EP1353061A2 - Werkstoff für einen Düsenkopf und Düsenkopf aus einem solchen Werkstoff - Google Patents

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EP1353061A2 EP03405171A EP03405171A EP1353061A2 EP 1353061 A2 EP1353061 A2 EP 1353061A2 EP 03405171 A EP03405171 A EP 03405171A EP 03405171 A EP03405171 A EP 03405171A EP 1353061 A2 EP1353061 A2 EP 1353061A2
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chromium
large diesel
internal combustion
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Definitions

  • the invention relates to a material for a nozzle head of a Fuel injector, a nozzle head of such a material and a fuel injector of an internal combustion engine, in particular a Large diesel engine.
  • the Fuel - typically this is a heavy fuel oil or another Diesel fuel - by means of fuel injectors in the combustion chamber brought in.
  • These injectors usually include a partially in the combustion chamber projecting nozzle head, which also acts as an atomizer referred to as.
  • the nozzle head is a Verschleissteil that a high subject to thermal, mechanical and chemical stress collective.
  • damage to the nozzle head for example Material removal due to corrosion, erosion and / or abrasion occur, or cracks that can lead to breakup.
  • the mechanical loads are also based on the high injection pressure, which can be over a thousand bar. Inside the nozzle head can Material losses due to cavitation and / or erosion occur.
  • the thermal Loads are based on the high temperatures in the combustion chamber and the enormous temperature changes between the combustion temperature and the temperature of the freshly supplied scavenging air. Also inside the Nozzle head, through which the fuel is introduced, leads the intermittent injection to shock-like temperature changes.
  • the chemical load of the nozzle head is mainly in the High-temperature or hot corrosion justified.
  • the hot corrosion which in primarily by vanadium, sodium and vanadium contained in the fuel Sulfur causes favors material degradation and erosion. In particular, the corrosion is the reason that a nozzle head already after a few thousand hours of operation can be unusable and replaced must become.
  • nozzle heads in large diesel engines are today usually steels or alloys based on nickel or cobalt, For example, Stellite 6, used.
  • Stellite 6 can be sufficient today for nozzle heads in large diesel engines Component life in terms of erosion, abrasion and cavitation (Especially in the holes of the nozzle head) reach.
  • the development can be expected at future, yet more powerful large diesel engines also the load requirements especially for the nozzle heads will continue to increase.
  • a chromium-based alloy which has a nickel content of 30% to 48% and also 1.5% - 15% tungsten and / or 1% -6.5% molybdenum, the sum of the tungsten and the molybdenum content does not exceed 15%.
  • This alloy is called Coating material (hard facing) disclosed in particular for the Coating of valves in automotive engines is suitable.
  • the tungsten mouth / or Molybdenum content is essential to the To give coating material the necessary strength and hardness.
  • the object of the invention is to provide a material and a product thereof To propose nozzle head, the high load collective in the Large diesel engine has grown better and in particular a high Has hot corrosion resistance.
  • the problem-solving objects of the invention are characterized by the Characteristics of the independent claim of the respective category characterized.
  • a material for a nozzle head of a Fuel injection nozzle of an internal combustion engine in particular a Grossdieselmotors proposed which material is a chromium-based alloy that is apart from commonly occurring Impurities in weight percent 0% -50% nickel (Ni), 0% -5% Contains carbon (C), 0% -5% silicon (Si) and at least 50% chromium (Cr).
  • the inventive nozzle head for a fuel injector a Internal combustion engine is made of a made of such material.
  • An inventive chromium-based alloy proves to be particularly Resistant to corrosion, especially hot corrosion, erosion, Abrasion, material loss and cavitation.
  • a nozzle head made of a made of such chromium-based alloy can the high Resistant collective in the large diesel engine very well withstand. His too mechanical strength, its resistance to cracking and its permanent resistance to pulsation loads are sufficient Conditions. It has been found that with an inventive Nozzle head in a large diesel engine operating from 8000 to 15,000 operating hours is possible.
  • the high chromium content of the inventive material is of particular importance for resistance to intensive Attacks by high temperature corrosion, as typically in the Combustion chamber of a heavy diesel engine driven by heavy oil occur.
  • Chrome forms dense and dense on the surface of the nozzle heads firmly adhering chromium oxide layers which give the material a chemical Give permanence. Due to the high chromium content, can Chromium also quickly from the inside of the nozzle head to the surface of the Düsenkopfs diffuse and there caused injuries in the Heal oxide layer.
  • the material contains at least one reactive element the group consisting of the elements lanthanum (La), cerium (Ce), yttrium (Y), Hafnium (Hf), Scandium (Sc) and the rare earths, where the Content of each reactive element is at most 5%.
  • the reactive element the group consisting of the elements lanthanum (La), cerium (Ce), yttrium (Y), Hafnium (Hf), Scandium (Sc) and the rare earths, where the Content of each reactive element is at most 5%.
  • the function of the reactive elements in the material is to increase the stability of the material Chromium oxide layer in itself and its adhesion to the nozzle head in positive way to influence. Even small amounts of such reactive Elements can be the oxidation behavior and in particular the adhesion the oxide layer especially in thermal cycling clearly improve.
  • the material is less brittle and can be better processed or edited.
  • the Material according to the invention apart from commonly occurring Percent impurities of at least 45% nickel (Ni), 50% -55% Chromium (Cr), 0% -5% carbon (C), 0% -5% silicon (Si) and 0% -5% one or more reactive elements. It has been proven that with make such a composition of the alloy nozzle heads let the high load collective in the large diesel engine in excellent way to resist and in particular a high Have hot corrosion resistance.
  • each reactive element is at most 1%, in particular at most 0.2%.
  • Content of carbon (C) is preferably at most 1%, in particular at most 0.05% and the content of silicon (Si) at most 1%, in particular at most 0.5%.
  • the presence of one of the reactive elements in the inventive material usually, the presence of one of the reactive elements in the inventive material. However, depending on the application, it may also be advantageous, the material with several of the reactive elements manufacture.
  • the material is preferably made of appropriate Metal powder with a main particle size of 10 to 200 Micrometers, in particular 40 to 150 micrometers. By that is meant that the majority of the powder grains have a size of 10 to 200, especially 40 to 150 micrometers.
  • the nozzle head has a Longitudinal bore and at least one outgoing from the longitudinal bore Nozzle hole for introducing fuel into a combustion chamber, wherein the transition from the longitudinal bore to the nozzle hole is rounded, preferably electrochemically (eluted).
  • the Transition areas become sharp edges in the flow path of the Fuel avoided, which optimizes the flow conditions become.
  • the nozzle head according to the invention is particularly suitable for a Fuel injector for an internal combustion engine, especially one Diesel engine.
  • a Fuel injector for an internal combustion engine especially one Diesel engine.
  • Particularly suitable is the nozzle head according to the invention or the fuel injection nozzle for large diesel engines provided therewith, For example, longitudinally-flushed two-stroke large diesel engines with Cross-head drive or four-stroke large diesel engines.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a fuel injector of a Large diesel engine, especially a two-stroke large diesel engine with Longitudinal rinse, which is designated overall by the reference numeral 1.
  • the Fuel injector 1 includes an embodiment of a according to the invention nozzle head 2, which is attached to a nozzle body 3 is.
  • the nozzle head 2 has a longitudinal bore 20, as well as several, for example, five, nozzle holes 21, of which shown in Fig. 1, only two are.
  • the nozzle holes 21 are each going from the longitudinal bore 20 and extend from there in a radial, slightly downwardly inclined direction.
  • the fuel usually a heavy oil or another Diesel fuel, in a conventional manner intermittently to the Working cycle of the large diesel engine adapted under high pressure by the Longitudinal bore 20 and the nozzle holes 21 in the not shown Combustion chamber injected.
  • the nozzle head 2 consists of a Material that is a chromium-based alloy, which is a reactive element includes.
  • a reactive element is a rare earth or a similar metal.
  • Particularly suitable are lanthanum (La), cerium (Ce), yttrium (Y), hafnium (Hf), scandium (Sc).
  • the material has a high nickel content of 45% to 50% by weight to one to ensure better workability ..
  • the nickel content of the alloy over 45% and as a reactive element is lanthanum with a weight fraction of contain less than 0.1%.
  • Apart from usual pollution is the Rest chrome.
  • each reactive element is at most 1%, specifically not more than 0.2% by weight.
  • the inventive nozzle head 2 is preferably by means of a hot isostatic pressing method (HIP: hot isostatic pressing).
  • HIP hot isostatic pressing
  • chromium, nickel and Lanthanum as a reactive element - in a conventional manner to powder atomized.
  • the grain size of the powder is in this embodiment mostly between 45 and 150 microns.
  • hot isostatic Pressing becomes a blank or semi-finished product from the powder, z.
  • As a rod manufactured. From the blank is by mechanical, Usually machining methods of the nozzle head 2 made.
  • the longitudinal bore 20 and the nozzle holes 21 are drilled.
  • the transition areas (edges) between the Longitudinal bore 20 and the nozzle holes 21 rounded. These edges are preferably electrolytically rounded (eluted).
  • the process parameters for hot isostatic pressing can be used for the be optimized for each application.
  • the material according to the invention or the nozzle head 2 produced therefrom has excellent resistance to hot corrosion and the associated material loss. He is also the other one Requirements of thermal, mechanical and chemical Load collective in a large diesel engine in a very good way grown. With such nozzle heads 2 can be an operating time of Achieve 8,000 to 15,000 hours. Even after such a long service life the nozzle heads are still in good condition.
  • the nozzle head according to the invention is therefore also suitable for future use Generations of large diesel engines that are even more powerful and even higher demands on the load capacity of the nozzle heads.

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Abstract

Es wird ein Werkstoff für einen Düsenkopf (2) einer Brennstoffeinspritzdüse (1) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Grossdieselmotors, vorgeschlagen, welcher Werkstoff eine Chrom-Basis-Legierung ist, die abgesehen von üblicherweise auftretenden Verunreinigungen in Gewichtsprozent 0%-50% Nickel (Ni), 0%-5% Kohlenstoff (C), 0%-5% Silizium (Si) und mindestens 50% Chrom (Cr) enthält. Ferner wird ein Düsenkopf (2) vorgeschlagen, der aus einem dereartigen Werkstoff hergestellt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstoff für einen Düsenkopf einer Brennstoffeinspritzdüse, einen Düsenkopf aus einem solchen Werkstoff und eine Brennstoffeinspritzdüse einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Grossdieselmotors.
Bei Grossdieselmotoren, die beispielsweise als Antriebsaggregate für Schiffe oder zur Stromerzeugung in Stationäranlagen verwendet werden, wird der Brennstoff - typischerweise ist das ein Schweröl oder ein anderer Dieselbrennstoff - mittels Brennstoffeinspritzdüsen in den Verbrennungsraum eingebracht. Diese Einspritzdüsen umfassen üblicherweise einen teilweise in den Verbrennungsraum hineinragenden Düsenkopf, der auch als Zerstäuber bezeichnet wird. Der Düsenkopf ist ein Verschleissteil, das einem hohen thermischen, mechanischen und chemischen Belastungskollektiv unterliegt. Je nach Grad der Belastung können am Düsenkopf Schäden, beispielsweise Materialabtrag infolge von Korrosion, Erosion und/oder Abrasion auftreten, oder Risse, die bis zum Auseinanderbrechen führen können.
Die mechanischen Belastungen beruhen auch auf dem hohen Einspritzdruck, der über tausend bar betragen kann. Im Inneren des Düsenkopfs können Materialverluste durch Kavitation und/oder Erosion auftreten. Die thermischen Belastungen beruhen auf den hohen Temperaturen im Brennraum und den enormen Temperaturwechseln zwischen der Verbrennungstemperatur und der Temperatur der frisch zugeführten Spülluft. Auch im Inneren des Düsenkopfs, durch welches der Brennstoff eingebracht wird, führt das intermittierende Einspritzen zu schockartigen Temperaturwechseln. Die chemische Belastung des Düsenkopfs ist hauptsächlich in der Hochtemperatur- oder Heisskorrosion begründet. Die Heisskorrosion, die in erster Linie durch im Brennstoff enthaltenes Vanadium, Natrium und Schwefel verursacht wird, begünstigt die Materialabzehrung und Erosion. Insbesondere die Korrosion ist der Grund dafür, dass ein Düsenkopf bereits nach wenigen tausend Betriebsstunden unbrauchbar sein kann und ersetzt werden muss.
Als Werkstoff für die Düsenköpfe in Grossdieselmotoren werden heute üblicherweise Stähle oder Legierungen auf Nickel- oder Cobalt-Basis, beispielsweise Stellite 6, verwendet. Mit der Cobalt-Basis-Legierung Stellite 6 lassen sich heute für Düsenköpfe in Grossdieselmotoren ausreichende Bauteilstandzeiten im Hinblick auf Erosion, Abrasion und Kavitation (insbesondere in den Bohrungen des Düsenkopfs) erreichen. Verbesserungsbedarf besteht jedoch noch im Hinblick auf die Resistenz gegen Heisskorrosion und den dadurch bedingten bzw. verstärkten Materialverlust. Die Entwicklung lässt erwarten, dass bei zukünftigen, noch leistungsfähigeren Grossdieselmotoren auch die Belastungsanforderungen speziell für die Düsenköpfe weiter zunehmen werden.
Aus der EP-A-0 529 208 ist eine Legierung auf Chrom-Basis bekannt, die einen Nickelgehalt von 30% bis 48% aufweist und ferner 1.5% - 15% Wolfram und/oder 1%-6.5% Molybdän enthält, wobei die Summe aus dem Wolframund dem Molybdängehalt 15% nicht überschreitet. Diese Legierung wird als Beschichtungsmaterial (Hard Facing) offenbart, das insbesondere für die Beschichtung von Ventilen in Automobilmotoren geeignet ist. Der Wolframund/oder Molybdängehalt ist dabei wesentlich, um dem Beschichtungsmaterial die nötige Festigkeit und Härte zu verleihen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Werkstoff und einen daraus hergestellten Düsenkopf vorzuschlagen, der dem hohen Belastungskollektiv im Grossdieselmotor besser gewachsen ist und insbesondere eine hohe Heisskorrosionsbeständigkeit aufweist.
Die diese Aufgabe lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs der jeweiligen Kategorie gekennzeichnet.
Erfindungsgemäss wird also ein Werkstoff für einen Düsenkopf einer Brennstoffeinspritzdüse einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Grossdieselmotors vorgeschlagen, welcher Werkstoff eine Chrom-Basis-Legierung ist, die abgesehen von üblicherweise auftretenden Verunreinigungen in Gewichtsprozent 0%-50% Nickel (Ni), 0%-5% Kohlenstoff (C), 0%-5% Silizium (Si) und mindestens 50% Chrom (Cr) enthält.
Der erfindungsgemässe Düsenkopf für eine Brennstoffeinspritzdüse einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Grossdieselmotors, ist aus einem derartigen Werkstoff hergestellt.
Eine erfindungsgemässe Chrom-Basis-Legierung erweist sich als besonders widerstandsfähig gegen Korrosion, speziell Heisskorrosion, Erosion, Abrasion, Materialverlust und Kavitation. Ein Düsenkopf, der aus einer solchen Chrom-Basis-Legierung gefertigt ist, kann dem hohen Belastungskollektiv im Grossdieselmotor sehr gut widerstehen. Auch seine mechanische Festigkeit, seine Beständigkeit gegen Rissbildung und seine dauerhafte Widerstandsfähigkeit gegen Pulsationsbelastungen genügen den Anforderungen. Es hat sich gezeigt, dass mit einem erfindungsgemässen Düsenkopf in einem Grossdieselmotor eine Betriebsdauer von 8000 bis 15000 Betriebsstunden ermöglicht wird.
Insbesondere der hohe Chrom-Gehalt des erfindungsgemässen Werkstoffs ist von besonderer Bedeutung für die Resistenz gegenüber intensiven Angriffen durch Hochtemperaturkorrosion, wie sie typischerweise im Verbrennungsraum eines mit Schweröl betriebenen Grossdieselmotors auftreten. Chrom bildet auf der Oberfläche der Düsenköpfe dichte und festhaftende Chromoxidschichten, welche dem Werkstoff eine chemische Beständigkeit verleihen. Bedingt durch den hohen Chrom-Gehalt, kann Chrom zudem rasch aus dem Innern des Düsenkopfs an die Oberfläche des Düsenkopfs diffundieren und dort entstandene Verletzungen in der Oxidschicht ausheilen.
Vorzugsweise enthält der Werkstoff mindestens ein reaktives Element aus der Gruppe, die aus den Elementen Lanthan (La), Cer (Ce), Yttrium (Y), Hafnium (Hf), Scandium (Sc) und den Seltenen Erden besteht, wobei der Gehalt an jedem reaktiven Element höchstens 5% beträgt.
Die Funktion der reaktiven Elemente in dem Werkstoff ist es, die Stabilität der Chromoxidschicht in sich selbst und ihre Anhaftung an dem Düsenkopf in positiver Weise zu beeinflussen. Schon geringe Mengen solcher reaktiver Elemente können das Oxidationsverhalten und insbesondere das Anhaften der Oxidschicht speziell auch bei Temperaturwechselbelastungen deutlich verbessern.
Im Hinblick auf die mechanisch technologischen Eigenschaften beträgt der Nickel-Gehalt vorzugsweise mindestens 45% Durch den dadurch bedingten geringeren Chrom-Gehalt ist der Werkstoff weniger spröde und kann besser verarbeitet bzw. bearbeitet werden.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform besteht der erfindungsgemässe Werkstoff abgesehen von üblicherweise auftretenden Verunreinigungen in Gewichtsprozent aus mindestens 45% Nickel (Ni), 50%-55% Chrom (Cr), 0%-5% Kohlenstoff (C), 0%-5% Silizium (Si) und 0%-5% eines oder mehrerer reaktiver Elemente. Es hat sich gezeigt, dass sich mit einer solchen Zusammensetzung der Legierung Düsenköpfe herstellen lassen, die dem hohen Belastungskollektiv im Grossdieselmotor in hervorragender Weise widerstehen können und insbesondere eine hohe Heisskorrosionsbeständigkeit aufweisen.
Das Hinzufügen von Komponenten wie beispielsweise Wolfram oder Molybdän, welche die Härte bzw. die Festigkeit erhöhen sollen, ist bei dem erfindungsgemässen Werkstoff nicht notwendig.
In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Gehalt an jedem reaktiven Element höchstens 1%, insbesondere höchstens 0,2% beträgt. Der Gehalt an Kohlenstoff (C) ist bevorzugt höchstens 1%, insbesondere höchstens 0.05% und der Gehalt an Silizium (Si) höchstens 1%, insbesondere höchstens 0.5%.
Üblicherweise reicht das Vorhandensein eines der reaktiven Elemente in dem erfindungsgemässen Werkstoff aus. Je nach Anwendungsfall kann es jedoch auch vorteilhaft sein, den Werkstoff mit mehreren der reaktiven Elemente herzustellen.
Für die Eigenschaften eines Werkstoffs, speziell einer Legierung, ist häufig nicht nur seine chemische Zusammensetzung massgebend, sondern auch der Herstellungsprozess. Für den erfindungsgemässen Werkstoff bzw. den daraus gefertigten Düsenkopf hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn er durch ein heissisostatisches Pressverfahren hergestellt wird.
Der Werkstoff wird vorzugsweise hergestellt aus entsprechendem Metallpulver mit einer hauptsächlichen Korngrösse von 10 bis 200 Mikrometern, insbesondere 40 bis 150 Mikrometern. Damit ist gemeint, dass der überwiegende Teil der Pulverkörner eine Grösse von 10 bis 200, insbesondere 40 bis 150 Mikrometern aufweist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Düsenkopf eine Längsbohrung und mindestens ein von der Längsbohrung ausgehendes Düsenloch zum Einbringen von Brennstoff in einen Verbrennungsraum, wobei der Übergang von der Längsbohrung zum Düsenloch verrundet ist, vorzugsweise elektro-chemisch (elysiert). Durch das Verrunden der Übergangsbereiche werden scharfe Kanten im Strömungsweg des Brennstoffs vermieden, wodurch die Strömungsbedingungen optimiert werden.
Der erfindungsgemässe Düsenkopf eignet sich insbesondere für eine Brennstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine, speziell einen Dieselmotor. Besonders geeignet ist der erfindungsgemässe Düsenkopf bzw. die damit versehene Brennstoffeinspritzdüse für Grossdieselmotoren, beispielsweise längsgespülte Zweitakt-Grossdieselmotoren mit Kreuzkopfantrieb oder Viertakt-Grossdieselmotoren.
Weitere vorteilhafte Massnahmen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung näher erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigt die einzige Figur:
Fig. 1:
eine Schnittdarstellung einer Brennstoffeinspritzdüse mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Düsenkopfs.
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Brennstoffeinspritzdüse eines Grossdieselmotors, speziell eines Zweitakt-Grossdieselmotors mit Längsspülung, die gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Die Brennstoffeinspritzdüse 1 umfasst ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Düsenkopfs 2, der an einem Düsenkörper 3 befestigt ist. Vorzugsweise ist der Düsenkopf 2 - wie dargestellt - lösbar mit dem Düsenkörper 3 verbunden, so dass der Düsenkopf separat austauschbar ist, das heisst, ohne dass die gesamte Brennstoffeinspritzdüse 1 ausgetauscht werden muss.
Der Düsenkopf 2 weist eine Längsbohrung 20 auf, sowie mehrere, beispielsweise fünf, Düsenlöcher 21, von denen in Fig. 1 nur zwei dargestellt sind. Die Düsenlöcher 21 gehen gehen jeweils von der Längsbohrung 20 aus und erstrecken sich von dort in radialer, leicht nach unten geneigter Richtung. Im Betrieb wird der Brennstoff, üblicherweise ein Schweröl oder ein anderer Dieselbrennstoff, in an sich bekannter Weise intermittierend an den Arbeitsazyklus des Grossdieselmotors angepasst unter Hochdruck durch die Längsbohrung 20 und die Düsenlöcher 21 in den nicht näher dargestellten Verbrennungsraum eingespritzt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Düsenkopf 2 aus einem Werkstoff, der eine Chrom-Basis-Legierung ist, welche ein reaktives Element umfasst. Als reaktives Element eignet sich eine Seltene Erde oder ein ähnliches Metall. Geeignet sind insbesondere Lanthan (La), Cer (Ce), Yttrium (Y), Hafnium (Hf), Scandium (Sc). Vorzugsweise weist der Werkstoff einen hohen Nickel-Anteil von 45% bis 50% bezogen auf das Gewicht auf, um eine bessere Bearbeitbarkeit zu gewährleisten..
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt der Nickel-Gehalt der Legierung über 45% und als reaktives Element ist Lanthan mit einem Gewichtsanteil von weniger als 0,1% enthalten. Abgesehen von üblichen Verunreinigung ist der Rest Chrom.
Es ist natürlich auch möglich, dass der Werkstoff mehr als ein reaktives Element umfasst. Vorzugsweise ist jedes reaktive Element mit höchstens 1%, speziell höchstens 0,2% bezogen auf das Gewicht enthalten.
Der erfindungsgemässe Düsenkopf 2 wird vorzugsweise mittels einem heissisostatischen Pressverfahren (HIP: hot isostatic pressing) hergestellt.
Zur Herstellung werden die Ausgangswerkstoffe - hier also Chrom, Nickel und Lanthan als reaktives Element - in an sich bekannter Weise zu Pulver verdüst. Die Korngrösse des Pulver liegt bei diesem Ausführungsbeispiel grösstenteils zwischen 45 und 150 Mikrometer. Durch heissisostatisches Pressen wird aus dem Pulver ein Rohling beziehungsweise ein Halbzeug, z. B. eine Stange, hergestellt. Aus dem Rohling wird durch mechanische, üblicherweise spanende Bearbeitungsmethoden der Düsenkopf 2 angefertigt. Die Längsbohrung 20 sowie die Düsenlöcher 21 werden gebohrt. Vorzugsweise werden dann die Übergangsbereiche (Kanten) zwischen der Längsbohrung 20 und den Düsenlöchern 21 abgerundet. Diese Kanten werden vorzugsweise elektro-chemisch verrundet (elysiert).
Die Prozessparameter für das heissisostatische Pressen können für den jeweiligen Anwendungsfall optimiert werden.
Der erfindungsgemässe Werkstoff bzw. der daraus hergestellte Düsenkopf 2 weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Heisskorrosion und den damit verbundenen Materialverlust auf. Er ist auch den anderen Anforderungen des thermischen, mechanischen und chemischen Belastungskollektivs in einem Grossdieselmotor in sehr guter Weise gewachsen. Mit solchen Düsenköpfen 2 lässt sich eine Betriebsdauer von 8000 bis 15000 Stunden erzielen. Selbst nach solch langer Betriebsdauer haben sich die Düsenköpfe noch immer in einem guten Zustand präsentiert.
Diese enorme Standzeit ist insbesondere unter wirtschaftlichen Aspekten ein grosser Vorteil.
Der erfindungsgemässe Düsenkopf eignet sich somit auch für zukünftige Generationen von Grossdieselmotoren, die noch leistungsfähiger sind und noch höhere Anforderungen an die Belastbarkeit der Düsenköpfe stellen.

Claims (10)

  1. Werkstoff für einen Düsenkopf (2) einer Brennstoffeinspritzdüse (1) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Grossdieselmotors, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff eine Chrom-Basis-Legierung ist, die abgesehen von üblicherweise auftretenden Verunreinigungen in Gewichtsprozent 0%-50% Nickel (Ni), 0%-5% Kohlenstoff (C), 0%-5% Silizium (Si) und mindestens 50% Chrom (Cr) enthält.
  2. Werkstoff nach Anspruch 1, welcher mindestens ein reaktives Element aus der Gruppe enthält, die aus den Elementen Lanthan (La), Cer (Ce), Yttrium (Y), Hafnium (Hf), Scandium (Sc) und den Seltenen Erden besteht, wobei der Gehalt an jedem reaktiven Element höchstens 5% beträgt.
  3. Werkstoff nach Anspruch 1 oder 2, welcher abgesehen von üblicherweise auftretenden Verunreinigungen in Gewichtsprozent aus mindestens 45% Nickel (Ni), 50%-55% Chrom (Cr), 0%-5% Kohlenstoff (C), 0%-5% Silizium (Si) und 0%-5% eines oder mehrerer reaktiver Elemente besteht.
  4. Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gehalt an jedem reaktiven Element höchstens 1%, insbesondere höchstens 0,2% beträgt, der Gehalt an Kohlenstoff (C) höchstens 1%, insbesondere höchstens 0.05% und der Gehalt an Silizium (Si) höchstens 1%, insbesondere höchstens 0.5%.
  5. Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellt durch ein heissisostatisches Pressverfahren.
  6. Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellt aus entsprechendem Metallpulver mit einer hauptsächlichen Korngrösse von 10 bis 200 Mikrometern, insbesondere 40 bis 150 Mikrometern.
  7. Düsenkopf für eine Brennstoffeinspritzdüse einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Grossdieselmotors, hergestellt aus einem Werkstoff gemäss einem der Ansprüche 1-6.
  8. Düsenkopf nach Anspruch 7, mit einer Längsbohrung (20) und mindestens einem von der Längsbohrung (20) ausgehendem Düsenloch zum Einbringen von Brennstoff in einen Verbrennungsraum, wobei der Übergang von der Längsbohrung (20) zum Düsenloch (21) verrundet ist, vorzugsweise elektro-chemisch.
  9. Brennstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine mit einem Düsenkopf gemäss Anspruch 6 oder 7.
  10. Brennkraftmaschine, insbesondere Grossdieselmotor mit einer Brennstoffeinspritzdüse gemäss Anspruch 9
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