Технология металлического порошка

Federal-Mogul

FM-T90A представляет собой спеченный карбид с кобальтовым связующим, устойчивый к коррозии и сохраняет свои механические свойства при температуре до 1050 ° C.

Подразделение силовых агрегатов Federal-Mogul Holdings Corporation (NASDAQ: FDML) предлагает новые виды материалов для производства направляющих и патрубков клапанов, а также гильз турбокомпрессора.

Из-за все более строгих стандартов выбросов в автомобильных двигателях используются двигатели меньшей мощности, что компенсируется более высокой степенью турбонаддува. Они также оснащены современными системами очистки выхлопных газов, такими как сажевые фильтры и системы селективного каталитического восстановления (SCR). Все это вместе означает постоянное увеличение тепловой нагрузки (температуры, превышающей 750 ° C) механически взаимодействующих силовых и синхронизирующих компонентов.

Передача значительных сил также способствует их ускоренному износу, поскольку в последнее время максимальные давления в цилиндрах были увеличены со 180 до 230 и более бар.

Традиционные направляющие, седла клапанов и гильзы турбокомпрессора изготовлены из различных видов чугуна. Однако при более высоких температурах, чем в более старых конструкциях, этот материал демонстрирует значительные деформации геометрических форм, которые ему придают, а также повышенное трение при взаимодействии со стальными хвостовиками и чугунными заглушками клапанов, а также со стальными осями роторов турбокомпрессоров, установленных в нем.

Владение Federal-Mogul технологиями металлического порошка помогает производителям двигателей повысить удобство использования

Именно поэтому компания «Федерал-Могул» предприняла интенсивные исследования и внедрение альтернативной технологии спекания металлических порошков. Новые материалы, полученные в результате этого, характеризуются более высокой коррозионной стойкостью в атмосфере химически агрессивных газов по сравнению с чугуном и абразивным износом при повышенных температурах, а также лучшей механической прочностью. Повышенная геометрическая стабильность приданных им форм не менее важна, чем улучшенные фрикционные свойства. Термические деформации готовых элементов могут вызывать их вредное движение относительно друг друга.

Направляющие клапанов

Среди современных материалов, представленных Federal-Mogul для производства направляющих клапанов, есть ассортиментная категория FM-G15 с дополнительными буквенными символами для взаимно дифференцированных видов. Все семейство продуктов отвечает специфическим требованиям самых современных конструкций двигателей коммерческих автомобилей.

Например, материал с маркировкой FM-G15A характеризуется устойчивостью к высоким температурам и ограниченным истиранию штока клапана из-за комбинации твердых смазочных материалов и высокоуглеродистой стали. Пакет твердых смазочных материалов вместе с вакуумной пропиткой на масляной основе внутренних пластиковых конструкций снижает риск заклинивания штока клапана в направляющей даже при относительно высоких боковых нагрузках и экстремальных температурах.

Температуры, возникающие в направляющих выпускных клапанов при работе двигателей коммерческих транспортных средств

Продукт под названием FM-G15E обладает еще большей устойчивостью к износу при трении благодаря более продвинутому снижению трения по сравнению с FM-G15A. Этот эффект был достигнут за счет использования большого количества твердого смазочного материала, капсулированного в микроструктуре молибденовых сталей, подвергнутых термической обработке. Вакуумная пропитка маслом обеспечивает дополнительные трибологические преимущества. Этот материал также обладает оптимальной восприимчивостью к механической обработке.

FM-G15N характеризуется аналогичными характеристиками, что и два ранее упомянутых материала, но поддерживающей матрицей является хромистая сталь, в которую помещена кристаллическая структура твердых смазок и частиц масла, введенных вакуумной пропиткой.

Седла клапана

Кольца седла клапана, изготовленные компанией Federal-Mogul, изготовлены из материалов с использованием самых передовых технологий спекания металлических порошков. Благодаря этому клапаны могут работать долго и без сбоев в неблагоприятных условиях, связанных с соблюдением стандарта выбросов Евро-6.

Получение этих продуктов в готовом виде потребовало разработки компанией Федерал-Могул совершенно новых методик формования и финишной обработки порошковых материалов. Они позволили достичь повышенной прочности частиц карбидного агломерата, повышенной плотности спекания и более сложных фазовых микроструктур, важных с точки зрения прочностных характеристик. В то же время, эффективность добавок, используемых для защиты порошкообразных металлов от коррозии, вызванной серой или использованием альтернативных видов топлива, была улучшена.

Последние технические новшества в этой области также включают разработку гибридных материалов из порошковой инструментальной стали и порошков из нержавеющей стали.

Рукава турбокомпрессора

Новые материалы FM-T90A и FM-T82A, разработанные компанией Federal Mogul, предназначены для производства гильз турбокомпрессора. Они обеспечивают им высокую износостойкость при повышенных температурах и очень агрессивную рабочую среду. FM-90A представляет собой спеченный продукт на основе кобальта, разработанный для самых сложных условий эксплуатации, то есть для температур до 1050 ° C и в присутствии химически агрессивных газов, которые способствуют коррозии и окислению.

Направляющие клапанов из спеченных металлических порошков Federal-Mogul производит в Великобритании, США, Китае, Индии и Бразилии, а также совместно с китайскими, японскими и южнокорейскими партнерами.

FM-T90A превосходит ранее использованный чугун в этом отношении, потому что этот материал сделан и сформирован порошковой технологией, а не металлургией и литейным производством. Это в свою очередь позволяет получать сложные композитные микроструктуры, недостижимые в технологии плавки и литья. Основой носителя в этом случае является углеродная матрица, в которой осаждаются частицы карбида металла, а также твердые смазочные материалы. Это создает общий материал, устойчивый к истиранию и коррозии, даже при высоких температурах.

FM-T82A представляет собой композит, состоящий из аустенитной стали, микроструктуры, карбидов и снижающий трение частиц твердой смазки. Производитель рекомендует его особенно для работы при высоких температурах до 1050 ° С.