Speziell für Alu-Dieselkolben
Federal-Mogul Powertrain entwickelt neue Legierung
Federal-Mogul Powertrain hat mit DuraForm-G91 eine neue Legierung speziell für Aluminium-Dieselkolben entwickelt. Im Vergleich zu etablierten Gusswerkstoffen, die bisher in hochbelasteten Dieselmotoren eingesetzt werden, soll die neue Legierung eine drei- bis fünfmal höhere Lebensdauer aufweisen.
„Dank der verbesserten Morphologie der Siliziumausscheidungen und der intermetallischen Phasen entsteht eine Mikrostruktur mit einem erhöhten Widerstand gegenüber komplexen thermomechanischen Belastungen“, erklärt Dr. Frank Dörnenburg, Director of Technology bei Federal-Mogul Powertrain. Gleichzeitig blieben die erforderlichen thermophysikalischen Eigenschaften wie Ausdehnung, Dichte und Wärmeleitfähigkeit erhalten.
Um die Validierungszeit zu verkürzen, setzte der Zulieferer auf spezielle Motorläufe in Kombination mit motornahen Werkstoffprüfungen. Dies ermöglichte die Überlagerung von thermomechanischer Ermüdung (thermo mechanical fatigue, TMF) und mechanischen Amplituden (high cycle mechanical fatigue, HCMF), die die ermüdungsrelevanten Lastbedingungen von Dieselkolben im Motor widerspiegeln.
Weitere Motorläufe lieferten nach Angaben der Entwickler Verschleißraten, die denjenigen des gegenwärtig besten Kolbenwerkstoffes auf Aluminium-Silizium-Basis entsprechen. Umfangreiche Gussversuche zeigten eine gleichbleibend hohe Materialintegrität und trugen zur Optimierung der Gießparameter bei. Neben den nahezu abgeschlossenen Versuchen zur innermotorischen Entwicklung wurden die ersten Musterkolben zur Bewertung an Kunden freigegeben. Die Legierung ermöglicht Kolbenkonstruktionen mit niedriger Kompressionshöhe und reduzierter Masse. Die daraus resultierenden Vorteile von weniger Kolbenmasse können bei Dieselkolben für Pkw und Nutzfahrzeuge eingesetzt werden. cs
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