[發明專利]金屬表面粗化方法、具凹入的表面的工件及內燃機汽缸體

有效

• 申請號: 201010211830.0
• 申請日: 2010-06-23
• 公開（公告）號: CN101928908A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 托馬斯·德夫勒;克萊門斯·瑪麗亞·韋普特
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: C23C4/02
• 分類號: C23C4/02;B23P15/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧;馬翠平

本申請要求2009年6月25日提交的第102009027200.3號德國專利申請的國外優先權，該申請的整體通過引用包含于此。

技術領域

本發明涉及一種金屬表面粗化方法、具凹入的表面的工件及內燃機汽缸體。

背景技術

WO?2007087989A1公開了一種粗化金屬表面以提高熱噴涂在金屬表面上的層的粘合性的方法，其中，將均勻的凹槽(例如，矩形或梯形凹槽)引入到金屬表面并使獲得的脊(ridge)塑性變形，從而沿著脊形成底切部(undercut)。這種方法的缺點是脊沿其整個長度塑性變形。由于這可能難以使底切部的形狀一致，所以實施這種方法需要相對大的努力。此外，由于相鄰的底切部形成的窄的開口僅使一些噴涂材料可以通過窄的開口透入凹槽中，所以沿凹槽的整個長度形成的底切部使凹槽僅有限程度地被噴涂材料完全填充。

發明內容

由于脊的塑性變形的程度沿凹槽的縱向方向規則地變化，所以可以以目標方式在規則的部分將底切部引入脊中。為此目的，通過適合的工具使每個脊局部變形，變形的方式是產生這些底切部。如沿著凹槽的縱向方向所見，這導致底切部的形狀的持續但規則的變化。在這種情況下，由于在特定的位置塑性變形的程度只是很低或者根本沒有出現塑性變形，所以某些底切部可能根本沒有產生。

這種凹槽形狀的規則的變化意味著，由于整體上僅需要脊的小程度的塑性變形，所以可以以相對小的努力將之后規則產生的底切部引入脊中。此外，可以以提高的準確性將底切部引入。結果，沿著凹槽以相等的尺寸規則地產生了這些底切部。這對于之后施加的涂層的均勻的粘合強度來說是主要的優點。優點還在于要被施加的噴涂材料可以很好地填充凹槽，這是因為這些凹槽規則地沒有任何底切部或只有相對小的底切部。在這些區域中，噴涂材料非常好地透入每個槽中，并且可以容易地填充具有底切部的直接相鄰的凹槽區域。

在一個優選實施例中，塑性變形是脊的頂表面上的壓花。為此目的，使已知的壓花工具沿著凹槽移動。依賴于壓花工具的圖案，這根據壓花工具的溝槽形狀產生一致的塑性變形。

在進一步的實施例中，塑性變形是脊的頂表面上的局部缺口。這可以由具有相應突起、尖端或針的輥來引入。

在這兩種情況下，通過使用頂表面上的使凹槽被塑性壓入的力壓迫凹槽來產生底切部，結果，凹槽肋朝著一側塑性變形，即，相對凹槽的縱向方向橫向地變形。

在另一實施例中，塑性變形是脊中相對于凹槽方向的橫向的局部榫槽。這可以通過在凹槽中移動輥來實現，這樣的輥在徑向周邊上具有使凹槽相對于凹槽的縱向方向橫向變形的規則的突起、尖端或肩部件。然后，凹槽相對于其縱向方向橫向地塑性彎曲。由于脊在凹槽根部保持未變形，所以使脊經歷更嚴重的變形，并且使脊隨它們高度的增加而在橫向方向實質傾斜，這使得底切部在凹槽中產生。

塑性變形可以是脊邊緣的局部缺口。這可以通過以規則的間隔適當地壓入脊邊緣或使脊邊緣皺縮來實現，這使得底切部在凹槽肋上產生。

用來引入塑性變形的工具可具有至少一個沖壓機。這樣的沖壓機可優選地以周期性的方式移動。當沿凹槽引導工具時，移動的沖壓機產生脊的相應的塑性變形。在這種情況下，沖壓機可具有適當形狀的沖頭，并且沖壓機可以沿任何適當的方向作用于凹槽，從而在脊上產生最佳形狀的底切部。舉例來說，沖壓機可直接地垂直地作用于脊的頂表面，這使得脊被從上方壓迫并且脊材料因此而沿橫向方向流動。然而，沖壓機還可以以淺角(shallow?angle)沿相對于凹槽的橫向方向作用，這使得脊相對于其縱向方向橫向變形。

可在凹槽中、凹槽上來引導用來引入塑性變形的工具，或可通過凹槽來引導用來引入塑性變形的工具。因此，工具能夠總是相對于脊而精確地對準，并且能夠僅使相鄰的脊中的一個被加工。由于工具在凹槽中、凹槽上被引導，或者被凹槽引導，所以脊總是相對于凹槽變形，因此可以以高精確度和可重復性來執行變形。

如果第二工藝步驟中的塑性變形在與第一工藝步驟相同的操作中被引入，則是特別優選的。舉例來說，用于塑性變形的工具布置在車削工具、鉆孔工具或銑削工具的下游。在這種情況下，優選地將用于第一和第二工藝步驟的工具安裝在同一工具載體上，例如銑刀軸或車削軸上。因此，第一和第二工藝步驟實際上在同一時間發生或者按照短暫的間隔前后發生。除了減少時間(無需進一步的操作)，對第二工藝步驟來說測量或設備的支出也降低了。兩種工具彼此直接結合，并且僅有一次需要相對彼此對齊。