Новые материалы обеспечивают улучшенные рабочие характеристики при высоких температурах и увеличенных пиковых давлениях в цилиндрах двигателя, что необходимо для сокращения выброса вредных веществ

Висбаден, Германия, июль 2014 года. Подразделение Powertrain корпорации Federal‑Mogul (NASDAQ:FDML) расширяет ассортимент высокоэффективных материалов для направляющих втулок клапанов, седел и втулок турбонагнетателей, которые помогут производителям коммерческого транспорта создавать более экологичные и экономичные двигатели. Для разработки новых материалов используется проверенная технология порошковой металлургии, созданная компанией Federal-Mogul. Эти материалы, кроме превосходной износостойкости при высоких температурах, обеспечивают и другие преимущества, такие как повышенная коррозионная стойкость и механическая прочность, что зависит от области применения материала.

«Ужесточение требований к выбросу вредных веществ привело к созданию более компактных двигателей с высоким давлением наддува, высокой степенью очистки выхлопных газов за счет применения таких систем, как сажевые фильтры и системы избирательной каталитической нейтрализации (SCR). Современные двигатели работают при более высоких температурах, чем их предшественники, — объясняет Франк Цвайн (FrankZwein), технический директор по глобальному рынку, подразделение „Клапанные седла и направляющие” (ValveSeatsandGuides) компании Federal-Mogul. — Пиковые давления в цилиндрах увеличились со 180 бар до 230 бар и выше, в то время как температура клапанов и турбонагнетателя может превышать 750 °C. Физические характеристики могут стать такой же проблемой, как проблемы износа материалов. Увеличенная тепловая деформация головки блока цилиндров в сочетании с работой моторного тормоза, использующего газораспределительный механизм, приводит к появлению поперечных нагрузок на стержнях клапанов. Возросшая температура турбонагнетателя влияет на прессовые посадки из-за разности коэффициентов теплового расширения».

В ответ на эти технологические вызовы компания Federal-Mogul добавила к серии улучшенных материалов для направляющих втулок клапанов линейку FM-G15 и два новых материала для втулок турбонагнетателей: FM-T90A и FM-Т82A. «Линейка материалов FM-G15 была специально разработана для соответствия специфическим требованиям высоконагруженных, конструктивно сложных двигателей, присутствующих на современном рынке, и двигателей, которые появятся в ближайшем будущем», — сказал Денис Кристоферсон (DenisChristopherson), директор по глобальным разработкам и научно-исследовательским работамFederal-Mogul, подразделение «Клапанные седла и направляющие» (ValveSeatsandGuides).

Улучшенные материалы для направляющих втулок клапанов FM-G15

FM-G15A — сплав, обеспечивающий износоустойчивость при высоких температурах и снижение вероятности задира стержня клапана за счет сочетания твердых смазочных материалов внутри матрицы из высокоуглеродистой стали. Комплекс твердых смазочных материалов в сочетании с вакуумной пропиткой жидкой смазкой замедляет развитие задира стержня клапана при высоких температурах и при значительных поперечных нагрузках.

FM-G15E улучшает характеристики сплава FM-G15A за счет комбинации износостойкости со снижением коэффициента трения, достигнутого благодаря использованию большого количества твердого смазочного материала, удерживаемого внутри кристаллической решетки молибденовой стали, подвергнутой термообработке. Вакуумная пропитка жидкой смазкой обеспечивает дополнительную смазывающую способность и исключительное сочетание механической обрабатываемости и долговечности. Такое сочетание характеристик сплава и технологических процессов дает значительно лучшие результаты по сравнению с обычными материалами для направляющих втулок клапанов.

FM-G15N обеспечивает превосходную долговечность и износоустойчивость деталей, подверженных воздействию экстремально высоких температур и поперечных нагрузок. Кристаллическая решетка хромовой стали характеризуется мелкодисперсным распределением твердых смазочных материалов, а вакуумная пропитка жидкой смазкой обеспечивает дополнительное улучшение характеристик, которое невозможно получить от чугуна или от обычных порошковых сплавов.

Седла клапанов Federal-Mogul для высоконагруженных двигателей

Линейка седел клапанов Federal-Mogul создана на основе материалов, полученных современными методами порошковой металлургии, для соответствия требованиям, предъявляемым к деталям двигателей Euro-6 и прочих силовых агрегатов продвинутой конструкции. Семейство порошковых сплавов на основе высоколегированной стали уже успешно испытано на широкой гамме двигателей, выпускаемых в настоящее время.

Для соответствия требованиям, предъявляемым к деталям перспективных двигателей, компания Federal-Mogul разработала усовершенствованные порошковые сплавы и производственные процессы, позволяющие добиться дальнейшего улучшения рабочих характеристик. К таким разработкам относятся: добавление износостойких твердосплавных частиц, улучшенный процесс спекания, обеспечивающий максимальную плотность, и сложные многокомпонентные микроструктуры.

К самым последним разработкам также можно отнести гибридные порошковые сплавы из инструментальной и нержавеющей сталей. Присадки, улучшающие рабочие характеристики, обеспечивают максимальную коррозионную стойкость к воздействию серы и альтернативного топлива, а также необходимые прочность сжатия и износостойкость.

Улучшенные материалы для втулок турбонагнетателей: FM-T90A и FM-T82A

Новые улучшенные материалы Federal-Mogul для втулок турбонагнетателей гарантируют исключительную износоустойчивость при высоких температурах и работе в высококоррозионной среде. FM-T90A — это металлокерамический сплав максимальной плотности на основе кобальта, специально разработанный для использования при температуре до 1050 °C в коррозионной среде или в условиях сильного окисления. FM‑T90A превосходит железные сплавы в жестких условиях эксплуатации, так как он обладает преимуществами технологии порошковой металлургии, такими как сложные композитные микроструктуры, которые невозможно получить в процессе плавки. Кристаллическая решетка кобальта с карбидными выделениями и частицами твердого смазочного материала создает уникальную комбинацию износостойкости, коррозионной стойкости и высокой механической прочности при предельных температурах.

FM-T82A — композитный материал максимальной плотности на основе железа с пониженным содержанием никеля, обеспечивающий экономичность и исключительные высокотемпературные свойства в агрессивных условиях работы втулок турбонагнетателя. Обладающий сложной микроструктурой из аустенита, карбидов и частиц твердого смазочного материала для снижения трения, FM-T82A рекомендуется для применения при температурах до 1050 °C. Являясь производным продуктом от проверенного материала Federal-Mogul 8100, он обеспечивает улучшенную прочность при высоких температурах по сравнению с ферритовыми сплавами и в то же время демонстрирует устойчивость к окислению и коэффициент теплового расширения, соответствующий типичным материалам корпуса турбонагнетателя.

«Клиенты из числа производителей мощных двигателей для коммерческого транспорта приходят к выводу о том, что традиционные материалы уже не соответствуют все более агрессивным условиям работы, характерным для самых современных высокоэффективных двигателей, — отметил г-н Олаф Велдлиф (Olaf Weidlich) директор и главный управляющий Federal-Mogul, подразделение „Клапанные седла и направляющие” (Valve Seats and Guides).

— Значительный опыт в использовании технологий порошковой металлургии позволяет нам подготовиться к этому, привлекая хорошо зарекомендовавшие себя и проверенные решения. Сотрудничая с Federal-Mogul, производители двигателей могут ответить на предстоящие вызовы множеством решений, разработанных для каждой конкретной цели».

Компания Federal-Mogul представит линейку своих материалов для направляющих втулок клапанов, седел и втулок турбонагнетателей на выставке коммерческого транспорта IAA, которая будет проходить в Ганновере с 23 сентября по 2 октября 2014 г. (зал 13, стенд С28).