Technologia Ceramizacji
Proces ceramizacji
Definicja i znaczenie
Ceramizacja - proces prowadzący do powstawania na powierzchniach ciernych, cienkich warstw cermetalowych redukujących współczynnik tarcia oraz zużycie masowe roboczych elementów metalowych.
Czy wiesz, że...
Jak wygląda warstwa
ceramiczna
w powiększeniu? Zobacz zdjęcia obrazujące poszczególne fazy tworzenia się warstw ceramiczno-metalowych przy użyciu dodatków ceramicznych dodawanych do oleju.
Obrazy...
Materiały ceramiczne
stosowane są
powszechnie w budowie niektórych silników przez japońskie koncerny motoryzacyjne takie jak Isuzu, Mazda, Nissan, Toyota.
Nietlenkowe mater...
Jak podaje magazyn New Scientist , US Army Tank Automotive (TACOM) zbudowało prototyp 6 cylindrowego silnika diesla o pojemności 14 litrów i mocy 170 kw, którego elementy tarciowe...
Zobacz inne zasoby...
Napisz do nas i podziel się uwagami na temat treści i form prezentowanych w niniejszym serwisie.
Materiały ceramiczne oraz ich kompozyty, z racji swoich właściwości, cieszą się coraz większym zainteresowaniem ze strony środowisk naukowo-technicznych.
Udział w technologiach materiałowych oraz inżynierii rośnie. Tworzone są nowe struktury kompozytów oraz udoskonalane metody ich wytwarzania.
Poniżej tylko niektóre z zastosowań:
Ceramiczne powłoki zmniejszające tarcie.
- stosowane mogą być wszędzie tam, gdzie występuje tarcie w ruchu obrotowym i posuwisto zwrotnym;
- szczególnie zalecane do pokrywania ścian bocznych tłoka i panewek wału korbowego;
- posiadają szczególną zdolność utrzymywania oleju na swojej powierzchni nawet przy obciążeniach sięgających 350 000 psi;
- zapobiegają zatarciu w krytycznych sytuacjach - gdy nastąpi zerwanie filmu olejowego;
- zmniejszają tarcie, obniżają temperaturę współpracujących elementów;
- umożliwiają bardziej precyzyjne pasowanie tłok-cylinder, co skutkuje mniejszymi przedmuchami z komory spalania;
- wydłużają żywotność współpracujących elementów.
Ceramiczne powłoki regenerujące powierzchnie cierne.
- posiadają właściwości zbliżone do ceramicznych powłok zmniejszająch tarcie;
- uzupełniają zużyte powierzchnię metalowe, warstwą cermetalową, bardziej odporną na zużycie niż materiał pierwotny (mikrotwardość około 4000 MPa);
- metoda dostarczenia minerału do oleju nie wymaga demontażu mechanizmu;
- właściwości regeneracyjne skuteczne w przypadku umiarkowanie zużytych mechanizmów;
- nieskuteczne w przypadku uszkodzenia mechanizmu.
Ceramiczne powłoki tworzące barierę termiczną.
- tworzą barierę termiczną i utrudniają przenikanie ciepła do pokrytych elementów, podnosząc tym samym efektywność układu;
- zapobiegają uszkodzeniom wskutek działania wysokich temperatur na przykład wypalenie denka tłoka, uszkodzenie łopatek turbiny;
- ograniczają występowanie spalania detonacyjnego;
- umożliwiają zwiększenie stopnia sprężania;
- obniżają temperaturę pokrytych elementów i temperaturę oleju;
- poprawiają bilans cieplny silnika;
- tolerują mniejsze luzy pomiędzy tłokiem a cylindrem;
- są cienkie - grubość powłoki to 0,02 - 0,05 mm.
Ceramiczne powłoki na kolektorach wydechowych.
- są odporne na temperatury sięgające 1100°C;
- posiadają doskonałe właściwości izolacyjne, dzięki czemu mniej ciepła wydzielanego przez wypływające spaliny jest emitowane na zewnątrz;
- posiadają właściwości izolacyjne porównywalne ze specjalistycznym taśmami służącymi do owijania kolektorów i sprężarek, jednak w przeciwieństwie do nich powłoki nie utrzymują wilgoci, która sprzyja korozji;
- ograniczają ilości ciepła emitowanego poprzez kolektor oraz obniżają temperaturę w komorze silnikowej co poprawia sprawność napełnienia cylindrów świeżym ładunkiem;
- poprawiają efektywność odpływu spalin;
- ograniczają spalanie detonacyjne.
Ceramiczne układy hamulcowe.
- liczne testy eksploatacyjne pokazują, że klocki ceramiczne zużywają się w dużo mniejszym stopniu i bezpośrednio przyczyniają się do znacznego wydłużenia żywotności tarcz hamulcowych;
- układy hamulcowe CCM (Carbon Ceramic Material) cechuje ogromna wytrzymałość na zmęczenie cieplne (nie występuje tzw. "bicie" tarcz hamulcowych), wysoka skuteczność po rozgrzaniu, niska masa własna i odporność na korozję;
- innowacyjne komponenty w ceramicznych klockach hamulcowych redukują hałas podczas hamowania, co znacznie podnosi komfort hamowania;
- ceramiczne klocki hamulcowe spełniają ponadnormatywnie wymogi, nakładane przez dyrektywę ECE R90;
- stosowane szczególnie w autach sportowych, np. Chevrolet Corvetta ZR1 czy BMW M5.
Ceramiczne powłoki ogniw i narzędzi skrawających.
- stosowane są głównie w obróbce stali nierdzewnych, składają się z węglikoazotku Ti(C,N) spiekanego z fazą metaliczną Ni-Mo, która działa jako faza wiążąca;
- zwiększają trwałość zakończeń tnących;
- ciągle opracowywane są nowe drobnoziarniste typy cermetali narzędziowych, które wykazują wyższą odporność na zmęczenie cieplne oraz możliwość obróbki z dużymi prędkościami skrawania (do 900 m/min);
- stosowane są głównie w obróbce wykończeniowej, ponieważ zapewniają wysoką jakość obrabianych powierzchni bez konieczności szlifowania wykończeniowego;
- nadają się idealnie do zachowania rygorystycznych tolerancji obróbki.