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KTM Zylinder NiKaSil Beschichtung

NiKaSil ist ein Marken- bzw. Verfahrens-Namen welches auf den Automobilzulieferer Mahle aus Stuttgart zurück zu führen ist. Eigentlich ist es viel mehr eine Beschichtung die für Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss, welche durch dieses Verfahren keine Grauguss-Laufbuchse mehr benötigen. Der Kolben Läuft also direkt im Aluminium-Zylinder.
Was zum einen eine Gewichtsersparnis und zum anderen eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit in den meist aus Aluminium bestehenden Zylinder zur folge hat.

Die Bezeichnung NiKaSil setzt sich aus den jeweils zwei Anfangsbuchstaben von Nickel, Karbid und Silicium zusammen.
Diese ist auch unter dem Namen Nickel-Dispersionsbeschichtungen oder Galnical bekannt.

Die Nickel-Dispersionsschicht wird in einem elektrochemischen (in der Regel galvanischen) Verfahren auf die Zylinderlaufbahn aufgebracht. Die resultierende Schicht besteht aus einer Nickelmatrix, in die Siliziumkarbidpartikel gleichmäßig verteilt eingelagert sind. Im Ergebnis haben derartig beschichtete Zylinderlaufbahnen sehr gute Laufeigenschaften, zeigen geringen Verschleiß und es lassen sich die bekannten Kolben und Kolbenringwerkstoffe bzw. Kolbenbeschichtungen verwenden. Die Bearbeitung erfolgt aufgrund der Härte des SiC mit diamantbestückten Werkzeugen. Die guten Gleiteigenschaften der Beschichtung ermöglichen es, dass Leichtmetallkolben direkt in den Bohrungen eines Motorblocks aus Aluminiumlegierungen laufen können, ohne dass gesonderte Laufbuchsen – beispielsweise aus Grauguss – eingezogen werden müssen. Entwickelt wurde die Nikasilbschichtung 1967 für die Gehäuselaufflächen von Wankelmotoren.
Quelle: Wikipedia


Schichtdicke

Die Schichtdicke liegt bei ca. 0,03-0,05mm


Vorteile der NiKaSil-Beschichtung

  • geringere Reibung zwischen Kolben und Zylinderlauffläche
  • bessere Wärmeableitung,
  • hohe Verschleißfestigkeit durch Karbide
  • weniger Laufspiel zwischen Kolben und Zylinder möglich
    (kleinstens 2/100mm im Vergleich zu ca. 6/100mm bei Grauguss)
  • Gleichmäßige Wärmeausdehnung zwischen Zylinder und Kolben,
    daher bessere Temperaturverteilung
  • Eine Beschichtung übersteht aufgrund der Standfestigkeit – sofern es
    nicht zu einem Motorschaden kommt oft zwei oder mehr Kolben,
    sofern Welchselintervalle eingehalten werden.
  • Ein „Einfahren“ ist so gut wie nicht nötig.

Nachteile der NiKaSil-Beschichtung

  • schlechtere bis keine Notlaufeigenschaften der NiKaSil-Berschichtung.
    Das Lamellen- oder Kugelgraphit des Grauguss bei normalen Zylinderlaufbuchsen ermöglicht auch mit minimaler Schmierung noch ein Abgleiten.
  • Teure Instandsetzungskosten durch Neubeschichtung
    Im Gegensatz hierzu muss ein Zylinder mit Normaler Graugussbuchse nur gehohnt, und ein Übermaßkolben verbaut werden.

Kostenverkleich instandsetzung

Normale Graugussbuchse auf übermaß hohnen: ca. 50-100€ (je nach ccm)

Zylinderlaufbuchse neu mit NiKaSil beschichten lassen: ca. 200-300€ (je nach ccm)

Vorgehensweise bei Neubeschichtung von NiKaSil-Zylindern

1. Defekte Zylinder Beschichtung entfernen
Die „alte“ defekte Beschichtung muss zunächst im Säurebad entfernt werden.

2. Zylinderlauffläche beurteilen
Nach der Entschichtung wird die Zylinderlauffläche sorgfältig auf Beschädigungen, Risse, Riefen und Ausbrüche kontrolliert. Sollte der Zylinder defekte aufweisen muss dieser Instand gesetzt werden

3. Zylinderlauffläche Instandsetzen
Weist die Lauffläche Beschädigungen, Risse, Riefen uns Ausbrüche auf müssen diese repariert werden. Beschädigungen, Risse, Riefen und Ausbrüche im Aluminium des Zylinders werden mittels WIG-Schweiß-Verfahren repariert.

4. Zylinderlauffläche ausbohren
Der durch die Schweißarbeiten entstandenen Schweißnähte werden entfernt, damit die Zylinderlauffläche wieder rund, zylindrisch und eben wird. Meist wird hierzu der Zylinder auf der Planscheibe einer Drehbank ausgenommen und ausgedreht.

5. Zylinderlauffläche vor-honen
Um eine perfekt Zylindrische und glatte Oberflächenstruktur zu
erhalten. Dies ist Grundvoraussetzung für die im Anschluss erfolgende Beschichtung. Hierbei wir der Nenndurchmesser um ca. 0,1mm größer gehont.

6Zylinder galvanisch Beschichten
Unter galvanisieren versteht man die elektrochemische Abscheidung von metallischen Niederschlägen auf  z.B. andere Metalle.

Die Zylinderlauffläche wird allseitig gleichmäßig mit Nicasil beschichtet. Je länger sich der Gegenstand im Bad befindet und je höher der elektrische Strom ist, desto stärker wird die aufgetragene NiKaSil-Schicht. Die Schichtdicke liegt bei KTM Zylindern bei ca. 0,03-0,05mm.

7. Zylinder honen
Die nun beschichtete Zylinderlaufläche muss nun auf Maß und Form gebracht werden. Hierbei wird die Bohrung mit einem beim honen typischen Kreuzschliff versehen.

[Gesamt:3    Durchschnitt: 5/5]