Automotive & Racing

Automobilindustrie - Beschichtungen: Reduzierung von Wartungsintervallen, Leistungssteigerungen, preiswertere GrundmaterialienIn der Automobilindustrie hat das gesamte Spektrum eine hohe Relevanz. Reduzierung von Wartungsintervallen, Leistungssteigerungen sowie Einsatz preiswerterer Grundmaterialien stellen nur einen kleinen Auszug dar. Besonders hoch ist der Nutzen im Antriebsstrang und der Motortechnik. Sowohl in der seriellen PKW- und LKW-Produktion als auch bei vielen High-Performance-Komponenten im Rennsport finden die surcoatec Beschichtungen Anwendung.
 

Beispiel Porsche 996 GT3RS Kolben und Zylinder

Porsche 996 GT3RS Kolben mit DLC-Beschichtung Beschichtung der Zylinderbuchsen, geglättete Zylinderoberfläche

Ausgangslage

Kinematisch bedingt drückt der Kolben an die Zylinderlaufbahn, was Mischreibung und damit Verlust an Leistung (besonders unter Kaltstartbedingungen, aufgrund unzureichender Ölversorgung) bedeutet. Die ungleichmäßige thermische Verformung, besonders von dünnwandigen Rennsportkolben aus Alu, verstärkt den Kontakt von Kolben und Zylinder im Betrieb. Das führt zu erhöhter Reibung im Betrieb und steigender Neigung zum Fressen.

Zielsetzung

  • Reduzierung der Verlustfaktoren Reibung und Verschleiß.

Ergebnis

  • Eine ca. 5µm dünne DLC-Beschichtung des Kolbens sowie Beschichtung der Zylinderbuchsen wirkt dem entgegen.
  • Senkung der Reibwerte sowie des Schmiermittelbedarfs, auch aufgrund der selbstschmierenden Eigenschaften von DLC.
  • Durch Mikrostrukturierung der Oberflächen und durch geeignete Prozessparameter während der Schichtabscheidung lässt sich die Oberflächenenergie der DLC-Schicht hinsichtlich der Ölbenetzbarkeit optimal einstellen.
  • Sehr glatte, reibungsreduzierte und verschleißbeständige Oberflächen.

» Schichten: DC99

Beispiel Kolben-Zylinder-System

Automobil Kolben-Zylinder-System Beschichtung

Aufgabe

Entwicklung einer mindestens 5µm dicken, reibungsmindernden Beschichtung für die Innenseite von Zylinderlaufbuchsen sowie einer reibungsmindernden Außenbeschichtung für den Gleitpartner (Kolbenringe).

Zielsetzung

  • Reibungsminderung
  • Verschleißminderung
  • Leistungssteigerung
  • Gewichtsreduktion durch Einsatz alternativer Materialien (z. B. Zylinderlaufbuchse aus CFK)

Ergebnis

  • Erstmalig konnte eine 8 µm dicke Multilagen-DLC-Beschichtung in einem Hohlraum abgeschieden werden
  • enorme Reibungsminderung belegt
  • Die Dichte der Beschichtung wurde ebenfalls belegt, so dass der Einsatz alternativer Materialien ermöglicht wird

» Schichten: DC99-A®, DC99-C®
 

Beispiel Halbkugelbolzen im Rennsport-Lenksystem

Halbkugelbolzen Rennsport-Lenksystem, Beschichtung

Aufgabe

Entwicklung einer Beschichtung zur Verringerung des Reibkoeffizienten auf einem Halbkugelbolzen für die Lenkstange (Material MP35N - 35% Nickel, 35% Kobalt, 20% Chrom, 10% Molybdän)

Zielsetzung

  • Erhöhte Leichtgängigkeit durch geringere Reibung
  • Reduzierung von Verschleiß

Ergebnis

  • Der Reibungskoeffizient konnte bereits durch die Beschichtung von nur einem Reibpartner um 50% reduziert werden. Eine weitere Reduzierung durch Beschichtung des Gegenparts ist geplant.

» Schichten: DC99-C®
 

Beispiel Motorkomponenten

Autmotive Motorenkomponente Beschichtung

Aufgabe

Entwicklung einer Beschichtung zur Erhöhung der Härte von Tassenstößeln und Verringerung der Reibung gegenüber der Nockenwelle. Als Alternativmaterial zum bisher eingesetzten Stahl wurden parallel auch Tassenstößel einer neuen Aluminiumlegierung beschichtet, um eine Gewichtsreduzierung zu erreichen.

Zielsetzung

  • Härte von mehr als 3.000 HV
  • Auftragen einer Schicht von mindestens 2-3 µm
  • Haftfestigkeit nach VDI 3198 von HF1 – HF3
  • Erhalt der Oberflächenrauheit

Ergebnis

  • Die genannten Ziele wurden sowohl auf Stahl- als auch Aluminium-Tassenstößeln erreicht
  • Eine Gewichtsreduktion durch die Umstellung auf Aluminium ist in Kombination mit der surcoatec-Beschichtung möglich

» Schichten: DC99-A®