Home | english  | Impressum | Sitemap | Intranet | KIT

Gehärtete Stähle für effizientere Motoren

Wissenschaftler des KIT setzen ein neues Verfahren zum Härten von Stahl ein.
Einspritzpumpen und Injektoren wie das Bosch Common-Rail-System CRS3-25 erzeugen dank gehärtetem Stahl Drücke von 2 500 Bar. (Quelle: Bosch)
Einspritzpumpen und Injektoren wie das Bosch Common-Rail-System CRS3-25 erzeugen Drücke von 2.500 Bar. (Quelle: Bosch)

Mithilfe von Methylamin reichern die Wissenschaftler niedriglegierte Stähle mit Kohlenstoff und Stickstoff an. Das Niederdruck-Carbonitrieren mit Methylamin spart Zeit und Prozessgas. Die so gehärteten Stähle eignen sich für mechanisch und thermisch hoch beanspruchte Bauteile in energieeffizienten und emissionsarmen Motoren der Zukunft.

Verbrennungsmotoren bergen noch viel Potenzial, um Energie einzusparen und Emissionen zu verringern. So geht der Trend zu kleineren Motoren bei gleicher oder sogar höherer Leistung. Motoren mit kleinerem Hubraum verbrauchen dank ihres geringeren Gewichts, geringerer Reibung und geringerer Abwärme weniger Kraftstoff. Allerdings bringt das sogenannte Downsizing mit sich, dass hoch beanspruchte Bauteile, wie Komponenten von Diesel-Einspritzsystemen, noch höheren mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt sind. Daher müssen die Einspritzdüsen aus besonders widerstandsfähigen Werkstoffen gefertigt werden.

Bisher wurde beim Niederdruck-Carbonitrieren fast ausschließlich Ammoniak als Stickstoffspender, in Verbindung mit einem Kohlenstoffspender, meist Ethin oder Propan, verwendet. Die Forscher am KIT haben nun andere Gase und Gasmischungen auf ihre Eignung für das Niederdruck-Carbonitrieren untersucht und ihre Wirksamkeit beim Anreichern einer Bauteil-Randschicht mit Kohlenstoff und Stickstoff in einer Thermowaage experimentell getestet. Dabei stellten die Karlsruher Wissenschaftler gemeinsam mit Forschern der Robert Bosch GmbH in Stuttgart fest, dass Methylamin (CH3NH2) und Dimethylamin ((CH3)2NH) als Prozessgase zu einer guten Anreicherung der Randschicht mit Kohlenstoff und Stickstoff führen.

Die Wissenschaftler arbeiten nun daran, das Niederdruck-Carbonitrieren mit Aminen weiter zu optimieren. Vor allem geht es darum, die Gleichmäßigkeit und die freie Einstellbarkeit des Eintrags von Kohlenstoff und Stickstoff zu verbessern.

Weitere Informationen über das neue Verfahren in der Presseinformation des KIT.


23.10.2015