Zylinderkopf

[mekgyver]

eine Frage an unsere Spezialisten :
Aus welcher Legierung ist ein R25/3 Zylinderkopf ?
Wie kann man das herausbekommen ?
Gruß mek

[mekgyver]

[kruemel]

Moin mek!

Die genaue Zusammensetzung weiss ich leider auch nicht, aber ich tippe auf viel Al, und wenig Zinn (wegen Entformbarkeit).  Frag mal bei der mobilen Tradition nach, vielleicht können die helfen.

grüsse, Kristian

[Knaudel]

Hallo,

grundsätzlich müßte dies über eine chemische Analyse doch möglich sein.
Solltest Du eine Kühlrippe übrig haben könnte ich mal checken, ob ich das hinbekomme.
Aber: Was hast Du denn vor?

Gruß

Knaudel

[rolf]

schweißen , schätze ich mal.

[mekgyver]

nein, schweißen ist es nicht.
ich bin etwas weiter gekommen, ich muß nur noch wissen wie ich einen Test auf Kupfer machen kann. Haben wir einen Metallurgen an Board ?
Chemie war nie so mein Ding.
Gruß mek

[Meister2101]

Hallo Mek,

ich habe eine Adresse für dich: http://www.fgw.de/fgwinfo/index.htm

Spreche bitte Herrn Dr.-Ing. Gunther C.Stehr an und bestelle Ihm schöne Grüße von Volker Ising. Wir haben uns vergangenes Jahr auf einem Seminar getroffen und die Visitenkarten ausgetauscht. Die FGW beschäftigt sich unter anderem mit Werkstoffprüfung.

Gruß Volker

[mekgyver]

Hallo Volker, danke für den Link,
ich werde dann mal schauen.
Gruß mek

[peter63]

Hi Mek,
hast du rausgefunden, aus welchem Werkstoff der ist?? Ich würde AlSi9Ni oder AlSi12 vermuten. Würde mich auch interessieren.

Peter

[† Knut]

Hi Peter,

ist in etwa AlSi12CuNi. Habe noch nicht genau analysiert, aber so falsch ist das nicht. Was hast Du vor? Musst Du es genauer haben?

Knut

[Rütz]

Moin,
in den Kundendienstschreiben auf http://www.beemergarage.com/bulletin.html
findet sich auch was (KD-Schreiben Nr. 244; http://www.beemergarage.com/documents/244.pdf):
Danach waren die Zylinderköpfe bis 1967 aus "Hydronalium" (??), danach aus etwas anderem.

Man kann die Köpfe anhand des Gusses und der Nähte unterscheiden. Nach der Umstellung war der Guß rauher und poriger.

Rütz

[mekgyver]

Hi Mek,
hast du rausgefunden, aus welchem Werkstoff der ist?? Ich würde AlSi9Ni oder AlSi12 vermuten. Würde mich auch interessieren

Hallo Peter, hab's nicht herausgefunden, weil mir dazu die Kenntnisse fehlen.
Aber unser Chef-Metallurge Knut hat was geschrieben, vielen Dank.

Habe meine Idee von damals auch nicht weiter verfolgt.

Gruß mek 

[peter63]

Hi Mek,
ich denke, du hattest das selbe vor . Ich will mal versuchen, ob ich einen Kopf selber gegossen kriege. Hab schon öfters mal Aluabgüsse gemacht, nur nicht so komplexe. Da mein Rumpfmotor nun langsam Formen annimmt (73hub), und ich mich jetzt mit der Bearbeitung des Zylinders beschäftige (78Bohrung) mache ich mir schon mal Gedanken, wie der Kopf aussehen sollte. Entweder R26 mit grösseren Ventilen (warscheinlich) oder sogar einen Kopf selbst giessen mit 4 Ventilen und 2 Auspuffflanschen (erst mal Spinnerei). Mal sehen was wird

@Knut, ich dachte mir schon, das es etwas in der Richtung ist. Die Frage währe, wie würde sich z.B. AlZnMgCu1,5 eignen? Dann natürlich gefräst, nicht gegossen. Ich werde versuchen das mal heraus zu finden.

@Rütz, die Halbzeug Lieferanten wissen damit sicher etwas anzufangen. Aber wie  aus dem Servicehinweis ersichtlich scheint diese Legierung bei den hohen Temperaturen zu kriechen, aber ist ein Anhaltspunkt.

Besten Dank

Peter

[Heiko]

Danach waren die Zylinderköpfe bis 1967 aus "Hydronalium" (??), danach aus etwas anderem.

Moin,

die Deutsche Reichsbahn Gesellschaft hat vor dem WK. II einen sogenannten "Hydronalium-Triebwagen" gebaut. Dieses Fahrzeug war selbst bei der DB noch lange Zeit im Einsatz. Die Bezeichnung bezog sich auf die Außenbeblechung und den Rahmen des Wagenkastens, weil Hydronalium noch leichter als Alu ist und korrosionsbeständiger sein soll. Der Fahrzeugaufbau war aus diesem Grund auch nie lackiert. Das Hydronalium ist übrigens eine Legierung aus Al und weiß ich nicht wenn ich mich nicht irre.


Heiko

[rolf]

So ganz komplett ist die Historie nicht Anselm, das Alu wurde Ende 50/Anfang 60  geändert...ungefähr mit Einführung der /2 (2 zylinder!)...aus Umweltgründen. Das neue Material erwies sich aber als zu weich (spätestens unter Hitze) und wurde dann wieder ca 67 geändert...ungefähr mit Einführung der Langgewindezündkerzen.
Rolf

[† odeon8]

(...) eine Legierung aus Al und weiß ich nicht

Moin Heiko

Hydronalium (3 - 12 % Magnesium, 0,2 - 0,8 % Mangan und 0,2 - 1,0 % Silicium)

Thomas W(ikipedia)

[† Knut]

Na ja, bin ich 'mal wieder gefragt, um es genauer zu machen, obwohl es mein ganzes Weltbild über die Al-Legierungen bei unseren Kisten durcheinanderwürfelt.

Hydronalium ist eine Firmenbezeichnung der Vereinigten Aluminium-Werke Lautawerk (heute Bitterfeld) für eine Aluminium-Magnesium-Mangan Legierung. Registriert etwa gleichzeitig wie das "Elektron" ca. 1910 
Grundlage für die Legierung war die Möglichkeit, grosse Mengen Ätznatron und Chlor herzustellen, die für die Reduktion des Aluminiums und Magnesiums nötig sind.

Durchgesetzt haben sich Hydronalium HY51 und HY511 mit ca. 4,5 - 5,5% Mg, ca. 1,0% Si und 0,5% Mn. Dieser Typ gilt als seewasserbeständig, schweissbar und warmbeständig bis ca. 250 - 300°C. Durch den hohen Magnesiumanteil ist sie auch leichter als Reinalu.

Diese Legierung gibt es heute noch im Portfolio vieler Giessereien und zwar unter den Namen Peraluman, Honalium oder Hüttal. Die korrekte Bezeichnung nach DIN EN 1706 ist EN AC-51400 bzw. EN AC-AlMg5(Si)


@Peter,

wenn Du wirklich daran denkst, einen Kopf selber zu drehen, würde ich kein AlZnMgCu1,5 nehmen. Die zinkhaltigen Al-Legierung (hier AA7075) haben zwar bei Raumtemperatur hohe Festigkeitswerte, die aber ab 120°C schnell absacken. Zudem sind sie wenig kriechbeständig, d.h. bei höheren Temperaturen bauen sich Spannungen relativ schnell ab. In den Kopf eingepresste Ventilsitzringe oder -Führungen würden sich bald lockern und dann....
Noch ein Nachteil: bei Temperaturen jenseits der 250°C (Brennraum) wird das Zeugel weichgeglüht und extrem rissempfindlich.... und fängt an zu gammeln... und .... und
Nö, dass ist nicht die richtige Legierung

(Na? Lies noch jemand??)

Als warmfester Werkstoff hat sich die Legierung AA2618 im Motorenbau durchgesetzt (2,3% Cu, 1,6% Mg, 1,1% Fe, 1,0% Ni). Bis 300°C gute Festigkeit, wenig korrosionsanfällig und gut spanbar.
Da sie auch für Schmiedestücke verwendet wird, stehen die Chancen auch gar nicht schlecht, einen "grösseren Brocken" zu ergattern, aus dem sich ein Zylinderkopf drehen / fräsen lässt.

VLG

Knut

[peter63]

Wow,
fachkundiges Personal hier
@Knut, danke für die Infos. Den vergrößerten Kurbelwellendeckel hab ich schon aus 7075 gefertigt und eloxieren lassen. Aber da wird´s auch nicht über 120Grad gehen.
Mal sehen, ob unser Lieferant auch 2618 im Programm hat.
Wenn ich jetzt wüsste, wo diese verd... "Applaustaste" ist.....

@Rolf, bevor du wieder meckerst, es geht nicht um schneller! Ich hab einfach nur Spass am Basteln.

Peter

[Rütz]

So ganz komplett ist die Historie nicht Anselm, das Alu wurde Ende 50/Anfang 60  geändert...ungefähr mit Einführung der /2 (2 zylinder!)...aus Umweltgründen. Das neue Material erwies sich aber als zu weich (spätestens unter Hitze) und wurde dann wieder ca 67 geändert...ungefähr mit Einführung der Langgewindezündkerzen.
Rolf

Wie kommst du darauf??  Im KD Schreiben 244 steht es doch anders... und das zweite Mal haben sie wohl nur die Wärmebehandlung (age-hardening) geändert.
Ok, ein genaues Datum steht da nicht. Denke nur nicht, daß die über etwas schreiben, was schon 7 Jahre her ist.

Eigentlich wollte ich ja auch nur darauf hinweisen, daß die Legierung unserer Zylinderköpfe nicht einheitlich ist. Daß es also nicht reicht nur einen zu untersuchen und daß man zumindest zwei Sorten eindeutig von außen unterscheiden kann.


Rütz

[rolf]

Alos , wenn mich mein englisch nicht täuscht schreiben sie nichts von Wärmebehandlung sondern das der Kopf unter Wärmeeinfluss weich wird...sprich die Kipphebelböcke sich in den Kopf drücken....außerdem hat BMW sich wirklich sehr lange geweigert diese "Butterheads" als Problem zu sehen...wie dem auch sei...dort (in KDSchr 244) schreiben sie tatsächlich nichts von einer Legierungsänderung...was allerdings nicht heisst das sie sie nicht zu dem Zeitpunkt geändert hatten...sondern wie man die (alten) Butterheads so umbaut das die Böcke nicht mehr wie im Treibsand in die Köpfe einsacken...was wohl auch billiger ist als alle Butterheads umzutauschen..
Rolf T(rotzdem!)

[Rütz]

?
1. Sie schreiben, daß sie das Zylinderkopfmaterial (also die Legierung) geändert haben, um die Verwendung des ungesunden Chlorgases einzuschränken, welches für das bis dato verwendete Hydronalium notwendig war.

2. Sie schreiben, daß die neue Legierung (Alloy) leider nicht so Hitzefest ist, deshalb manchmal die Böcke einsinken und wie das zu beheben sei.

3. Sie schreiben, daß das Problem ab F-Nr. ..... nicht mehr vorkommen sollte, weil ab hier die breiteren Ständerhülsen bereits verbaut sind und weil die Köpfe nun zusätzlich "age-hardened" sind (ich denke, das ist eine Wärmebehandlung), um die Festigkeit (resistance) des Materials zu erhöhen.

...oder nicht?

Rütz

[† Knut]

Ja Rütz, alles richtig

1.) Wechsel von Hydronalium (HY 511 oder HY51) auf AlSi12CuNi (oder sehr ähnlich)

2.) Einsinken der Böcke: kann ich anhand der mech. Kennwerte nachvollziehen. Ja, weil zweite schlechte als erste.

3.) Beim "age-hardening" oder "artificial-ageing" werden die im Metallgitter bei Raumtempeartur gebundenen Mischkristalle subkristallin ausgeschieden und bilden an den Korngrenzen inter...... !! Es wird fester, insbesondere bei höheren Temperaturen und kriechbeständiger, so!

Kommst Du damit klar??

Knut

[Rütz]

Ja, danke!      ....ich schon..
Rütz Duck&Wech...

[lathe_mill]

Hallo, wenn ich mich mal in die Diskussion des Werkstoffs von Zylinderköpfen einschalten darf, könnte ich euch anbieten, in Erfahrung zu bringen welcher Werkstoff für welchen Zylinderkopf vergossen wurde.

Dazu benötige ich aber eine BMW Teile- oder Sach-Nr.

Zur Erklärung: ich habe 30 Jahre bei BMW gearbeitet, davon einige Jahre direkt in der damaligen Sparte Motorrad,
dann über 20 Jahre im Einkauf unter anderem zuständig für Gußteile aus Aluminium auch fürs Motorrad und ich habe über einen sehr langen Zeitraum die BMW-Gießerei mit Leichtmetallguß-Legierungen versorgt. Kenne mich wie ich meine bei dem Thema Aluminium-Gußlegierungen ein bisschen aus.

Würde mich freuen euch helfen zu können.

Viele Grüße Walter

[† Knut]

Hi Walter,

Ist ja genial. Das ist lebendes Forum. Liebend gerne nehme ich (wir) Dein Angebot an. Es kann uns gewaltig weiterhelfen, auch wenn ich denke, dass ich nicht so ganz verkehrt liege.

Interesse besteht vor allen Dingen an den Motor-und Getriebegehäusen, dem Kolben und Zylinderkopf sowie den Anbauteilen wie Deckeln und Armaturen. Schicke doch einfach alles, was Du weisst an Karl oder mich. Wir (ich) werten das aus und machen daraus eine Matrix ähnlich wie die Vergleichstabelle von Tassilo.

Bei Fragen, immer zu

Knut

[lathe_mill]

Hallo Knut,

wie ich vorhin geschrieben habe kann ich nur versuchen über Teile- oder Zeichnungs-Nr. Werkstoffinformationen einzuholen.
Muss dann checken ob ich über meine Nochkontakte an die Werkstoffeintragungen der Zeichnungen komme.

Die Zylinderköpfe dieser Baureihen wurden natürlich lange vor meiner (BMW) Zeit hergestellt. Wobei ich mich aber auch nicht an alle genauen Werkstoffbezeichnungen der Teile erinnern kann die ich mal aktiv betreut habe.

Viele Grüße

Walter