Materiały do specjalnych poruczeń
Federal-Mogul Holdings Corporation wprowadza nowe materiały, które zapewnią lepsze działanie w skrajnych temperaturach i ciśnieniach.
Nowe materiały wykorzystywane są do produkcji prowadnic i gniazd zaworowych oraz tulei turbosprężarek. Dzięki nim możliwe będzie tworzenie bardziej wydajnych i ekologicznych silników. Materiały odznaczają się doskonałą odpornością na zużycie w podwyższonych temperaturach. Federal-Mogul wykorzystuje w procesie ich wytwarzania sprawdzoną technologię proszków metali (PM).
– Wymagające normy emisji spalin skłaniają producentów do konstruowania coraz wydajniejszych, turbodoładowanych silników o małej pojemności, wyposażonych w zaawansowane układy oczyszczania spalin, takie jak filtry cząstek stałych i układ selektywnej redukcji katalitycznej (SCR), które działają pod coraz większym obciążeniem – wyjaśnia Frank Zwein, odpowiedzialny w Federal-Mogul za konstrukcję gniazd zaworów i prowadnic. – Konsekwencją zmian był wzrost szczytowego ciśnienia w cylindrach z około 180 do 230 i więcej barów przy temperaturach zaworów i turbosprężarki mogących przekroczyć 750°C. Zagadnienia geometryczne potrafią być takim samym wyzwaniem jak trybologia. Zwiększone zniekształcenia wokół głowicy cylindra w połączeniu z obciążeniem bocznym trzonka zaworu lub wyższe temperatury turbosprężarki powodują przemieszczanie się elementów względem siebie – tłumaczy Zwein.
Odpowiadając na te wyzwania, Federal-Mogul wprowadził gamę nowoczesnych materiałów do produkcji prowadnic zaworów FM-G15 oraz dwa nowe materiały wykorzystywane do wyrobu tulei turbosprężarki o nazwach FM-T90A i FM-T82A. – Rodzina FM-G15 została stworzona i dopasowana do wymagań zaawansowanych silników pojazdów ciężarowych, tych współczesnych oraz konstrukcji, które dopiero wejdą do produkcji – wyjaśnia Denis Christopherson, dyrektor ds. badań i rozwoju z Federal-Mogul.
Stop na prowadnice
FM-G15A jest stopem charakteryzującym się odpornością na działanie wysokiej temperatury i ścieranie trzonka zaworu, dzięki połączeniu stałych środków smarnych i stali wysokowęglowej. Pakiet stałych środków smarnych z olejową impregnacją próżniową zmniejsza ryzyko zatarcia trzonka zaworu tam, gdzie elementy narażone są na wysoką temperaturę i obciążenie boczne. FM-G15E podwyższa wydajność materiału FM-G15A zwiększając jego odporność na zużycie i redukując tarcie. Efekt ten został osiągnięty dzięki zastosowaniu dużej ilości smaru stałego zamkniętego w mikrostrukturze stali molibdenowej poddanej obróbce cieplnej. Próżniowa impregnacja olejem zapewnia dodatkowe walory trybologiczne. Materiał łączy w sobie trwałość i podatność na obróbkę mechaniczną. Zapewnia w ten sposób znacznie lepszą wydajność w porównaniu ze standardowymi materiałami używanymi do produkcji prowadnic zaworów.
FM-G15N oferuje doskonałą trwałość i odporność na zużycie w wysokich temperaturach i przy nadmiernym obciążeniu bocznym. Matrycę ze stopu stali chromowej cechuje dobre rozmieszczenie stałych środków smarnych, a próżniowa impregnacja olejowa zapewnia materiałowi lepsze właściwości od żeliwa i typowych stopów metali.
Stop na gniazda
Produkowane przez Federal-Mogul pierścienie gniazd zaworów wykonane są z materiałów wytwarzanych w najbardziej zaawansowanej technologii proszków metali PM. Rodzina wysokostopowych materiałów powstałych na bazie stali narzędziowej z powodzeniem sprawdziła się w wielu współczesnych konstrukcjach silników.
W odpowiedzi na wymagania silników konstruowanych w przyszłości, Federal-Mogul opracował zaawansowane techniki odlewu i obróbki stopów PM. W ten sposób możliwe było uzyskanie dodatkowych korzyści – zwiększonej trwałości cząsteczek stopu węglika, gęstości spiekania oraz rozwoju złożonych mikrostruktur fazowych.
Ostatnie zmiany obejmują także zastosowanie hybrydy stali narzędziowej PM i proszków stali nierdzewnych. Jednocześnie poprawiono wydajność dodatków w celu uzyskania najwyższego poziomu ochrony przed korozją spowodowaną siarką lub użyciem paliw alternatywnych. Co ważne, utrzymana została wymagana wytrzymałość na ściskanie oraz odporność na zużycie.
Materiały na tuleje turbosprężarek
Nowe, wysokiej jakości materiały Federal-Mogul używane do produkcji tulei turbosprężarek zapewniają wyjątkową odporność na zużycie w podwyższonych temperaturach i silnie korozyjnym środowisku pracy. FM-90A jest stopem spiekanym na bazie kobaltu, opracowanym z myślą o najbardziej wymagających warunkach eksploatacji, temperaturach do 1050°C oraz środowisku pracy sprzyjającemu korozji i utlenianiu. FM-T90A przewyższa stopy żelaza w wymagających warunkach eksploatacji, ponieważ materiał odznacza się mikrostrukturą, jakiej nie da się uzyskać w technologii topienia i odlewania. Matryca węglowa z osadami węglika i stałych środków smarnych tworzy odporne na ścieranie i korozję połączenie o wysokiej wytrzymałości przy podwyższonych temperaturach.
FM-T82A jest materiałem kompozytowym na bazie żelaza, o obniżonej zawartości niklu. Odznacza się efektywnością kosztową oraz doskonałymi właściwościami pracy w wysokich temperaturach. Składający się ze złożonej mikrostruktury austenitu, stopu węglikowego oraz redukujących tarcie cząstek smaru stałego, FM-T82A jest zalecany do pracy w temperaturach nawet do 1050°C. Materiał ten lepiej spisuje się przy dużym obciążeniu termicznym niż stopy ferromagnetyczne, a jednocześnie zachowuje odporność na utlenianie i rozszerzalność cieplną.
– Klienci będący producentami pojazdów ciężarowych dostrzegli, że tradycyjnie odlewane materiały nie sprawdzają się w coraz bardziej wymagających warunkach pracy nowoczesnych silników o wysokiej wydajności. Nasze doświadczenia z technologią proszków metali pozwoliły nam dostosować się do nowych wymagań. Dzięki współpracy z Federal-Mogul, producenci silników mogą sprostać nowym wyzwaniom – powiedział Olaf Weidlich, dyrektor generalny Federal-Mogul Valve Seats and Guides.
/p
