| Új alumínium-öntvény technológia a dízeldugattyú gyártásban |
|
|
|
| 2008. november 24. | |
|
Az egyre nagyobb teljesítmény és a károsanyag kibocsátás csökkentése érdekében történő fejlesztések következtében folyamatosan nő a dugattyúkat érő mechanikai - és hőterhelés, főként a dízel motorok dugattyúi esetében. A probléma egyik megoldásaként megjelentek az alumínium-ötvözetből készült dugattyúk, amelyek a nagy hőellenállású részecskék számának növelése következtében rendkívül előnyös tulajdonságokat mutattak, különösen a nagy hőterheléseknél, az addig létező ötvözetekhez képest.
A törekvések célja az egyre nagyobb terhelésnek kitett területek mikroszerkezetének optimalizálása és ezzel egyidőben a zárványok előfordulásának minimalizálása volt. A cél érdekében a MAHLE a teljes öntési folyamatot megváltoztatta. Az új technológia szigorúbb ellenőrzés alá vette és felgyorsította a megszilárdulási folyamatot a kritikus zónában. Az új öntési folyamatot MAHLE ADC-nek hívják (továbbfejlesztett dízel öntéstechnológia) és mára már alkalmas a sorozatgyártásra. Az eljárás egyik jellegzetessége, hogy csökkenti a mikroporozitást az örvénykamra környékén, ugyanakkor a gyártás során a figyelem középpontjába az öntési folyamat fémesedési szakasza kerül. A különbözô finomságú öntvény szerkezetek tanulmányozására egy rácsszerkezetet készítettek a hőálló MAHLE M174+ ötvözetből. A 350°-on elvégzett nyújtási teszt összenyomódási-megnyúlási görbéi a finomabb öntvényszerkezet esetében jelentős mértékű szilárdság növekedést és alakváltozás csökkenést mutatott egyidőben. A váltakozó hőmérsékleten (150-350°C) végzett vizsgálatok bizonyították, hogy a tulajdonságok ezen kombinációja rendkívül előnyösen hatott az anyag hő hatására bekövetkezett viselkedésére és teljes mértékben kiküszöbölhetővé vált a megnyúlás. A tesztek során a hőmérsékletváltozási ciklusok hatására bekövetkezett meghibásodások a hagyományos öntvényszerkezetek esetében 40%-al gyakrabban fordultak elô, mint a finom öntvényszerkezetek esetében. A további anyag és összetevő tesztek is igazolták a finomabb öntvényszerkezet mechanikai tulajdonságokra vonatkozó pozitív hatásait. Sok esetben a nagy erőhatások okozta meghibásodások kiküszöbölése érdekében az örvénykamra peremét kerámia hálóval erősítették meg, amely sikeresen elérte célját. Viszont a speciális öntési technológiának köszönhetően az így elkészült dugattyúk előállítási költsége rendkívül magas volt. Ezért a MAHLE kifejlesztette a keresztszál merevítéses (RMD) öntési technológiát a kisteher gépjárművek dugattyúinak előállításához. Az "előformát" jelentősen alacsonyabb nyomáson, a nehézségi erőt is felhasználva öntik be. Ez a módszer sokkal előnyösebb az új hőálló ötvözetből készült dugattyúk előállítása során és rendkívül gazdaságos, még a nagy tömegben történő gyártás során is, mint például a személygépjárművek dízel dugattyúinak előállításakor. A nyomásvizsgálatok során tisztán mechanikai terhelést alkalmaztak emelt hőmérsékleten. Az eredmények egyértelműen kimutatták, hogy az ADC öntési technológiával készült dugattyúk meghibásodás nélküli terhelhetőségi szintje 7%-al magasabb, mint a hagyományos eljárással készült dugattyúké. Míg az RMD technológiával készült dugattyúk esetében ez a terhelhetőségi szint 15%-al haladta meg a hagyományos dugattyúkét. A túlterheléses motorteszt során a dugattyúk élettartamát vizsgálták, az örvénykamrák peremén megjelenő első repedés kialakulásáig. Az eredmények alapján a három dugattyú variáció sorrendje megegyezett a nyomásvizsgálat sorrendjével. Az eredményeket a tesztpályákon töltött idő is igazolta, ahol a kisteher gépjármű motorok ADC öntési technológiával készült dugattyúi az extrém terhelések mellett is sikeresen kiállták a 2000 órás tesztet. Ezzel szemben a hagyományos öntéssel készült dugattyúk nem érték el a 800 órás idôtartamot sem. (Az eredeti cikk megjelent: INDIT-TRADE Hírek, 2008. 3. szám) |
| < Előző | Következő > |
|---|
