Nickellegierung lässt die Funken fliegen
|
Die Fachzeitschrift für Nickel und seine Anwendungen |
 |
|
Über 70 Tonnen Nickel werden jedes Jahr zum Bau von Zündkerzen für die etwa 56 Millionen Neuwagen
verwendet, die weltweit gebaut werden. |
 |
|
Zündkerzen bestehen aus einer Mittelelektrode, einem Isolator aus Keramik, einem Stahlmantel und einer
Masseelektrode. |
 |
|
Die NICKELLEGIERUNG N06600 ist ein beliebtes Material für Masseelektroden, da es leicht zu schweißen sowie
korrosions- und erosionsbeständig ist und hohen Temperaturen standhalten kann. |
Der Nickelanteil einer Zündkerze beträgt gerade einmal ein viertel Gramm, doch werden jährlich mehr als 250 Mio. Zündkerzen hergestellt. Von John Milne
Nickel Magazine, November 2004 -- Otto-Motoren aller Art müssen zur Kraftstoffverbrennung und zum Motorantrieb fremdgezündet werden. Diese Aufgabe fällt seit Erfindung des Benzinmotors Anfang des 20. Jahrhunderts der Zündkerze zu.
Sie entzündet das verdichtete Luft-Kraftstoffgemisch in der Verbrennungskammer des Motors und leitet die Wärme aus dem Brennraum ab.
Eine Zündkerze setzt sich aus einer Mittelelektrode, einem Keramik-Isolator, einem Stahlmantel und einer Masseelektrode zusammen. Die Mittelelektrode besteht normalerweise aus Kupfer und einer Spitze aus der Nickellegierung N06600. Die Masseelektrode ist oft aus der gleichen Nickellegierung gefertigt.
Zündkerzen erzeugen keine Wärme. Sie entsteht als Nebenprodukt der Zündung des Luft-Kraftstoffgemisches und wird zu einem Großteil von der Zündkerze abgeleitet. Der Zündkopf in der Verbrennungskammer erreicht Betriebstemperaturen von 870-925 ºC. Was somit benötigt wird ist eine Legierung, die diesen Temperaturen Stand hält, eine durch den Verbrennungsprozess entstehende Korrosion und Erosion verhindert und sich zur Herstellung von Elektroden zwischen denen die Zündfunken überspringen, eignet.
Ein beliebtes Material hierfür ist die Nickellegierung N06600 (mit einem Nickelanteil von 72 %). Viele Zündkerzenhersteller verwenden aber auch gerne eine eigene Legierung aus 90-96 % Nickel, sowie Chrom, Mangan, Silizium und in einigen Fällen auch Yttrium. Diese Nickellegierung ist gewöhnlich mit dem Kupferkern verschweißt, der die elektrische Spannung vom Zündverteileranschluss bis zum Zündkopf leitet. In einigen Zündkerzen sind die Nickelelektroden mit Platin beschichtet, um die Nutzungsdauer der Zündkerze zu erhöhen.
Alle Varianten von Nickellegierungen sind leicht zu schweißen und zu biegen und lassen sich daher bequem formen und beim Einbau in den Motor nachträglich auf den richtigen Abstand einstellen.
Nickellegierungen eignen sich besonders gut zur Herstellung von Elektroden, weil sie gegen Verbrennungsprodukte korrosions- und erosionsbeständig sind und die hohen Betriebstemperaturen aushalten. Zudem sind sie gute Elektrizitäts- und Wärmeleiter.
Design und Größe der Elektroden sind von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. Die folgenden groben Zahlen geben eine Vorstellung über Menge und Gewicht in der weltweiten Zündkerzenproduktion.
Nickelelektroden haben durchweg folgende Größen: Die Mittelelektrode misst 1,32 mm im Durchmesser und das flache Drahtband der Masseelektrode 2,38 x 1,59 mm. Mit 0,25 Gramm ist der Anteil der Nickellegierung jedoch gering. Es werden allerdings jeden Tag Millionen von Zündkerzen produziert. Allein die Firma Bosch stellt täglich über eine Million Stück her, und sie ist nur eine von vielen Großproduzenten weltweit.
Laut der amerikanischen Society of Automotive Analysts werden jedes Jahr weltweit zirka 56 Mio. Autos produziert, die alle Zündkerzen benötigen. Bei durchschnittlich fünf Zündkerzen pro Auto (in 4-, 6- und 8-Zylindermotoren) liegt der jährliche Bedarf bei 280 Mio. Zündkerzen. Somit könnten ungefähr 70 Tonnen Nickellegierung pro Jahr in der Fertigung von Zündkerzen allein für Neuwagen verarbeitet werden. Zählt man noch das erhebliche Marktvolumen des Ersatzteilmarktes und andere Verbrennungsmaschinen wie Generatoren, Rasenmäher, Motorboote und Kolbenmotorflugzeuge hinzu, so ist der jährliche Zündkerzenbedarf gewaltig.
John Milne ist ein in Bethel, Connecticut ansässiger technischer Berater des
Nickel Institute.
FOTOS/ABBILDUNGEN: BOSCH
|
Internet: |
