+7 (495) 748-08-89
ЭКСПЕРТ МИРОВОГО УРОВНЯ

Преимущества для каждого

Главная /Информация/   Керамические материалы в автомобилестроении

Керамические материалы в автомобилестроении

 

Испытания показывают, что керамические материалы FRIALIT®-DEGUSSIT® проявляют стабильность многих физических свойств при высоких значениях температуры, электрического напряжения, а также в других экстраординарных условиях.

Использование керамических и гибридных подшипников

Керамические подшипники в машиностроенииУже несколько десятилетий уникальные свойства этого материала используются для производства гибридных подшипников, применяемых в высокоскоростных валах обрабатывающих станков.

И, как подтверждают современные исследования, гибридные подшипники незаменимы и в других экстремальных сферах применения.

Сравнительная таблица наглядно показывает преимущества технической керамики перед другими материалами (в данном случае приведена пластмасса).

 

 

Физические характеристики технической керамики FZM/K

 

Характеристики Единица измерения Пластмасса FZM/K

Плотность

г/см3

1,2

6

Плотность по Бринеллю

МПа

90-100

1 800

Прочность при сжатии

МПа

 

2 200

Предел прочности при изгибе

МПа

110 - 120

800

Модуль эластичности

ГПа

 

200

Коррозионная стойкость

 

хорошая

очень хорошая

Коэффициент линейного теплового расширения

10-6

60-70

11

Уникальность свойств и надежность керамики открывают новые возможности для внедрения материала в машиностроении. Одним из таких направлений является автомобилестроение - динамично развивающаяся отрасль промышленности, где особенно востребованы передовые разработки и свежие технические идеи. Экспериментальной площадкой отрасли, где проходит апробацию всё самое новое и передовое, является авто- и мотоспорт. Ведь гоночный автомобиль - это, по сути, материальное воплощение самых смелых конструкторских и технических решений.

Гоночные автомобилиВо всех гоночных дисциплинах перед командами ставятся высочайшие требования по обеспечению техобслуживания и подготовки техники к гонкам, что определяет особое внимание к эксплуатационным характеристикам механической трансмиссии, подвески, коробки передач, двигателя.

Современные болиды Формулы 1, гоночные и раллийные автомобили оборудованы узлами и деталями, в которых успешно применяются керамические и гибридные подшипники. Разработка высокопроизводительной керамики FRIALIT®-DEGUSSIT® дала возможность совместить уникальные свойства двух материалов – металла и керамики – в одном изделии.

Какие свойства дают преимущества керамическим и металлокерамическим подшипникам в сравнении с классическими стальными?

Преимущества керамических подшипников

  1. Низкая химическая активность, основная характеристика керамики, способствует очень малому адгезивному износу в сопрягаемых деталях. Данное свойство позволяет реализовывать новые конструктивные и технические решения для производства подшипников, эксплуатируемых при малом уровне смазки или даже без применения смазочных материалов. Благодаря этому керамические подшипники продолжают стабильно работать даже в аварийных ситуациях и не приводят к внезапным отказам техники.

  2. Низкий коэффициент трения. При достаточном уровне смазки обеспечивается высокая работоспособность систем с опорными подшипниковыми деталями. При значительно меньшем трении снижается температура, что позволяет повысить максимально предельную скорость вращения.

  3. Превосходная коррозионная стойкость позволяет эксплуатировать керамические подшипники в агрессивных средах и зонах, где применение обычных стальных подшипников невозможно.

Керамические материалы открывают перед инженерами безграничные возможности в конструировании элементов машин и агрегатов. И подшипник являются не единственной деталью из керамики в современном автомобиле.

Уплотнительные кольца

Уплотнительные кольца из керамикиДля безупречного функционирования уплотнительного кольца решающим фактором является выбор материала. При производстве автомобилей применяют пластмассы, графит, металл, металлокерамику и карбиды. В последнее время использование керамических уплотнительных колец для крутящихся валов автомобилей получило самое широкое распространение.

Так как керамика является поликристаллическим материалом, с размером кристаллов 10 мкм, даже при кажущейся абсолютно гладкой поверхности имеются небольшие углубления, которые служат в качестве «смазочных карманов» и превосходно подходят для сохранения слоя смазки. Шероховатость поверхности для подобного рода изделий, изготавливаемых из керамических материалов FRIALIT®-DEGUSSIT®, составляет Ra < 0,3 мкр.

 

Деформация керамики FRIALIT®-DEGUSSIT® (Al2O3 и SiC) посредством воздействия механических сил или температурных градиентов исключительно мала, так как материал обладает высоким значением модуля Юнга и невысоким значением температурного расширения.

В сочетании с этими уникальными свойствами снижение веса металлокерамических агрегатов выводит автомобили на новые предельные режимы эксплуатации. Автомобилестроение наглядно показывает, что механизмы и изделия, созданные на основе керамических материалов, более надёжны и могут применяться в особо тяжелых условиях эксплуатации.

Уже сейчас свой выбор в пользу технической керамики сделали такие гиганты автоиндустрии, как Daimler, Chrysler, Porsche, Volkswagen.