Messung von Nikasil®-Schichten in Aluminium-Zylindern

Zylinderlaufflächen von Motoren unterliegen in der Praxis hohen mechanischen Anforderungen. Ein Verfahren zum Schutz gegen Verschleiß ist die Beschichtung von Aluminiumzylindern mit Nikasil®. Diese Beschichtungstechnologie dient der Ver­besserung der tribologischen Eigenschaften und zur Optimierung des Wärmeübergangs. Sie wird hauptsächlich bei hochwertigen Motorenkomponenten von Premiummarken und im Motorsport eingesetzt.

Nikasil® (abgeleitet von Nickel-Karbid-Silizium – Ni-Ka-Sil) ist eine galvanisch aufgetragene Nickelmatrix mit eingebetteten Siliziumkarbid-Partikeln. Mit ihren hervorragenden tribologischen Eigenschaften ist die Nikasil®-Schicht der ideale Gleitpartner für Kolben und Ringe und kommt vorwiegend in hochwertigen Motorenkomponen­ten zum Einsatz, um die Reibung zwischen Zylindern und Motorblock zu minimieren. Die Nikasil®-Beschich­tung ist geeignet für Zwei- und Viertakt-Aluminiumzylin­der und Aluminium-Zylinderlaufbuchsen und wird von der Oldtimerszene bis zur aktuellen Formel 1 verwendet.

Zylinderblock aus Aluminium mit gehonter Nikasil-Beschichtung in den Zylinderlaufflächen

Abb. 1: Zylinderblock aus Aluminium mit gehonter Nikasil®-Beschichtung in den Zylinderlaufflächen. Schichtdicke ca. 20-50 µm

In der Praxis werden die Zylinderlaufflächen im Galvanikbad mit einer typischen Schichtdicke von 80-180 µm beschichtet. Daraufhin erfolgt eine erste Kontrolle der Schichtdicke mit dem individuell konfigu­rierbaren Tischgerät FISCHERSCOPE® MMS® PC2 mit dem Modul NICKELSCOPE® und der nach dem magnetischen Messprinzip arbeitenden Sonde ENW3.

Im nächsten Arbeitsschritt wird die Lauffläche gefräst und gehont, um die Gleiteigenschaften in den Zylindern zu verbessern. Als Ergebnis werden verbleibende Schichtdicken im Bereich von 25-50 µm angestrebt, wobei äußerst enge Toleranzvorgaben bei der anschließenden Schichtdickenmessung zu beachten sind. 

Die Sonde ENW3 ist das Herzstück der Messung und wird sowohl nach dem galvanischen Beschichtungsvorgang als auch nach dem Honen eingesetzt. Durch ihre Winkelform erreicht sie auch schwer zugängliche Stellen.

Die Messung in den Zylinderlaufflächen kann sowohl manuell als auch automatisiert erfolgen. Für eine Automatisierung wird das FISCHERSCOPE® MMS® PC2 mit einem digitalen I/O-Modul ausgerüstet und kann somit bis zu 6 Sonden ansteuern, welche gleichzeitig Messwerte aufnehmen und an das Gerät übertragen. Dadurch werden Messungen mit hoher Taktrate zur Qualitätsüberwachung in der laufenden Produktion möglich.

Für die präzise Messung der Schichtdicke von Nikasil®-Schichten steht mit dem FISCHERSCOPE® MMS® PC2 – ausgerüstet mit dem Modul NICKELSCOPE® und der Messsonde ENW3 – eine perfekte Lösung für die professionelle Qualitätsüberwachung zur Verfügung. Auch automatisierte Messungen mit mehreren Sonden sind realisierbar. Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Ihren Ansprechpartner von Fischer. 

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