A ThyssenKrupp VDM szállít anyagokat az új turbótöltőkhöz

A motorok méretcsökkentése (downsizing) konstrukciós elv, melyet ma a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése miatt kell érvényre juttatni, a korábbinál nagyobb nyomásokat és nagyobb hőmérsékletet von maga után. Így például a kipufogógáz-hőmérséklet 1000 °C értéke, amit korábban extrémnek tartottak, ma általános a szériamotoroknál.

A nagy hőmérsékletnek kitett alkatrészek gyártásához, akár 1200 °C-ig is, a ThyssenKrupp VDM szériaszerűen, 15-féle acélt gyárt, nagy hőmérsékletű üzemre alkalmas, rozsdaálló anyagokat, szalag és huzal kivitelben. A leginkább keresett anyagok az új turbótöltő gyártásához jelenleg a kiválásosan keményedő Nicofer 5120 CoTi (Alloy C263), a vegyes kristályú és karbidosan edzhető Nicofer 6025 HT (Alloy 602CA), valamint ismert még a Nicofer 5219 Nb (Alloy 718) jelű acél. Az acélok vegyi összetételét a táblázat tartalmazza, az ötvözők maradéka teszi ki a nikkel mennyiségét, pl. a Nicofer 5219 Nb acélnál az Ni 50,0–55,0%.

A króm mennyiségétől függően a rozsdaálló acéloknak három alaptípusa terjedt el, 17, 19 és 24%-os krómtartalommal. A karbontartalom a szilárdsági követelményektől függően max. 0,8%, illetve (0,15–0,25)% között változhat. A korrózióállóság a krómtartalom növelésével tovább fokozható. A 17%-os króm- és max. 0,08% karbontartalmú acél szövetszerkezete tisztán ferrites, ezért jól alakítható, mélyhúzható és hegeszthető. A ferrites krómacél hiányossága, hogy a durva szemcseszerkezet hőkezeléssel nem javítható, viszont ridegtörésre hajlamos. A szemcsedurvulást Ti- és Nb-ötvözéssel csökkenteni lehet. Azért, hogy a megrendelők az anyagtechnológia legújabb ismereteihez mindig hozzájuthassanak, ezt biztosítja a ThyssenKrupp VDM saját kutató- és fejlesztőrészlege.

Itt részben új ötvözeteket olvasztanak, és a már gyártott Nicofer acélok felhasználására új lehetőségeket javasolnak. Ezen belül a konszern kutatói felhívják a figyelmet a titánötvöző takarékosságára, az adagolt mennyiség csökkentésére, illetve a felhasználókat a nem rozsdásodó acélok nagyobb felhasználására ösztönzik.

A Nicofer 5120 CoTi acélt a gépkocsigyártás területén vizsgálták, és rövidesen szalag alakban is rendelkezésre áll. A felhasznált Nicofer 5120 CoTi acél különlegessége az acél szilárdsága mellett a mégis flexibilis molekulastruktúrája.

Hogy ezeket a tulajdonságokat biztosítsák, az acélt összesen 16 óráig, különböző hőmérsékleten hőkezelik, amelynek technológiai folyamatát pontosan meghatározzák. Az alapanyagban ezen kívül úgynevezett fémközi fázisok alakulnak ki, amelyek, mint a mechanikai tulajdonságokat javító, fontos és szükséges szövetelemek a szerkezetbe beágyazódnak. Így, mint a fémes anyag részei, egyidejűleg az ötvözetnek nagyobb biztonságot és rugalmasságot biztosítanak.

A turbótöltő-tömítés ThyssenKrupp VDM laboratóriumában végzett vizsgálatáról mutatunk be egy képet.

A turbótöltőhöz a tömítőrendszert jelentős mennyiségben hőkezelt anyagokból gyártják. A Nicofer 5219 Nb (Alloy 718) jelű acél már szabványosított minőségű tömítésanyag, és különösen nagy hőterhelésű elemek gyártásához használják. Ez biztosítja a kritikus feltételek esetén a közvetlen kapcsolatot a turbótöltő növekvő élettartama és megbízhatósága között. A megrendelők továbbfejlesztik pl. a C-tömítések gyártástechnológiáját. Ez statikus tömítőelem, a különféle berendezéseknél és motoroknál, ahol nagy követelményeknél, és nagy hőmérsékleteknél jelentősen rugalmasabbak, mint a másfajta fémtömítések. A tömítések gyártástechnológiája összetett folyamat, alakítás és hőkezelés.

Forrás:
1. Hohe Temperaturen in Automotoren: ThyssenKrupp VDM liefert Werkstoffe für neue Turbolader, ThyssenKrupp Stainless AG., www.innovations-report.de
2. Hohe Temperaturen in Automotoren: ThyssenKrupp VDM www.idw-online.de
3. A szerző saját jegyzetei a rozsdaálló acélokról