper pistons
Schwartz Deposition from aqueous solutions: an overview
JPH03194157A (en) Light metal pistion for pressure cast internal combustion engine
CA1131522A (en) Aluminium alloy cylinder and manufacturing method thereof
US4821694A (en) Hypereutectic aluminum-silicon casting alloy
US5103637A (en) Rocket engine combustion chamber
US6939049B2 (en) Connecting rod bearing shell or bushing or main bearing shell
CS214355B1 (en) Aluminum piston
US5525203A (en) Process of manufacturing a sliding surface bearing
JP2003106216A (en) Combination of cylinder and piston ring
Wyszynski Electrodeposition on Aluminium Alloys
US5124007A (en) Composite plating bath
JPH0942447A (en) Combination of sliding members
JPH0681711A (en) Piston for internal combustion engine
US3307926A (en) Bearing construction
GB2272959A (en) Hard wearing surfaces for piston grooves
SU571528A1 (en) Electrolyte for depositing zinc-based alloys
JPS583950A (en) Ohc type valve system