Materialen voor nokkenassen & Gereedschapsstaal
Een race-nokkenas speelt een cruciale rol bij het bepalen van de motorprestaties. De plaatsing en het profiel van de lobben zijn met uitzonderlijke precisie ontworpen en vervaardigd om een optimaal vermogen te garanderen. Hoewel catastrofale defecten aan nokkenassen zeldzaam zijn, vormen de veeleisende omstandigheden waaronder ze worden gebruikt – zoals hoge klepveerkrachten, agressieve nokvormen en het gebruik van oliën met een lage viscositeit voor betere prestaties – een grote uitdaging voor de oppervlakteharding en de gereedschapsstaalsoorten die doorgaans worden toegepast. Deze zware omstandigheden kunnen leiden tot twee belangrijke soorten oppervlaktebeschadigingen:
1. Slijtage of vervorming door kleef- of schuurkrachten, met name aan de uiteinden van de lobben
2. Putjesvorming en afbrokkeling, veroorzaakt door vermoeidheid net onder het oppervlak van de lobben
Om de prestaties onder extreme omstandigheden te waarborgen, worden race-nokkenassen steeds vaker vervaardigd uit door-gehard, zeer sterk staal dat is ontworpen voor een superieure slijtvastheid. Deze legeringen zijn geoptimaliseerd door middel van nauwkeurige chemische verfijning, verbeterde materiaalzuiverheid en consistente hardbaarheid, waardoor ze bestand zijn tegen hoge contactspanningen en weerstand bieden tegen vermoeidheid onder het oppervlak. Deze staalsoorten hebben zich bewezen in de topklasse van de motorsport en bieden de betrouwbaarheid die nodig is om de integriteit en prestaties van het kleppensysteem tijdens veeleisende racecycli te waarborgen.
De meest voorkomende oorzaken van materiaalgerelateerde defecten
1. Slijtage of vervorming door kleef- of schuurkrachten, met name aan de uiteinden van de lobben
- Slijtage door hechting treedt op wanneer metalen oppervlakken die onder hoge druk met elkaar in contact komen, plaatselijk aan elkaar vastlassen en scheuren, wat leidt tot materiaaloverdracht en opruwing van het oppervlak. Dit is met name van cruciaal belang bij lobbenneuzen, waar glijdend contact en hoge belastingen zich concentreren.
- Slijtage door schurende werking en vervorming ontstaan doordat harde deeltjes of oneffenheden in het oppervlak snijden, waardoor er geleidelijk materiaal wordt afgedragen en het nokprofiel verandert. Dit kan de nauwkeurigheid van de kleptiming in gevaar brengen en de mechanische belasting van het hele kleppensysteem vergroten.
Verhoogde oppervlaktehardheid: slijtage door hechting en schuring wordt versneld door onvoldoende weerstand tegen contactbelasting en wrijving.
Böhler hoogwaardige staalsoorten zijn ontwikkeld voor:
- Hoge kernsterkte om vervorming onder extreme belasting te weerstaan
- Uitstekende polijstbaarheid om gladde contactoppervlakken te behouden en wrijving te verminderen
Deze materiaaleigenschappen, die worden gecombineerd in staalsoorten zoals BÖHLER S693 & S390, zorgen voor een aanzienlijk verbeterde slijtvastheid en oppervlakte-integriteit, waardoor ze bij uitstek geschikt zijn voor hoogwaardige nokkenassen die onder zware raceomstandigheden worden gebruikt.
2. Putjesvorming en afbrokkeling, veroorzaakt door vermoeidheid net onder het oppervlak van de lobben
- Putcorrosie en afbrokkeling worden veroorzaakt door vermoeidheid onder het oppervlak, waarbij herhaalde contactspanningen microscheurtjes net onder het oppervlak doen ontstaan. Na verloop van tijd breiden deze scheurtjes zich uit, waardoor kleine stukjes afbreken. Dit tast de integriteit van het oppervlak aan en leidt tot ruwheid, geluid en verminderde prestaties.
De hoogwaardige staalsoorten van BÖHLER zijn ontworpen met:
- Uitzonderlijke materiaalzuiverheid om insluitsels die vermoeidheid veroorzaken te elimineren
- Hoge hardheid van het oppervlak en de kern voor weerstand tegen slijtage en vervorming
- Superieure vermoeidheidssterkte om herhaalde cycli met hoge belasting te weerstaan
Staalsoorten zoals BÖHLER S690 combineren deze eigenschappen en zorgen zo voor een lange levensduur en betrouwbaarheid in race-nokkenassen, zelfs onder de meest veeleisende bedrijfsomstandigheden.
Download onze OnePager voor meer informatie: