铸件和用于这种铸件的插入件的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种铸件(1)，该铸件由铸造材料铸成并且在铸件中成型有在运行过程中由气体流通经过的通道(6)，其中，通道(6)至少区段式地通过单独预制的并且铸入铸件(1)中的、由金属组成的插入件(10)围绕。由于这种铸件(1)在其引导气体的通道的区域中可耐受最高的热负荷和机械负荷，本发明提出，插入件(10)分别在其朝向气体的内表面(14)上以及在其朝向铸造材料的外表面(12)上至少分别区段式地涂覆釉层或珐琅层(13，15)。
【专利说明】
铸件和用于这种铸件的插入件
技术领域
[0001]本发明涉及一种铸件，该铸件由铸造材料铸成并且在铸件中成型有在运行过程中由气体流通经过的通道，其中，通道至少区段式地通过单独预制的并且铸入铸件中的插入件围绕。
【背景技术】
[0002]这种铸件例如在DE 2 602 434 Al中已知。所涉及的铸件是一种由铝合金铸成的用于内燃机的气缸头。该气缸头的排气通道在此通过在气缸头中铸成的管状的、由薄板材制成的插入件包绕。
[0003]该排气通道的包绕在已知的气缸头中这样实施，S卩，在铸造材料和插入件的板材之间至少区段式地不存在直接的导热接触。以这种方式一方面使Al铸造材料与在插入件中流通经过气缸头的排气通道的热的废气隔离。另一方面，由于朝向围绕板材外罩的铸造材料的受限制的导热接触和与此伴随的更小的隔离，该板材外罩实现了比其余气缸头体积明显更高的温度。由此应产生排气通道中的燃烧气体的更好的再反应，该再反应又应进一步促使有害物质排放的减少。
[0004]为了改善板制插入件相对于已知气缸头的铸造材料的隔离，可以在插入件的外侧涂覆陶瓷层。还可能的是，替代性或补充性地在板材制件之间形成隔热的空气间隙的条件下以双层的形式实施已知气缸头的该板制插入件。
[0005]在DE37 11 433 Al中，关于二冲程发动机的气缸的例子中说明了另一种可能性，即，限制了在流通经过气缸的排气通道的热废气和气缸的轻金属铸造材料之间的热传递。根据现有技术使排气通道通过陶瓷部分覆盖，该陶瓷部分具有比轻质金属铸造材料明显更低的导热性能。
[0006]另外DE 10 2010 025 286 Al中还已知，用于内燃机的轻金属铸造部分(例如气缸头)的排气通道的内表面可以由此有效地相对于过度热负荷受到保护，即，通过使内表面至少区段式地覆有由玻璃材料形成的涂层。在这种方案的实际使用中产生了特殊的挑战，即，涂层一方面必须耐受在运行中出现的机械负荷和热负荷而其另一方面必须在没有涂层剥落的危险的条件下允许在与已涂层的表面区段邻接的区段上进行机械加工。
【发明内容】
[0007]在以上说明的现有技术的背景下，本发明的目的在于这样改善上述类型的铸件，即，该铸件可靠地在其引导气体的通道的区域中可耐受最高的热负荷和机械负荷。此外还应给出一种部件，其以简单的方式实现了针对该目的强化开头所述类型的铸件。
[0008]关于铸件的目的，按照本发明通过权利要求1中说明的这类铸件的设计方案得以实现。
[0009]关于该部件，上述目的的按照本发明的解决方案在于根据权利要求9形成的插入件。
[0010]本发明的有利的设计方案在从属权利要求中说明并且随后类似于总的发明构思一样详细地说明。
[0011]按照本发明的铸件相应地由铸造材料铸成并且具有在运行过程中由气体流通经过的通道，该通道至少区段式地通过单独预制的并且铸入铸件中的插入件围绕。在此，按照本发明，为本发明铸件设置的插入件分别在其朝向气体的内表面上以及在其朝向铸造材料的外表面上至少区段式地分别涂覆釉层或珐琅层。
[0012]根据本发明的理解，“釉层或珐琅层”的概念为由无机化合物形成的层，这些无机化合物由相互熔合的氧化物组成，比如Si02、Al203、B203、Li20、Na20等。在此，这些层可以额外地含有以纤维形式(例如SiC纤维或C纤维)的无机的或者有机的化合物。在釉层或珐琅层的制造过程中，通过水研磨这些熔合的化合物。随后可选地混入纤维。这样分别获得的浆液随后涂覆在插入件上并且烘烤成为各个釉层或珐琅层。
[0013]按照本发明在使用中由气体经过的插入件内表面上涂覆的釉层或珐琅层保护插入件不受到化学侵蚀或者由在使用中所涉及的内表面所暴露在其中的气体产生的热负荷。因此，釉层或珐琅层可以表示防腐蚀保护，其保护插入件不受到化学侵蚀性的气态介质影响。
[0014]替代性或补充性地可以将釉层或珐琅层形成为热保护屏障，当在运行过程中非常热的气体流通过插入件时，通过该热保护屏障也防止了插入件的过度加热。
[0015]为此典型的应用为作为铸件形成的用于内燃机的气缸头，在其排气通道中铸入以按照本发明的方式覆层的插入件。本发明恰好也适合于涡轮增压机的壳体，该涡轮增压机设置在内燃机的废气流中并且其由气体流通经过的通道对应于按照本发明的方式覆层的插入件。
[0016]在铸件朝向铸造材料的外表面上设置的釉层或珐琅层一方面确保了各个插入件在铸造材料上理想的连接。因此，釉层或珐琅层牢固地贴覆在通过插入件形成的基底上并且在其自由的外表面上提供连接面，通过该连接面产生了在铸造材料和插入件之间的牢固连接。在此，为了提高层的隔热可以混入在浇铸过程中燃烧的材料。作为燃烧产物而产生的气体在釉层或珐琅层中形成许多由气体填充的小的腔室或通道，通过这些腔室或通道的存在可以降低层的导热性并与之伴随地增强其隔热的作用。通过将钢材或者其他导热相对差的材料用于制造按照本发明的插入件的基底可以进一步促进隔离作用。另一方面，按照本发明涂覆的外层也形成了插入件和周围的铸造材料之间的热隔离，通过该外层使由插入件向铸造材料的热流中断。如果按照本发明的插入件设置在铸件中，其中，插入件的内表面在使用中由热气体流通经过，那么按照本发明设置在插入件的外表面上的釉层或珐琅层会起到这样的作用，即，与在直接由热气体流通的情况相比，明显更少地加热在插入件周围的铸造材料。
[0017]本发明的另一个优点在于，与插入件直接暴露于气体的作用的情况相比，在插入件支承各个层的基体由金属制成的情况下，按照本发明的插入件由于在其上涂覆的釉层或珐琅层的保护作用而明显更薄或者可以由较弱的材料形成。
[0018]特别是在一种铸件的按照本发明的设计方案中，不再需要昂贵的、例如双层实施的板材结构或者其他的构造方式来通过在各个待屏蔽的通道和铸件的铸造材料之间形成空气间隙实现所期望的隔热作用。
[0019]取而代之地，按照本发明地在铸件中铸入的插入件可以是简单的部件，其基体例如通过适合的常规成型方法由板坯成型或者以各种其他的方式制成。因此，在待通过插入件屏蔽的铸件的通道的复杂成型过程中例如可能适宜的是，插入件的基体以一种成型方法成型，例如通过浇铸、锻造、挤出或者类似的方法。每一种所述制造方式允许制造管状的插入件，这些插入件完全地包绕各个待保护的通道。
[0020]当插入件的基体由金属材料组成时，该金属材料具有比铸成铸件的金属的铸造材料更高的熔化温度范围，则得到了本发明的一种能够耐受特别高热的设计方案。因此热稳定、耐腐蚀的钢材特别适合于插入件的基体的制造。在由板材进行制造的过程中，不依赖于过程的各种复杂性和各个待保护的铸件通道的形状可能有利的是，板材成型件由两个或者多个单独部分组成。
[0021]如果针对按照本发明的目的而提供具有特别轻重量的插入件，那么可以使插入件的基体例如由金属发泡体、特别是轻金属发泡体制成。除了其最小化的重量之外，由泡沫材料制成的插入件具有高的形状稳定性并另外还提供额外的隔热作用。
[0022]相对于其中分别待保护的通道在其内表面直接覆有保护层的这类铸件的制造，本发明具有本质上的优点，即，按照本发明的插入件不仅单独预成型，而且可以在铸入该铸件中之前已经按照本发明地设置有涂层。与此相应地，涂覆过程也可以以简单的方式在特定的制造操作中无需顾及可能的负面影响地实施，这些制造操作可能具有对于产生涂层而言必要的操作步骤。在该背景下特别证实为有利的是，按照本发明设置作为涂层的层通常必须在相对较高的温度下烘烤，在该温度下可能已经对铸件的组织结构产生了影响。通过按照本发明的方式经预涂层且随后铸入铸件中的插入件可以在不存在这种危险的情况下利用涂层的优点。
[0023]因此，本发明特别适用于由轻金属或者轻金属合金组成的铸件。因此，针对插入件，可以以按照本发明的方式在高的热负荷和机械负荷的条件下特别强化铸件。相应地，按照本发明制造的铸件特别是气缸头、涡轮增压机壳体和内燃机的类似构件，其中，特别是以按照本发明的方式可以由此保护这些铸件引导热气体的通道，即，在所涉及的热气体通道的区域中分别设置以按照本发明的方式涂层的插入件。
[0024]按照本发明涂覆在插入件的内表面和外表面上的涂层通常为釉层或者珐琅层。各个层材料的选择应该在考虑组成待涂层的插入件的材料的条件下进行。如果插入件由轻金属材料组成，那么可以使用铝珐琅，其具有以1-20重量％含量的粗添加剂，比如刚玉、石英、碳化硅或者氧化钨。如果相反地插入件由钢材制成，那么可以使用钢珐琅，其同样具有以1-20重量％含量的耐火材料的添加，比如Cr202、Si02、Al203、W03。为了提高温度转换稳定性可以使分别使用的珐琅在此也含有0.2-10重量％的无机或有机组成的纤维。
[0025]关于插入件的外表面的按照本发明的涂层，实际试验令人意外地发现，当珐琅用作涂层材料且常规的铸造铝合金用作铸造材料时，得到了铸造材料在牢固地贴覆在插入件上的涂层上的、强化的材料配合连接。在此，在涂层材料和铸造材料之间形成金属间相，其促使铸造材料在涂层材料上的牢固的粘着并与之伴随地通过由涂层材料产生的连接促使插入件在铸件中以相同方式的牢固的固定。
[0026]在将一种珐琅用于内表面的涂层的情况下，以常规方式基于玻璃粉而制成的珐琅适应于此。如果保护铸件的各个通道的插入件由轻金属材料制成，那么添加到硼酸、苛性钠溶液和硅酸钠中并且含有已经存在的已述耐火材料的铝珐琅连同水一起研磨成为能够使用的浆液。如果该插入件相反地由钢材制成，那么钢珐琅除了耐火材料之外还添加有黏土和少量的电解质以及水而且由此形成的浆液以常规的类型和方式涂覆在插入件上并烘烤。除了硅质的珐琅之外也可以使用磷珐琅、锆珐琅或者针对按照本发明的目的的变型。100份的玻璃料、10-21份的刚玉或者等量的具有同样高的熔点的材料加入分别使用的玻璃粉末中，从而使内表面的涂层的耐热性最大化。
[0027]当此处谈及作为定量标准的“份”时，应理解为加入珐琅粉末的各个组成成分的量借助对于所有组成成分相同的统一度量来测量而按照本发明为单个组成成分分别设置的“份”表示该统一度量的相应倍数。
[0028]适合于制造这类珐琅层的粉末描述在目前尚未公开的德国专利申请DE10 2013108 429.1中，其内容就此引入本申请的公开内容中。在所涉及的德国专利申请中说明的珐琅粉末特别适合用于覆盖在运行中受到高的热负荷和机械负荷的金属表面并且作为混合物存在，该混合物含有:100.0份玻璃粉，可选的10-22份大于玻璃粉末的颗粒的粗玻璃颗粒，0.1-7.5份陶瓷纤维、玻璃纤维或碳纤维，以及相互替代的或相互结合的10-21份轻金属的粉末状存在的氧化物或1-5份重金属的粉末。
[0029]如在该德国专利申请中所描述的一样，按照本发明的珐琅粉末的单个组成成分在此具有以下的意义:
[0030]a)玻璃粉末
[0031]玻璃粉末是所涉及的珐琅粉末的基础并且在按照本发明制成的、在金属部件的各个表面区段上产生的珐琅层中形成基体，珐琅粉末的其他组成成分嵌入该基体中。
[0032]在此，现有技术中为此通常所使用的玻璃类型可以用作玻璃粉末。此处由具有比支承材料更低的膨胀系数的玻璃获得的玻璃粉末适用于本发明，通过由珐琅粉末形成的珐琅层分别覆盖的表面区段存在于该支承材料上。为了在珐琅层的烘烤过程中避免各个金属基底的损坏或变形，由这类玻璃获得的玻璃粉末应该在这样的温度下熔化，即该温度低于各个支承材料的熔化温度所处的温度范围。
[0033]在应用于内燃机部件的表面的情况下，该内燃机部件由轻金属铸件制成并且在使用中暴露于热气流，已发现，在这类玻璃粉末的基础上产生并剩余组成的珐琅层也随后可以可靠地耐受热负荷和机械负荷并且当废气温度比铸件材料和珐琅层本身的熔化温度高很多时可以可靠地保护轻金属基底。在使用在轻金属部件的表面区段上的情况下，该玻璃粉末的常规的熔化温度在500- 650 °C、特别是在540- 580 °C的范围内。
[0034]形成这类珐琅粉末的基础的玻璃粉末的颗粒的粒度(平均直径)通常在5_40μπι的范围内，其中，在实际中发现具有平均为25μπι的粒度的玻璃粉末是特别适合的。
[0035]b)粗玻璃颗粒
[0036]10-22份粗玻璃颗粒可以选择性地加入这种珐琅粉末中，从而赋予由珐琅粉末形成的珐琅层进一步改善的抗裂纹形成的稳定性。在此，这样的玻璃颗粒称为“粗玻璃颗粒”，该玻璃颗粒大于形成珐琅粉末基础的玻璃粉末的最大颗粒。为此，通常具有大于40μπι的平均直径的玻璃颗粒算作粗玻璃颗粒。在此，粗玻璃颗粒的平均直径不应超过500μπι，从而防止通过这种珐琅粉末产生的涂层过强的粗糙化。
[0037]由于其相对较大的体积，粗玻璃颗粒在珐琅层的烘烤过程中没有完全熔化，而是保持包含在其基础结构中，如果在实际使用中在珐琅层中形成裂纹，那么存在于珐琅层中的玻璃颗粒根据裂纹不能克服的障碍的类型来对抗裂纹的进一步扩张。以这种方式有效地抵抗裂纹的进一步发展并且防止了涂层的进一步损坏。
[0038]类似于上述珐琅粉末组成的玻璃部分用作粗玻璃颗粒。由这种珐琅粉末制成的粗玻璃颗粒于是具有与所涉及的珐琅粉末产生的涂层的组成和特性相对应的组成和特性。以这种方式确保了，按照本发明产生的涂层尽管有粗玻璃颗粒的存在仍尽可能地具有均一的特性和同样均一的表现。这类粗玻璃颗粒被证实为特别适合于这类珐琅粉末，这些粗玻璃颗粒在制造此处谈及类型的珐琅粉末的过程中已作为玻璃半熔物加入。这种半熔的(S卩，没有完全熔化的)玻璃颗粒已证实在通过珐琅粉末产生的珐琅层中避免更大的裂纹是特别有效的。
[0039]为了使粗玻璃颗粒的作用以期望的可靠性出现，该珐琅粉末包含10-22份的这种玻璃颗粒，其中，当至少15份粗玻璃颗粒加入珐琅粉末中时设置为理想的作用。
[0040]c)陶瓷纤维、玻璃纤维或碳纤维
[0041]存在于上述珐琅粉末中的纤维具有特殊的意义。它们确保了由粉末形成的珐琅层即使在可能由实际使用中出现的温度波动和机械式压力负荷产生的高压下仍可靠地粘着。
[0042]为了满足该功能，在上述谈及类型的珐琅粉末中存在0.1-7.5份、特别是至少2份或者至少3.5-7.5份的陶瓷纤维、玻璃纤维或者碳纤维，其中，陶瓷纤维、玻璃纤维或者碳纤维可以分别单独地或者也可以作为混合物而加入。当粉末中存在4-6份的纤维材料时，产生了理想的作用。
[0043]原则上将具有10-9000μπι的纤维长度的陶瓷纤维、玻璃纤维或者碳纤维用于珐琅粉末。在此，较大的纤维长度证实在由珐琅粉末形成的珐琅层的粘着性方面是有益的，但是可能影响可加工性。在小于1wii的纤维长度的情况下，增强作用过弱。具有10-1000μπι长度的纤维被证实为充分有效的并且同时确保了良好的可加工性。
[0044]作为碳纤维可以使用可购买到的纤维。同样也适用于陶瓷纤维和玻璃纤维，其中，涉及例如不同组成成分的SiC纤维或玻璃纤维。
[0045]d)轻金属的氧化物或者重金属的粉末
[0046]粉末状存在的轻金属的氧化物或者重金属的粉末可以同时或二选一地存在于珐琅粉末中，从而使由珐琅粉末形成的涂层的熔点移动至关于各种应用目的有利的范围内。
[0047]以这种方式也可以在轻金属部件上产生珐琅层，其在对于各个轻金属材料的熔化温度不苛刻的烘烤条件下产生，但是在实际使用中，该珐琅层是耐热的，从而其可以可靠地耐受在此出现的最高温度。
[0048]为了实现该效果，珐琅粉末含有10-21份、特别是12-17份的以粉末状存在的轻金属的氧化物和/或1-5份、特别是2-4份的重金属的粉末。
[0049]在此，“轻金属”应理解为具有小于5g/cm3的密度的金属。特别是Al、Ti和Mg属于这一类。
[0050]由于其大于2000°C的高熔点，这些轻金属的氧化物、特别是Al氧化物适合于在珐琅粉末中使用。但是，在轻金属部件的涂层过程中也可以使用其他轻金属氧化粉末(比如由Ti氧化物和类似物组成的粉末)，它们的熔点总是分别大于100tC并因此明显位于轻金属基底的熔化温度范围以上。
[0051]当轻金属氧化物以相对于由珐琅粉末产生的无定型的涂层材料量的最大30%的含量存在时，则调整为轻金属氧化物对由珐琅粉末产生的珐琅层的特性理想的影响。
[0052]在此，“重金属”应理解为具有至少5g/cm3的密度的所有金属或它们的合金。所有基于铁的材料、特别是由合金钢组成的金属粉末属于这一类。特别适合的是制造由不锈钢组成的金属粉末，不锈钢例如由以名称“V2A”和“V4A”已知、以材料编号1.4301和1.4401标准化的钢材X5CrNil8-10和X5CrNiMol7-12-2组成。在此被证实为有利的是，各种金属粉末的熔点为大于100tC，从而不会导致金属粉末的特性在烘烤过程中变化。
[0053]当重金属或其合金的金属粉以相对于无定型的涂层材料量的最大10%的含量存在时，则调整为该金属粉末对由珐琅粉末产生的珐琅层的特性理想的影响。
[0054]加入珐琅粉末的各种金属粉末或各个粉末状的轻金属的氧化物的颗粒的平均直径通常应在10-500μπι的范围内。
[0055]e)其他组成成分
[0056]除了上述说明的组成成分之外，在珐琅粉末中当然可以选择性地存在其他助剂，比如其为了形成珐琅层通常所必需的。硼酸、苛性钠溶液、硅酸钠或者去离子水都属于这一类。
[0057]原则上可能的是，以相同的方式形成按照本发明的插入件的内涂层和外涂层。这样在这种情况下可能是有益的，即，提供一种涂层，其一方面是足够稳定的，从而可以耐受流通经过待保护的通道的气体产生的侵袭，而另一方面在隔离作用的同时确保铸造材料的良好的连接。
[0058]但是在许多情况下可能有益的是，对应于通道的内表面的涂层不同于设置在按照本发明的插入件的外表面上的涂层而实施。这在实际中由此可以实现，即，在插入件的内表面和外表面上的层在其组成成分或其结构方面相互不同。
[0059]当流通过通道的气体为热的并且设置在内表面上的涂层应具有高的热和机械的抵抗能力时，在插入件的内表面和外表面上按照本发明设置的涂层的不同特性是特别有意义的，为此涂覆在插入件的外表面上的釉层或者珐琅层应具有理想的隔离作用。
[0060]在要求与朝向铸造材料的外侧对应的涂层有高隔离作用的应用情况下，已证实为有益的是，设置在外表面上的釉层或者珐琅层有针对性地设置具有高的多孔性。包含在外表面中的气泡或者气体填满的通道确保了外表面的较高的热隔离数值。通过外表面在其与铸造材料相接触的外表面的区域中至少区段式地形成为开孔的，另外可以实现插入件在周围的铸造材料上的理想的连接。铸造材料在浇铸过程中挤入这些敞开的孔中，从而实现了铸造材料与在插入件上牢固粘附的涂层材料的加强的、形状配合的咬合。
[0061]当插入件的基体由至少两个相互独立的部分组成时，得到了按照本发明的插入件的涂层的一种特别低成本的可能性，其中，这些部分分别相互独立地涂覆有釉层或珐琅层并随后组合成为该插入件。通过将插入件拆分成为两个或多个部分，就涂层过程而言特别是简化了插入件的内表面的可接近性，从而可以快速且简单地实施釉层或珐琅层的均匀涂覆。
【附图说明】
[0062]随后借助示出实施例的附图详细地说明本发明。其中分别示意性示出了:
[0063]图1以横向于气缸头的纵向延伸的截面不出了气缸头的一部分；
[0064]图2以对应于图1的截面图示示出了用于浇铸到根据图1的气缸头的插入件。
【具体实施方式】
[0065]由针对该目的而通常使用的铝铸造材料(例如AlSi合金)铸成的、用于汽油发动机或柴油发动机的气缸头I具有平面的支承面2，在使用过程中气缸头借助该支承面通过必要时位于中间的、在此未示出的活塞头密封件放置在各个内燃机的此处同样未示出的发动机缸体上。在此，内燃机具有成排设置的燃烧室并且在其中上下运动的、此处同样不可见的活塞。
[0066]对应于内燃机的气缸的数量，将多个拱曲状形成的凹口3成型在支承面2中，这些凹口形成了在活塞的冲程方向上内燃机的燃烧腔的上方闭合。
[0067]—个由气缸头I的纵向侧面4’(进入侧)引导的进入通道5分别通入凹口 3，在运行过程中，燃料空气混合物分别通过该进入通道5引入到燃烧腔中。同时，还从各个凹口3连接排出通道6，该排出通道通向气缸头I的相对的纵向侧面4”(排出侧)并且通过该排出通道使燃烧过程中产生的废气从内燃机的燃烧腔中排出。进入通道5的入口 7和排出通道6的出口8根据燃烧过程的发展以已知的方式通过各个阀门而开放或关闭。所涉及的阀门为了简要起见在此处没有示出。在入口 7和出口 8的区域中以已知的方式分别成型有用于未示出的阀门的阀座。
[0068]为了排出在运行过程中由于燃烧过程而产生的热量，气缸头I以同样已知的方式由冷却通道9穿过，在运行过程中使冷却液体流过该冷却通道。
[0069]在内燃机的运行过程中由热的废气而流通经过的排出通道6由管状的、在气缸头I中铸成的插入件10包绕，该插入件一侧引导至排出通道6的入口 8上的阀座而另一侧引导至排出通道在纵向侧面4”上的出口。
[0070]插入件10的基体11以常规的方式由两个或多个相互焊接的板件组成，这些板件以同样常规的方式通过深冲操作由相应的板坯成型。替代性地可以使插入件10的基体11例如由管状的生板件制成，该生板件通过内高压成型或者类似的方式而具有所要求的形状。可以组成插入件10的基体11的板材由热稳定的、高机械负荷的钢组成，该钢以常见的方式通过热乳和冷乳加工成为板件。板材的厚度通常为0.4-1.2mm、特别是不超过0.9mm。
[0071]插入件10在其朝向浇铸材料的外表面12上覆有硅质的层13，该硅质层在其长度和周长上完全地覆盖插入件10的基体11。插入件10的基体11的内表面14也覆有硅质的层15。存在于外表面12上的层13和存在于内表面14上的层15分别为珐琅层。层13，15在此分别由珐琅浆形成，该珐琅浆以200-900μπι、特别是400-500μπι的厚度涂覆并随后在还湿润的状态下在520-550°C的烘烤温度下烘烤成为各个层13，15。层13，15在此可以同时通过基体11浸入到釉池中或者依次地且相互独立地涂覆在各个内表面14和外表面12上。
[0072]理想的是，珐琅浆的涂覆在没有各个预处理的情况下进行。如果基体11的表面状态不允许这样，可以使基体11的表面处理在珐琅浆的涂覆之前进行，在表面处理过程中，内表面14和外表面12以热或化学的方式去油并随后以化学的方式钝化。如果必要的话，额外地通过使内表面14和外表面12有目的地粗糙化而除去此处存在的氧化层。氧化层特别是可能在基体11不是由钢板而是例如由Al板制成的情况下而存在。
[0073]为了制成用于产生在外表面12上的层13而设置的珐琅浆，将
[0074]100.0份玻璃粉，其玻璃颗粒具有I Ομπι的平均直径，
[0075]1-5 份炭黑，
[0076]2份硼酸，
[0077]I份苛性钠溶液，
[0078]I份硅酸钠，
[0079]47 份水
[0080]相互研磨成为珐琅浆。
[0081]为了制成用于产生在内表面14上的层15而设置的珐琅浆，将
[0082]100份普通的招法狼半恪物(Aluminiumemai IIefritte)，5-7份具有50μηι的平均直径的刚玉，
[0083 ] 4-6份具有I Ομπι的平均直径的不锈钢粉，
[0084]2份硼酸，
[0085]I份苛性钠溶液，
[0086]I份硅酸钠，
[0087]2-5份碳纤维，
[0088]55 份水
[0089]在瓷磨中相互加工成为珐琅浆。
[0090]各种珐琅浆的单个组分例如相互一起研磨，其中，在考虑材料特性的条件下通过选择加入各个组分的时间点使研磨过程结束时各个组分所具有的颗粒大小确定。
[0091 ]珐琅浆分别涂覆在基体11的对应的外表面12和内表面14上。随后烘烤。
[0092]由于可形成气泡的组分的含量，例如基体11的外表面12上所得到的层13具有确保层13的理想的绝热性能的细孔。靠近层13的自由的外侧而存在的靠近表面的孔在此是敞开的。在内表面14上形成的层15相反地由于耐火的组成部分而具有高的熔融范围，从而其可靠地耐受高的热负荷，该层由于在运行过程中热废气的涌入而暴露于这样的热负荷中。插入件10相应地使围绕其的气缸头I的铸造材料相对于过度的热量隔离并同时确保了具有高温的废气从气缸头I中排出。
[0093]附图标记
[0094]I 气缸头
[0095]2 支承面
[0096]3 凹口
[0097]4’气缸头I的纵向侧面(进入侧)
[0098]4”气缸头I的纵向侧面(排出侧)
[0099]5 进入通道
[0100]6 排出通道
[0101]7 进入通道5的入口
[0102]8 排出通道6的入口
[0103]9 冷却通道
[0104]10插入件
[0105]11基体
[0106]12插入件10的基体11的外表面
[0107]13外表面12上的硅质的层
[0108]14插入件10的基体11的内表面
[0109]15内表面14上的硅质的层
【主权项】
1.一种铸件，所述铸件由铸造材料铸成并且在所述铸件中成型有在运行过程中由气体流通经过的通道(6)，其中，所述通道(6)至少区段式地通过单独预制的并且铸入铸件(I)中、由金属组成的插入件(10)围绕，其特征在于，所述插入件(10)分别在其朝向气体的内表面(14)上以及在其朝向铸造材料的外表面(12)上至少区段式地分别涂覆釉层或珐琅层(13，15)。2.根据上述权利要求所述的铸件，其特征在于，在所述插入件的内表面和外表面上的釉层或珐琅层在其组成成分或其结构方面相互不同。3.根据上述权利要求中任意一项所述的铸件，其特征在于，相应设置在所述插入件(10)的外表面(12)上的层(13)具有孔。4.根据权利要求3所述的铸件，其特征在于，铸造材料在所述插入件(10)的浇铸过程中挤入所述外表面(12)上的层(13)的孔中。5.根据上述权利要求中任意一项所述的铸件，其特征在于，所述插入件(10)是管状的。6.根据上述权利要求中任意一项所述的铸件，其特征在于，所述铸件是用于内燃机的气缸头(I)而且所述插入件对应于实际应用中气缸头(I)的引导废气的通道。7.根据权利要求1至5中任意一项所述的铸件，其特征在于，所述铸件是用于涡轮增压机的壳体而且所述插入件对应于实际应用中所述壳体的引导废气的通道。8.根据上述权利要求中任意一项所述的铸件，其特征在于，铸造材料是轻金属铸造材料。9.在根据上述权利要求中任意一项所述的铸件(I)中使用的插入件，其特征在于，所述插入件在其朝向由气体流通经过的通道(6)的内表面(14)上以及在其朝向所述铸件(I)的铸造材料的外表面(12)上分别至少区段式地涂覆釉层或珐琅层(13，15)。10.根据权利要求9所述的插入件，其特征在于，在所述插入件(10)的外表面(12)上设置的层(13)由多孔的珐琅组成。11.根据权利要求10所述的插入件，其特征在于，在所述插入件(10)的外表面上的层(13)是开孔的。12.根据权利要求9至11中任意一项所述的插入件，其特征在于，在所述插入件(10)的内表面(14)上设置的层(15)由含有高热稳定的组成部分的珐琅构成。13.根据权利要求9至12中任意一项所述的插入件，其特征在于，所述插入件包括基体(11)，所述基体由轻金属材料组成、具有釉层或珐琅层(13，15)。14.根据权利要求13所述的插入件，其特征在于，所述基体(11)由轻金属发泡体组成。15.根据权利要求9至14中任意一项所述的插入件，其特征在于，基体由至少两个相互独立的部分组成，这些部分分别彼此独立地覆有釉层或珐琅层并随后组合成为所述插入件。
【文档编号】F02F1/42GK105940212SQ201580005139
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年1月20日
【发明人】亨宁·梅施纳, 罗尔夫·戈施, 安妮特·布雷特施奈德, 沃尔夫冈·屈恩
【申请人】尼玛克股份有限公司