Automotive
Kaum eine andere technologische Entwicklung hat das tägliche Leben mehr verändert als das Auto. Mobilität bildet die Grundlage unseres modernen Lebensstils und wirtschaftlichen Handelns – es ist der Faktor mit dem größten Einfluss darauf, wie wir in einer globalisierten Welt leben. Die Themen Klimaschutz, Umweltfreundlichkeit und Ressourcenschonung sind die zentralen Treiber für die technologische Entwicklung in der Automobilindustrie. Der steigende Bedarf an Mobilität – verbunden mit einer Knappheit an Ressourcen und immer strengeren Anforderungen an den Umweltschutz – stellt eine der größten Herausforderungen weltweit dar.
Starke Materialien für verschiedene Anwendungen
In der heutigen Automobilindustrie geht der Trend hin zu immer leistungsstärkeren Motoren mit kleinerem Hubraum. Das Ziel des Downsizing ist es, den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und gleichzeitig die Schadstoffemissionen zu senken. Die Auslegung dieser in der Regel aufgeladenen Motoren führt zu höheren Abgastemperaturen, was höhere Anforderungen an die Konstruktion der Komponenten und die verwendeten Materialien mit sich bringt. Dadurch hängt die Lebensdauer der Motoren sowohl von der Konstruktion als auch von den eingesetzten Materialien ab. Hier kann VDM Metals auf eine Vielzahl von Materialien zurückgreifen, die die verschiedenen Anforderungen in unterschiedlichen Bereichen im Automobil erfüllen. Dazu gehören beispielsweise hohe Temperaturen, Kriechfestigkeit, Wechselbeanspruchung, Korrosionsbeständigkeit oder Verschleißfestigkeit. Bänder, Bleche, Drähte und Stäbe von VDM Metals sind für viele Automobilkomponenten unentbehrlich.
Die folgenden Legierungen werden typischerweise in der Fahrzeugherstellung verwendet:
VDM® Alloy 80 A (2.4952/UNS N07080)
VDM Alloy 602 CA® (2.4633/UNS N06025)
VDM® Alloy 718 (2.4668/UNS N07718)
VDM® Alloy 751 (2.4694/UNS N07751)
- VDM Alloy 788 A® (2.4959)
VDM® Alloy C-263 (2.4650/UNS N07263)
VDM® Alloy C-264 (2.4750)
- NiSiAlY Hf (2.4133)
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Airbags
Entwicklungen in den vergangenen Jahrzehnten haben das Autofahren immer sicherer gemacht. So haben Sitzgurtspanner und die Installation von Airbags zur erhöhten Sicherheit der Insassen im potenziellen Falle eines Unfalls beigetragen. Auch hierbei ist komplexe Technologie im Einsatz. Zerreißmembrane tragen zur Sicherheit in Airbagsystemen bei. Dank seiner definierten mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen VDM® Alloy 625 verhindert, dass Airbags versehentlich ausgelöst werden, zum Beispiel im Falle von Fahrzeugbränden.
Ladungsverdichter
Der Ladungsverdichter spielt eine zentrale Rolle beim Downsizing und damit auch bei der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sowie der Emissionswerte bei gleichzeitig hoher Motorleistung. Für die Konstruktion des Ladungsverdichters werden besonders hochwertige Materialien verwendet, um eine lange Lebensdauer und ein zuverlässiges Funktionieren der Komponente zu gewährleisten.
Die Wärmedämmelemente
Die Wärmedämmelemente trennen den Turbinenbereich (heiß) vom Verdichterbereich (kalt) im Ladungsverdichter. Wärmebeständige Legierungen wie VDM® Alloy 800 H und VDM® Alloy 601 werden als Materialien dafür verwendet. Wenn der Wärmedämmstoff zusätzlich elastische Eigenschaften bei hohen Temperaturen aufweisen soll, werden härzbare Superallegierungen wie VDM® Alloy 718, VDM® Alloy C-263 oder VDM® Alloy C-264 verwendet.
Ladungs Luftkühlerdichtungen
Härzbare Superallegierungen wie VDM® Alloy 718 oder VDM® Alloy C-263 werden auch zur Herstellung von Ladungsluftkühlerdichtungen verwendet.
Katalysatoren
Das Abgas-Katalysatorsystem hat die Aufgabe, schädliche Abgasbestandteile, die während des Betriebs des Motors entstehen, in harmlose Gase umzuwandeln. Das Katalysatorsystem befindet sich so nah wie möglich an der Kollektorplatine, um seine Arbeits Temperatur zu erreichen und somit auch in der Startphase des Motors Schadstoffemissionen zu reduzieren. Hierfür werden höchst hitzebeständige Materialien benötigt, um einen fehlerfreien Betrieb über eine lange Lebensdauer sicherzustellen.
Das Innere eines Katalysators muss eine möglichst große Oberfläche für den Katalysator aufweisen, der in vielen Zellen und Kanälen zur effektiven Reinigung der Abgase verwendet wird. Neben keramischen Katalysatorträgern werden auch metallische Träger eingesetzt. Im Vergleich zu Keramik bieten dünne metallische Folien viele Vorteile in der Startphase des Katalysatorsystems aufgrund ihrer geringen Wärmekapazität, wodurch das Katalysatorsystem schneller seine Arbeits Temperatur erreicht.
Mit seinen VDM® Aluchrom Y Hf und VDM® Aluchrom 4 18 Y Hf bietet VDM Metals Materialien, die als wafendünne Folien mit einer Dicke von 0,03 mm (0,001 Zoll) hergestellt werden können.
Ventile
Härtefähige, hochtemperaturbeständige Legierungen wie VDM® Alloy 80 A und VDM® Alloy 751 werden für stark belastete Auslassventile eingesetzt.
Was Nutzfahrzeuge und Pkw-Dieselmotoren betrifft, hat VDM Metals die Legierung VDM Ally 788 A® speziell für die hier vorherrschenden Anforderungen entwickelt. Neben hervorragenden mechanischen Eigenschaften weist dieses Material im Vergleich zu VDM® Alloy 80 A eine bessere Verschleißbeständigkeit auf. Dank des neuen Materials ist das Härten der Ventile nicht mehr erforderlich.
Kraftstoffeinspritzsysteme
Die Kraftstoffsysteme in modernen Motoren sind so konzipiert, dass sie möglichst geringen Kraftstoffverbrauch bei verbesserten Emissionswerten ermöglichen. Als Beispiel sorgt die Piezo-Einspritzdüse für eine optimale Einspritzung und damit für einen geringeren Kraftstoffverbrauch. Da das Material spezifische Ausdehnungseigenschaften aufweist, VDM® Alloy 36 wird es für den Gehäusebau des keramischen Piezo-Stabes verwendet.
Zündkerzen und Glühkerzen
Zündkerzen spielen in Ottomotoren eine wichtige Rolle, da sie für die Zündung des Kraftstoff-Luftgemisches verantwortlich sind. Auf diese Weise beeinflussen sie nicht nur die Leistung und den Lauf des Motors, sondern auch die Schadstoffemission und den Kraftstoffverbrauch. Neben einer guten Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit wird auch eine gute Zündverschleißbeständigkeit gefordert.
Fast alle Zündkerzenhersteller verwenden Materialien von VDM Metals für ihre Elektroden. Diese sind als Rund- und Flachdraht, z.B. aus VDM® NiCr2Mn oder VDM® Alloy 600 L, erhältlich. Sogenannte Langzeitkerzen verlängern die Wartungsintervalle. Sie werden mit Elementen wie Yttrium und Hafnium legiert.
Glühkerzen
Glühkerzen werden in Dieselmotoren benötigt, um sicherzustellen, dass der Motor zuverlässig startet und in der Warmlaufphase leise und mit geringer Emission läuft. Bänder aus Materialien wie VDM® Alloy 601 und VDM Alloy 602 CA® haben sich für die Herstellung von Glühkerzen bewährt.
