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天納克動(dòng)力總成激光工藝造就低摩擦活塞環(huán)延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)大修間隔時(shí)間

星之球科技 來源:天納克2019-12-03 我要評(píng)論(0 )   

天納克動(dòng)力總成正在開發(fā)激光工藝,為未來的大缸徑發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)提供前所未有的耐磨性。作為領(lǐng)先的 LBE 活塞環(huán)供應(yīng)商之一,天納克

天納克動(dòng)力總成正在開發(fā)激光工藝,為未來的大缸徑發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)提供前所未有的耐磨性。

作為領(lǐng)先的 LBE 活塞環(huán)供應(yīng)商之一,天納克動(dòng)力總成不斷改進(jìn)這些部件的功能表面。

© 2019 天納克公司版權(quán)所有


2019123日,上海…… 天納克 (紐交所股票代碼: TEN) 動(dòng)力總成事業(yè)部正在研發(fā)的激光工藝能夠?yàn)槲磥淼拇蟾讖桨l(fā)動(dòng)機(jī) (LBE) 活塞環(huán)提供前所未有的耐磨性。這項(xiàng)技術(shù)為電鍍涂層提供了環(huán)保、長(zhǎng)期的替代方案,同時(shí)也是天納克動(dòng)力總成在持續(xù)研究全新表面處理技術(shù)時(shí)誕生的最新成果,用以應(yīng)對(duì)海洋和工業(yè)領(lǐng)域未來發(fā)動(dòng)機(jī)和燃油發(fā)展的挑戰(zhàn)。天納克動(dòng)力總成的DAROS®、Rotocap®、 GOETZE® 大缸徑活塞環(huán)和工業(yè)密封環(huán)等在海事領(lǐng)域的創(chuàng)新產(chǎn)品與技術(shù)成果悉數(shù)亮相中國(guó)國(guó)際海事展會(huì)N3 廳C3Z展位,為海事業(yè)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型保駕護(hù)航。

減少運(yùn)營(yíng)成本以及節(jié)能減排的市場(chǎng)趨勢(shì)正催生未來二沖程和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)變革,這也導(dǎo)致活塞環(huán)面臨更高的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。與此同時(shí),在減少摩擦、降低油耗,延長(zhǎng)大修間隔等需求的驅(qū)動(dòng)下,預(yù)計(jì)活塞環(huán)壽命為 24,000 小時(shí)或者更長(zhǎng)時(shí)間。

2020 年起, “限硫令” 將在全球范圍內(nèi)實(shí)行,燃?xì)夂碗p燃料發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)份額也將加大,這為活塞環(huán)和缸套帶來更多的摩擦學(xué)挑戰(zhàn)。因此,高尺寸穩(wěn)定性的混合材料以及低摩擦系數(shù)、高耐磨性和低活塞環(huán)及氣缸磨損率的涂層對(duì)于應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)而言至關(guān)重要。

“天納克動(dòng)力總成著眼于全球海洋市場(chǎng)的新興趨勢(shì),致力于先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)?!碧旒{克動(dòng)力總成大缸徑發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)部門總監(jiān)兼總經(jīng)理 Peter Arndt 表示,“激光表面強(qiáng)化的新工藝帶來了更多的可能性,它可以廣泛應(yīng)用于包括灰鑄鐵和球墨鑄鐵等各類基礎(chǔ)材料?!?/span>

天納克動(dòng)力總成正在研發(fā)多種激光工藝,包括激光結(jié)構(gòu)化、激光再熔化、激光合金化和激光沉積焊接。激光沉積焊接已經(jīng)廣泛用作涂層工藝來代替硬鉻層,使用鎳基和鈷基合金來代替分散的硬材料。然而,未來為滿足活塞環(huán)表面的需求仍需要新的涂層材料,即與硬質(zhì)相和碳化物形成元素合金化的鐵基和鎳基材料。

激光再熔化可以顯著改變灰鑄鐵材料的表面性質(zhì),從而極大提高其耐磨性。高能量激光熔化鐵,而鐵通過激光焦點(diǎn)的移動(dòng)自發(fā)淬火,產(chǎn)生白色固化的萊氏體材料結(jié)構(gòu)中包含硬度約為 800 HV的 Fe3C。Fe3C 硬質(zhì)相的尺寸和分布可以通過激光能量注入而靈活調(diào)節(jié),激光再熔化和激光沉積焊接在基材和功能涂層材料之間可以產(chǎn)生冶金結(jié)合。

基于豐富經(jīng)驗(yàn)的積累

天納克動(dòng)力總成此前已為大缸徑發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)開發(fā)了諸多成功的創(chuàng)新表面處理技術(shù),而激光工藝將成為最新的創(chuàng)新表面處理工藝。

電鍍硬鉻涂層,如鉻陶瓷涂層(CKS ®),含有高達(dá) 10% 的嵌入 2-5μm 氧化鋁顆粒,能夠顯著提高活塞環(huán)的端面耐磨性和耐刮性,與此同時(shí),熱噴涂技術(shù)可以產(chǎn)生更高的硬質(zhì)相含量(體積比高達(dá) 60%) 。相較于CKS®而言, GOETZE ®金剛石涂層(GDC ®)更為耐磨,天納克動(dòng)力總成的新型 GDC®60 涂層在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下顯示出極低的摩擦系數(shù),展現(xiàn)出超高耐磨性與低氣缸磨損。

CrN 涂層或 CrON涂層 的 PVD (物理氣相沉積)硬涂層在高熱負(fù)載下呈現(xiàn)高耐磨性和高耐刮:涂層厚度被應(yīng)用工藝限制在 50μm 以下,而新的激光再熔化方法可使涂層厚度達(dá)到 1mm ,從而延長(zhǎng)了活塞環(huán)的使用壽命。

“迄今為止,對(duì)帶有激光再熔化端面的大缸徑發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)進(jìn)行的初始測(cè)試均呈現(xiàn)出非常良好的結(jié)果?!盇rndt 表示,“這種用于端面表面強(qiáng)化的解決方案,可以在一側(cè)或兩側(cè)與所有現(xiàn)有的普通工作面涂層相結(jié)合,以提供高負(fù)載阻力和較長(zhǎng)的使用壽命?!?/span>

使用活塞環(huán)端面激光再熔化的預(yù)系列生產(chǎn)已于 2018 年開始進(jìn)行,并在運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行了長(zhǎng)期測(cè)試。此外,活塞環(huán)工作表面激光沉積焊接材料的開發(fā)目前正在進(jìn)行中,預(yù)計(jì)將于 2020 年進(jìn)行第一次發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試。



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