Zylinderlaufflächen

Neues Testverfahren bewertet Korrosionsbeständigkeit

Cylinder_Liner
Bild: Federal-Mogul
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Federal-Mogul Powertrain hat ein neues Testverfahren zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit von Zylinderlaufflächen entwickelt, das die Bereitstellung noch langlebigerer Komponenten für hohe Beanspruchungen unterstützt. Die Methode erlaubt einen direkten Vergleich unterschiedlicher Werkstoffe und Beschichtungsverfahren und ermöglicht damit die gezielte Materialentwicklung speziell für korrosionsintensive Bedingungen, wie sie beim Einsatz hochschwefelhaltiger Kraftstoffe und hohen Abgasrückführungsraten (AGR) auftreten.

Höhere Abgasrückführungsraten und die Verwendung hochschwefelhaltiger Dieselkraftstoffe stellen in Bezug auf das Verschleißverhalten eisenbasierter Zylinderlaufflächen eine große Herausforderung dar. Thermisch gespritzte Laufbuchsen wie die dünnwandigen Sprayfit-Buchsen von Federal-Mogul könnten eine effiziente Wärmeableitung mit dem Vorteil einer großen Bandbreite an verschleißfesten Oberflächen kombinieren, heißt es. Dafür müsse allerdings die Leistungsfähigkeit in Betracht kommender Werkstoffe zuverlässig beurteilt werden. Dank des neu entwickelten Testverfahrens sei dies nun möglich.

Der komplexe Zusammenhang zwischen Korrosion und Verschleiß erfordert, dass beide Aspekte unabhängig voneinander beurteilt werden können, um den beständigsten Werkstoff zu ermitteln. Welcher Effekt überwiegt, ist häufig unklar, denn mechanischer Verschleiß führt dazu, dass Korrosionsprodukte abgetragen werden und ungeschützte Oberflächen entstehen, die ihrerseits Korrosion begünstigen.

Für das neu entwickelte Bewertungsverfahren hat das Unternehmen die zum Einsatz kommenden Testlösungen genau den im
motorischen Betrieb entstehenden Kondensaten nachempfunden, darunter Schwefel-, Salpeter- und Essigsäure. Die durchgeführten Prüfungen umfassten Immersionstests in einer entsprechend zusammengesetzten, kochenden Lösung sowie elektromechanische Untersuchungen bei Temperaturen nahe am Siedepunkt der Lösung. Metallografische Analysen komplettierten den Prozess. Die verwendete Testlösung bildete dabei entweder die Eigenschaften eines typischen Schwefelkondensats oder eines AGR-Kondensats ab, um die Bedingungen des Motorbetriebs mit Schlechtkraftstoff oder mit hoher AGR-Rate zu simulieren.

Die Ergebnisse haben gezeigt, dass das Freisetzen von Schwefelkondensat zur höchsten Korrosionsrate führt, sodass sich Schlechtkraftstoff-Kondensat als Testlösung zur beschleunigten Bewertung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen empfiehlt. Je höher der Chromanteil des getesteten Werkstoffs war, desto besser stellte sich die Korrosionsbeständigkeit dar. Diese nahm jedoch mit steigendem Oxidgehalt (Eisen- und Chromoxide) des Materials wieder ab. Als Referenzobjekt diente jeweils konventionell hergestelltes Gusseisen für Zylinderlaufflächen. Federal-Mogul Powertrain wird künftig geeignete Materialien für Zylinderlaufbuchsen noch gezielter auswählen. jpk

www.federalmogul.com

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