Støpejernskvalitet for ventilseter. ICE hodeventilsete gjenvinningsteknologi

Artikkelen diskuterer spørsmålet om nødvendigheten og hensiktsmessigheten av å bruke austenittisk manganstøpejern for ventilseter til forbrenningsmotorer som opererer på gassmotordrivstoff. Informasjon er gitt om masseproduserte ventilseter for forbrenningsmotorer til biler, de vanligste legeringene for produksjon av setedeler, deres mangler, ufullkommenheten til legeringene som brukes i drift, og årsakene til den lave levetiden til deler av denne. type er beskrevet. Som en løsning på dette problemet foreslås det å bruke austenittisk manganstøpejern. Basert på mange års forskning på egenskapene til manganstøpejern, ble det foreslått å bruke denne legeringen til fremstilling av ventilseter for bilmotorer med gassmotordrivstoff. Hovedegenskapene til den foreslåtte legeringen vurderes. Forskningsresultatene er positive, og ressursen til nye saler er 2,5 ... 3,3 ganger lengre enn serielle.

sylinderhode

forsyningssystem

ha på

deler ressurs

naturgass motordrivstoff

ICE bil

1. Vinogradov V.N. Slitasjebestandige stål med ustabil austenitt for deler av gassfeltutstyr / V.N. Vinogradov, L.S. Livshits, S.N. Platonov // Vestnik mashinostroeniya. - 1982. - Nr. 1. - S. 26-29.

2. Litvinov V.S. Fysisk karakter av herding av manganaustenitt / V.S. Litvinov, S.D. Karakishev // Varmebehandling og fysikk av metaller: interuniversitetskoll. - Sverdlovsk, UPI. - 1979. - Nr. 5. - S. 81-88.

3. Maslenkov S.B. Stål og legeringer for høye temperaturer. Oppslagsbok: i 2 bind / S.B. Maslenkov, E.A. Maslenkov. - M. : Metallurgi, 1991. - T. 1. - 328 s.

4. Stanchev D.I. Utsikter for bruk av spesielt austenittisk manganstøpejern til deler av friksjonsenheter til skogsmaskiner / D.I. Stanchev, D.A. Popov // Faktiske problemer med utviklingen av skogkomplekset: materialer fra den internasjonale vitenskapelige og tekniske konferansen til VSTU. - Vologda, 2007. - S. 109-111.

5. Ingeniørteknologi. Restaurering av kvalitet og montering av maskindeler / V.P. Smolentsev, G.A. Sukhochev, A.I. Boldyrev, E.V. Smolentsev, A.V. Bondar, V.Yu. Sklokin. - Voronezh: Forlaget i Voronezh-staten. de. un-ta, 2008. - 303 s.

Introduksjon. Bruken av gassmotordrivstoff som drivstoff for forbrenningsmotorer er forbundet med en rekke tekniske problemer, uten hvilke effektiv drift av kjøretøyer på dual-fuel kraftsystemer er umulig. Et av de mest presserende problemene med den tekniske driften av kjøretøyer som kjører på gassmotordrivstoff er den lave levetiden til grensesnittet "sete-ventil".

En analyse av skaden på setet gjorde det mulig å fastslå årsakene til deres forekomst, nemlig: plastisk deformasjon og gasserosjon forårsaket av forringelsen av passformen til friksjonsparet under drift. Figur 1 og 2 viser de viktigste karakteristiske skadene på seter og ventiler ved drift på gassdrivstoff.

Tradisjonelt, for bensinmotorer, er ventilseter laget av grå støpejernskvaliteter SCH25, SCH15 i henhold til GOST 1412-85 eller karbon- og legeringsstål 30 HGS i henhold til GOST 4543-71, som gir tilfredsstillende driftssikkerhet og holdbarhet av grensesnittet gjennom hele grensesnittet. garantert levetid for motoren. Men når du bytter til et dual-fuel strømforsyningssystem for forbrenningsmotorer, reduseres grensesnittressursen kraftig, ifølge ulike estimater er reparasjon av blokkhodet nødvendig etter 20 000-50 000 tusen kilometer. Årsaken til reduksjonen i grensesnittressursen er den lave forbrenningshastigheten til gass-luftblandingen i driftsmoduser med høy veivakselhastighet og som et resultat en betydelig oppvarming av setemetallet, tap av styrke og ytterligere deformasjon fra interaksjon med ventilen.

For å sikre en garantert levetid for sete-ventil-grensesnittet, når du bruker gassmotordrivstoff, krever materialer ikke bare høye anti-friksjonsegenskaper, men også økt varmebestandighet.

Hensikten med studien. Forskningsresultater. Formålet med forskningen er å underbygge muligheten for å bruke mangan austenittisk støpejern til fremstilling av ventilseter. Det er kjent at stål og støpejern av ferritisk-perlitisk og perlittisk klasse ikke skiller seg ut i varmebestandighet og ikke brukes til deler som opererer ved temperaturer over 700 ºС. For arbeid under ekstreme forhold, ved driftstemperaturer på omtrent 900 ºС, brukes spesielt varmebestandige austenittiske støpejern med en minimumsmengde fri grafitt i strukturen. Disse legeringene inkluderer austenittisk manganstøpejern, hvis bindende basis er austenitt som inneholder karbidinneslutninger og fin lamellær grafitt. Tradisjonelt brukes slikt støpejern som antifriksjonsstøpejern under merket AChS-5 og brukes til glidelagre.

Langtidsstudier av manganstøpejern har avslørt de verdifulle egenskapene til dette materialet, oppnådd ved å forbedre egenskapene til legeringen ved å modifisere den og forbedre produksjonsteknologien. I løpet av arbeidet som ble utført, ble effekten av mangankonsentrasjon i legeringen på fasesammensetningen og tjenesteegenskapene til austenittisk støpejern studert. For å gjøre dette ble det laget en serie smelter, der bare manganinnholdet varierte på fire nivåer, sammensetningen av de gjenværende komponentene, betingelsene og smeltemåten var konstant. Mikrostrukturen, fasesammensetningen og egenskapene til de oppnådde støpejernene er vist i tabell 1.

Tabell 1 - Påvirkning av mangankonsentrasjon på den strukturelle sammensetningen og de mekaniske egenskapene til manganstøpejern i støpt tilstand

Som et resultat av studiet av mikrostrukturen ble det bemerket at med en økning i manganinnholdet i støpejern, endres forholdet mellom fasekomponenter (fig. 3): forholdet mellom gammafasen og alfafasen til jern øker , øker mengden av karbidfasen (Fe3C, Mn3C, Cr3C2) og mengden grafitt avtar.

Som resultatene av røntgenstudier har vist, med en økning i manganinnholdet, er forholdet mellom arealene med integrerte intensiteter okkupert av gammafasen til henholdsvis austenitt og alfafasen til martensitt (I111/I110), på Røntgenmønster av overflaten av seksjonen øker. Med et manganinnhold på 4,5 % I111/I110 = 0,7; ved 8,2 % 1111/1110 = 8,5; ved 10,5% 1111/1110 = 17,5; ved 12,3 % I111/I110 = 21.

For å fastslå effekten av mangan på de fysiske og mekaniske egenskapene til støpejern, ble det utført tester, spesielt for slitestyrke under forhold med tørr friksjon og ukontrollert friksjonsoppvarming. Sammenlignende tester for slitasje av støpejern med forskjellig manganinnhold ble utført på SMTs-2-maskinen i henhold til "block-roller" friksjonsskjemaet ved et spesifikt trykk på 1,0 MPa og en glidehastighet på 0,4 m/s. Testresultatene er vist i figur 4.

Med en økning i manganinnholdet fra 4,5 til 10,5 % i støpejern, øker mengden austenitt inneholdt i strukturen. En økning i andelen austenitt i metallmatrisen til støpejern gir pålitelig retensjon av karbidfasen i basen. En økning i manganinnholdet over 12 % førte ikke til en signifikant økning i slitestyrken til støpejern. Denne omstendigheten forklares av det faktum at økningen av karbidfasen (separate felt av ledeburitt er observert) ikke påvirker slitestyrken til materialet betydelig under disse friksjonsmodusene.

Basert på resultatene oppnådd ved testing av eksperimentelt støpejern med forskjellig manganinnhold, har støpejern som inneholder 10,5 % Mn den høyeste slitestyrken. Dette innholdet av mangan sikrer dannelsen av en optimal struktur med tanke på friksjonskontakt, dannet av en relativt plastisk austenittisk matrise jevnt forsterket med karbidinneslutninger.

Samtidig skilte legeringen som inneholdt 10,5% Mn seg i det mest optimale forholdet mellom fasekomponenter, samt deres form og arrangement. Dens struktur var hovedsakelig austenitt, forsterket med middels og små heterogene karbider og fint spredte grafittinneslutninger (fig. 5). Relative slitasjeforsøk i tørrfriksjon, utført med prøver av støpejern med forskjellige mangankonsentrasjoner, viste at manganstøpejern med 10,5 % Mn var 2,2 ganger overlegen i slitestyrke i forhold til støpejern med 4,5 % Mn.

En økning i manganinnhold over 10,5 % førte til en ytterligere økning i mengden austenittiske og karbidfaser, men karbider ble observert i form av separate felt, og slitestyrken til støpejern økte ikke. Basert på dette ble den kjemiske sammensetningen av støpejern valgt for videre forskning og testing, %: 3,7 C; 2,8 Si; 10,5 Mn; 0,8 Cr; 0,35 Cu; 0,75 Mo; 0,05B; 0,03S; 0,65p; 0,1Ca.

For å studere effekten av varmebehandling på den strukturelle sammensetningen og egenskapene til austenittisk manganstøpejern av den foreslåtte kjemiske sammensetningen, ble prøvene (blokkene) utsatt for herding. Volumetrisk herding av prøvene ble utført i rennende vann med en oppvarmingstemperatur på 1030–1050 °C og holdetid under oppvarming: 0,5, 1, 2, 3, 4 timer.

Studier av strukturen til prøvene etter volumetrisk herding viste at oppvarmingstemperaturen, varigheten av eksponering under oppvarming og kjølehastigheten spiller en betydelig rolle i dannelsen av strukturen til manganstøpejern. Herding i det generelle tilfellet førte til nesten fullstendig austenisering, og oppnådde korn av middels og liten størrelse. Oppvarming sikrer oppløsning av karbider i austenitt. Fullstendigheten av disse transformasjonene øker med en økning i varigheten av eksponeringen av prøvene i ovnen. Martensitten som var tilstede i støpestrukturen ble fullstendig oppløst i austenitt under oppvarming og falt ikke ut under bråkjøling. Karbider, avhengig av varigheten av eksponeringen under oppvarming, som delvis eller fullstendig er oppløst i austenitt, frigjøres igjen ved avkjøling. Etter bråkjøling blir mengden grafitt i støpejernsstrukturen betydelig mindre sammenlignet med støpetilstanden. I herdet støpejern er platene med grafittinneslutninger tynnere og kortere. Brinell-hardheten til bråkjølt mangan-støpejern reduseres, seigheten økes og bearbeidbarheten forbedres.

For å bestemme herdemodusen som gir maksimal slitestyrke til det eksperimentelle manganstøpejernet, ble prøver med forskjellige holdetider under herding utsatt for slitasje. Studiet av slitestyrke ble utført på en friksjonsmaskin SMTs-2 ved et spesifikt trykk på prøven på 1,0 MPa og en glidehastighet på 0,4 m/s.

Som et resultat av testene ble det funnet at å øke holdetiden til 2∙3,6∙103 s ved bråkjølingstemperaturen forårsaker en økning i den relative slitestyrken til manganstøpejern, hvoretter slitestyrken ikke endres. Disse testene bekrefter antagelsen om at den strukturelle sammensetningen av manganstøpejern oppnådd ved bråkjøling etter å ha holdt i 2∙3,6∙103 s er den mest perfekte og er i stand til å gi høy ytelse i tørrfriksjon.

I tillegg vil reduksjon av hardheten til 160-170 HB av austenittisk manganstøpejern under herding sannsynligvis ha en positiv effekt på skade og slitasje på motkroppen (rullen) som simulerer et lokomotivhjul. I denne forbindelse, for påfølgende laboratorie- og driftstester, ble austenittisk manganstøpejern i støpt (ACHl) og bråkjølt tilstand, oppnådd etter 2 timers oppbevaring ved bråkjølingstemperaturen (ACHz), brukt.

Basert på utført forskning og testing var det mulig å utvikle en spesiell sammensetning av austenittisk støpejern, oppnådd ved å modifisere mangan, som er preget av høy slitestyrke under tørre friksjonsforhold (bremser, friksjonskoblinger), preget av høy friksjonsoppvarming. opptil 900 ºС ("Slitasjebestandig støpejern", RF-patent nr. 2471882) . Resultatene fra testing av denne sammensetningen av støpejern under forholdene og lastemodusene til "sete-ventil"-grensesnittet til timingen viste en høy ytelse av materialet, som oversteg ressursen til saler laget av grått støpejern SCH 25 i henhold til GOST 1412 -85 og 30 HGS i henhold til GOST 4543-71 i 2,5-3, 3 ganger. Dette lar oss vurdere slikt støpejern som lovende for bruk under forhold med tørr friksjon og høye temperaturer, spesielt for ventilseter, clutchtrykkplater, bremsetromler til heise- og transportmaskiner, etc.

Funn. Dermed kan det konkluderes med at bruken av austenittisk manganstøpejern for fremstilling av ventilseter vil øke levetiden til sylinderhodet på motorer som er konvertert til gassmotordrivstoff og ved bruk av et kombinert strømforsyningssystem (bensin-gass) betydelig.

Anmeldere:

Astanin V.K., doktor i tekniske vitenskaper, professor, leder for avdelingen for teknisk service og ingeniørteknologi, Voronezh State Agrarian University oppkalt etter keiser Peter I, Voronezh.

Sukhochev G.A., doktor i tekniske vitenskaper, professor ved Institutt for maskintekniske teknologier, Voronezh State Technical University, Voronezh.

Bibliografisk lenke

Restaurering av ventilseter. Når slitasjen på ventilsetene ikke overstiger det maksimalt tillatte, reduseres gjenoppretting av ytelsen til dannelsen av den nødvendige avfasningsvinkelen. Før du avfaser ventilsetene, bytt ut de slitte ventilstammeføringene med nye og bearbeid dem med en rømmer installert i doren. Det maskinerte hullet brukes som en teknologisk base for forsenking av avfasningen til ventilseter, noe som sikrer den nødvendige justeringen av hullene til styrebøssingene og ventilsetene. Ventilsetene behandles med en flytende patron. Hvis ventilsetene er slitt over det tillatte nivået, gjenopprettes de ved å installere ventilseter.

Ved gjenoppretting av ventilseter ved å trykke på setene, sikres koblingens immobilitet ved strekk. Den nødvendige styrken oppnås i dette tilfellet på grunn av spenninger som oppstår i materialet til setet og sylinderhodet. Ved langvarig eksponering for varme kan påkjenningene reduseres, og dermed redusere styrken til passformen. Derfor, for produksjon av ventilseter, er det nødvendig å bruke varmebestandige materialer med høy styrke: støpejern VCh50-1.5, spesialstøpejern nr. 3 TM 33049. Nylig har EP-616-legering basert på krom-nikkel blitt utbredt. Hullene for salene behandles med en spesiell forsenkning, som er installert i en spesiell dor. Diameteren på forsenkingen velges i henhold til størrelsen på hullet som skal bearbeides for ventilinnsatsen. Sentreringen av verktøyet utføres ved hjelp av styrehylsedorer installert i hullene for ventilforingene. Dette gir en høy konsentrisitet av de maskinerte overflatene under seteinnsatsene og sentreringsflaten. I tillegg gjør bruken av stive føringer det mulig å maskinere hull på en 2H135 vertikal boremaskin og oppnå den nødvendige dimensjonale og geometriske nøyaktigheten til maskinerte overflater. Ved kjedelig, er hodet installert i en spesiell armatur.

Først forbores ventilsetene, og til slutt ved 100 o/min på maskinspindelen, manuell mating i én omgang. Seter (fig. 58 og 59) presses inn i ventilsetene forberedt på denne måten ved hjelp av en dor. Samtidig forvarmes sylinderhodet til en temperatur på 80 ... 90 ° C, og setene avkjøles i flytende nitrogen til -100 - ... 120 ° C. Hodene varmes opp i et OM-1600 varmebad, og avkjøles ved hjelp av et Dewar-kar. Ringene må presses inn i underkuttene på hodet for å svikte og uten forvrengning (fig. 60). Etter pressing tettes setene i fire punkter jevnt på en bue gjennom 90°. Deretter installeres sylinderhodet på stativet OR-6685 for avfasing av ventilsetene, hull bores i styrebøssingene og avfasningene til ventilsetene forsenkes. Hullene i foringene rømmes ved 50 o/min og mating på 0,57 mm/omdreininger i en omgang, forsenking utføres ved 200 o/min av forsenking, mating på 0,57 mm/omdreininger i flere omganger.

Som et resultat av gjentatt behandling av sylinderhodets plan ved fresing eller sliping, blir den nedre veggen av hodet tynnere og mindre holdbar, derfor er ikke restaureringen av ventilseter ved å trykke på setene tilstrekkelig for denne gruppen av deler. pålitelig. I dette tilfellet bør ventilsetene gjenopprettes med gassoverflate. Hvis hodet, i tillegg til slitte ventilseter, også har sprekker, må du først restaurere setene, og deretter sveise sprekkene.

Når du arbeider på motoren, som et resultat av mekaniske og termiske belastninger, akkumuleres betydelige indre spenninger i det nedre planet av sylinderhodet, verdiene og arten av fordelingen kan være svært forskjellige. De akkumulerte spenningene fører til vridning av hodene, og i noen tilfeller - til utseendet av sprekker. Hvis kaldbuesveising brukes, vil de resulterende sveisespenningene, legge seg opp i separate områder med rester, samt montering (når hodet strammes) og arbeidere, føre til at nye sprekker oppstår. Derfor er det nødvendig å bruke en metode som reduserer gjenværende spenninger og ikke fører til fremveksten av nye reir. Denne metoden er varmsveising, som gir høykvalitets sveiser med minimal belastning på delen.

Ved varmsveising forvarmes hodet til en temperatur på 600 ... 650 ° C og sveises ved en temperatur på delen som ikke er lavere enn 500 ° C. Den nedre oppvarmingsgrensen er satt basert på egenskapene til støpejern, hvis duktilitet synker kraftig under denne temperaturen, noe som fører til utseendet av sveisespenninger. Før oppvarming rengjøres ventilsetene på hodene nøye.

For å varme hodet brukes en varmekammerovn med elektrisk eller annen oppvarming. Det anbefales å bruke den elektriske kammerovnen H-60, der opptil fem hoder kan varmes opp samtidig.

Av stor betydning er hastigheten på oppvarming og kjøling av deler. Rask oppvarming av sylinderhodet kan forårsake ekstra påkjenninger.

På slutten av oppvarmingen flyttes et bevegelig sveisebord til ovnsåpningen og hodet plasseres på det.

Sveising utføres med en oksy-acetylenbrenner GS-53 eller GS-ZA ("Moskva"), ved hjelp av tips nr. 4 eller 5, avhengig av sprekkens størrelse. For å sikre høy kvalitet på sveisemetallet bør det benyttes en velformet, skarpt definert brennerflamme, hvor sveisebrennerens munnstykke må være i god teknisk stand. Ved sveising av sprekker og overflater av ventilseter brukes den reduserende delen av flammen, som beskytter metallet mot oksidasjon på grunn av innholdet av hydrogen, karbondioksid og karbonmonoksid i flammen. Kjernen av flammen i prosessen med overflatebehandling skal være i en avstand på 2...3 mm fra overflaten av delen. Sveising utføres med jevn kontinuerlig oppvarming av sveisebassenget.

Som fyllstav brukes støpejernsstenger av merke A (sammensetning i%): 3 ... 3,6C; 3...2,5 Si; 0,5...0,8 MP; Р 0,5...0,8; S0,08; 0,05 Cr; 0,3 Ni. Stangdiameter - 8... 12mm (velg avhengig av bredden på sprekksporet). Overflaten på stengene må rengjøres grundig og avfettes. Finmalt kalsinert boraks eller dens 50 % blanding med tørket soda brukes som flussmiddel.

Gode ​​resultater oppnås også ved bruk av fluksene FSC-1, ANP-1 og ANP-2.

Etter at sveisingen er fullført, plasseres sylinderhodet tilbake i ovnen for å avlaste sveisepåkjenninger. Hodet varmes opp til 680°C og avkjøles deretter, først sakte (med ovn), til 400°C, og deretter i tørr sand eller termos, etter planen. Fullstendig avkjølte hoder renses for slagg og avleiring og sendes til maskinering. Først freses motplanet på en horisontal fres type 6N82 med en sylindrisk fres 180X X125 mm eller på en vertikal fres 6M12P endefres med innsatsfreser VK6 eller VK8.

Etter maskinering av flyet kontrolleres kvaliteten på sveisingen. Sveisede steder skal være rene, uten skjell og slagginneslutninger. Avfasingen av ventilsetene utføres med en forsenkning som ligner på avfasingen av setene beskrevet ovenfor.

Ventillapping. Før du demonterer sylinderhodene, rengjør dem for olje- og karbonavleiringer og merk serienumrene til ventilene på endene av platene for å installere dem på plass under monteringen.

For å tørke ut ventilene, er det nødvendig å installere sylinderhodet uten injektorer, vippearmer, vippearmaksler og vippearmakselmonteringsbolter med motflaten på platen for å gi stopp for ventilene. Tørking utføres ved hjelp av enheten vist i fig. 84. For dette formål, skru stoppbolten 1 på enheten inn i hullet for tappen for å feste vippearmens akse, installer trykkplaten 2 på enheten på fjærplaten til den tilsvarende ventilen og trykk på håndtaket 3 på apparatspaken, trykk på ventilfjærene, fjern kjeksene og fjern alle deler av ventilenheten. På samme måte, løsne suksessivt alle andre ventiler og fjern ventilfjærene og tilhørende deler.

Vri sylinderhodet og fjern ventilene fra styrebøssingene. Rengjør ventiler og seter grundig for skitt, karbonavleiringer og oljeavleiringer, vask i parafin eller en spesiell vaskemiddelløsning, tørk og inspiser for å bestemme reparasjonsgraden. Det er mulig å gjenopprette tettheten til ventilen ved lapping bare hvis det er liten slitasje og små skall på arbeidsfasetten, og bare hvis platen og stammen ikke er skjev og det ikke er noen lokale utbrenninger på ventilens fasetter og sete.

I nærvær av slike defekter bør lapping innledes med sliping av seter og ventiler eller bytting av defekte deler med nye.

For å lappe ventilene, bruk en spesiell lapppasta tilberedt ved å blande tre deler (volum) av grønt silisiumkarbidmikropulver med to deler motorolje og en del diesel. Rør lappblandingen grundig før bruk, siden i fravær av mekanisk omrøring kan mikropulveret falle ut.

Installer sylinderhodet på en plate eller spesialverktøy med motflaten opp. Påfør et tynt, jevnt lag med lapppasta på ventilflaten, smør ventilstammen med ren motorolje og installer den i sylinderhodet. Det er tillatt å påføre pastaen på avfasningen av salen. Sliping utføres ved frem- og tilbakegående rotasjonsbevegelser av ventilene ved hjelp av et spesialverktøy eller en drill med sugekopp. Trykk på ventilen med en kraft på 20 ... 30 N (2 ... 3 kgf), vri den 1/3 omdreining i én retning, og løsne deretter på kraften, 1/4 omdreining i motsatt retning. Ikke gni i sirkulære bevegelser.

Hev ventilen med jevne mellomrom og tilsett pasta til avfasningen, fortsett lappingen, som angitt ovenfor, til et kontinuerlig matt belte med en bredde på minst 1,5 mm vises på avfasningene til ventilen og setet. Rupturer i det matte beltet og tilstedeværelsen av tverrgående riper på det er ikke tillatt. Med riktig lapping bør det matte beltet på forsiden av ventilsetet starte ved den større basen.

Etter innmaling, vask ventilene og sylinderhodet grundig med parafin eller en spesiell rengjøringsløsning og tørk.

Merk følgende! Tilstedeværelsen av selv små rester av lapppasta på ventilen eller sylinderhodet kan føre til gnaging og akselerert slitasje på sylinderforingene og stempelringene.

Installer ventilene, fjærene og deres monteringsdeler på sylinderhodet og tørk ventilene med verktøyet (se fig. 84).

Kontroller kvaliteten på slipingen i ventil-sete-grensesnittet for lekkasjer ved å helle parafin eller diesel, helle det vekselvis i innløps- og utløpskanalene. Godt overlappede ventiler bør ikke slippe parafin eller diesel gjennom i ett minutt.

Det er akseptabelt å sjekke kvaliteten på lapping med en blyant. For å gjøre dette, påfør 10-15 streker med jevne mellomrom med en myk grafittblyant på tvers av avfasningen på den innjordede rene ventilen, sett deretter ventilen forsiktig inn i setet og, trykk sterkt mot setet, vri den 1/4 omdreining . Med god lappekvalitet bør alle streker på ventilens arbeidsfasing slettes. Dersom resultatene av lappingkvalitetskontrollen er utilfredsstillende, må den fortsettes.

Ventilplater med sveisede faser. Den teknologiske prosessen med å gjenopprette ventilskiven.

Ventiler. Ressursen til ventilene til autotraktormotorer er hovedsakelig begrenset av slitasjen på dens avfasning, som et resultat av at dybden av nedsenking av platen i forhold til overflaten av sylinderhodet øker i ventilens sete-fasforbindelse. , som fører til en forringelse av den økonomiske ytelsen til motoren: en reduksjon i kraft, en økning i drivstofforbruk, olje, etc. Fasingen gjenopprettes vanligvis ved sliping. Når den bæres til en størrelse mindre enn den nominelle verdien, må ventilen erstattes med en ny eller restaureres.

Den raske slitasjen av avfasningene til ventilene forklares av det faktum at de under drift utsettes for kjemiske og termiske effekter, og 3-5 ganger mer varme fjernes gjennom avfasningen enn gjennom stangen. Nesten alle ventiler på motorer som kommer inn til reparasjon har slitasje langs avfasningen på platen.

Ved å øke styrken til avfasningene til nyproduserte ventiler, har metoden for overflatebehandling med en direktevirkende komprimert bue på U-151-installasjonen, utviklet av PWI, vist seg godt. E.O. Paton. En støpt ring plasseres på arbeidsstykket, som deretter smeltes med en komprimert bue. Et forsøk på å overføre erfaringen med denne metoden for overflatebehandling av slitte ventiler ga ikke positive resultater. Dette skyldes det faktum at høyden på det sylindriske beltet til ventilskiven synker til 0,4-0,1 mm som et resultat av slitasje, og overflaten av en tynn kant av avfasningen på grunn av ujevn oppvarming av ventilhodet og det påførte fyllring er vanskelig: brenning oppstår.

En effektiv måte å gjenopprette ventiler på er metoden for plasmaoverflate med tilførsel av varmebestandige pulver-harde legeringer til en slitt avfasning. For å gjøre dette, Maloyaroslavets-grenen av Statens vitenskapelige og tekniske institutt, TsOKTB og VSKHIZO på grunnlag av U-151-maskinen i henhold til utformingen av PWI im. E. O. Paton utviklet OKS-1192-installasjonen. Installasjonen består av en halvautomatisk overflatemaskin komplett med en ballastreostat RB-300, en plasmabrenner designet av VSKHIZO.

Tekniske egenskaper for OKS-1192-installasjonen

Typer sveisede ventiler (platediameter), mm 30-70

Produktivitet, stk/t< 100

Gassforbruk, l/min:

plasmadannende<3

beskyttende og transporterende<12

Kjølevannsforbruk, l/min >4

Pulvermaterkapasitet, m 3 0,005

Effekt, kW 6

Totalmål, mm:

installasjon 610X660X1980

styreskap 780X450X770

I fravær av en industriell installasjon, hvis det er nødvendig å gjenopprette ventilene, er reparasjonsbedrifter i stand til å sette sammen en plasmainstallasjon fra separate ferdiglagde enheter basert på en dreiebenk i henhold til skjemaet vist i fig. 42. Ventilen er montert på en vannkjølt kobberform tilsvarende størrelsen på dens plate, som drives av en dreiebensspindel gjennom et trykklager og et par koniske tannhjul.

Ris. 42. Installasjonsskjema for plasmasveising av ventiler:

1 - strømforsyning; 2 - gasspådrag; 3- wolframelektrode; 4 - indre dyse; 5 - beskyttende dyse; 6 - ventil; 7 - kobberform; 8, 16 - lagre; 9 - installasjonskropp; 10 - vannforsyningsrør; 11, 12 - beslag; 13 - base; 14 - stativ; 15, 17 - oljetetninger; 18 - låseskrue; 19, 20 - vinkelgir; 21 - sylinder

Prinsippet for drift av OKS-1192-installasjonen og installasjonen montert under forholdene til et reparasjonsbedrift er omtrent det samme og består av følgende. Etter kjølevann (fra vannforsyningsnettverket), plasmadannende argongass (fra en sylinder), elektrisk energi (fra en strømkilde) tilføres plasmabrenneren, en indirekte komprimert lysbue (plasmastråle) eksiteres mellom wolfram elektroden og den interne dysen til plasmabrenneren ved hjelp av en oscillator. Deretter tilføres pulver fra pulvermateren med transportgassen - argon gjennom den beskyttende munnstykket til brenneren til avfasningen på den roterende ventilen og samtidig tilføres strøm til ventilen gjennom ballastreostaten. En komprimert lysbue oppstår mellom den elektrisk ledende plasmastrålen og ventilfasingen, som samtidig smelter ventilfasingen og sveisepulveret, og danner høykvalitets tette lag (fig. 43).

Ris. 43. Sveisede ventilskiver

For overflatebehandling av faser på ventiler til traktormotorer med stor masse, i tillegg til de anbefalte, er det også mulig å bruke jernbaserte pulverlegeringer PG-S1, PG-US25 med tillegg av 6% Al til sistnevnte.

Når man velger et materiale for overflatebelegg på ventiler, bør man være veiledet av det faktum at krom-nikkel-legeringer har høyere varmebestandighet og slitestyrke, men de er 8-10 ganger dyrere enn jernbaserte harde legeringer og er mindre bearbeidet.

Moduser for plasmasveising av faser av ventiler

Strømstyrke, A 100-140

Spenning, V 20-30

Gassforbruk (argon), l/min:

plasmadannende 1,5-2

transportere (beskyttende) 5-7

Overflatehastighet, cm/s 0,65-0,70

Avstand fra plasmabrenneren til ventilens avfasning, mm 8-12

Lagbredde, mm 6-7

Laghøyde, mm 2-2,2

Inntrengningsdybde, mm 0,08-0,34

Hardhet HRC av det avsatte laget med en legering:

PG-SR2, PG-SR3 34-46

PG-S1, PG-US25 46-54

Den teknologiske prosessen med å gjenopprette ventilskiven inneholder følgende hovedoperasjoner: vask, feildeteksjon, rengjøring av endeflaten og avfasningen fra karbonavleiringer, plasmaoverflater, maskinering, kontroll. Maskinering av ventiler utføres i følgende sekvens: rengjør endeflaten på ventilskiven; slip ventilskiven langs den ytre diameteren til nominell størrelse, forbehandle avfasingsskiven; slip avfasingen til nominell størrelse. De tre første operasjonene utføres på en dreiebenk med kuttere med hardmetallskjær. Bruken av plasmametoden for overflatebehandling gjorde det mulig å øke slitestyrken til arbeidsflaten til platen med bilventiler med 1,7-2,0 ganger sammenlignet med slitestyrken til nye.

Før du behandler flyet eller diagnostiserer ventilmekanismen, blir sylinderhodet trykktestet. Den eneste operasjonen som utføres før dette er en teknologisk vask. Trykktesting er en sjekk av kjølekappen for tetthet. Dersom skade oppdages, vurderes muligheten for videre reparasjon. Basert på resultatene av vurderingen, tas det en beslutning om tilrådelig reparasjon av dette sylinderhodet. Krymping utføres også etter fjerning av dyser, fragmenter av glødeplugger, bytting av seter og teknologiske plugger, sveisearbeid utført på dette sylinderhodet (sylinderhodet).

Under reparasjon av sylinderhodet mener de også arbeid med ventilgruppen. Ventillapping, bytte av ventilsete, bytte av ventilbøssing.

Det skal bemerkes at trykktesting av blokkhodet er en av tjenestene som tilbys av MotorIntekh LLC. Denne teknologien brukes til å trykke:

• radiatorer;
• varmevekslere;
• samlere i personbiler;
• nevnte sylinderhode.

Vi er klare til å tilby deg et komplett spekter av tjenester for diagnose og reparasjon av sylinderhodet. Takket være vår profesjonalitet, store erfaring og tilgjengeligheten av alle nødvendige verktøy, kan vi identifisere alle eksisterende problemer og effektivt eliminere dem. Vi garanterer deg høy kvalitet på alt arbeid, inkludert reparasjon av sylinderhodet, og våre ansatte hjelper deg også med å velge foringer.

Reparasjon av motorens sylinderhode

Er du interessert i en gunstig pris for reparasjon av motorens sylinderhode? Den rimeligste kostnaden er klar til å tilby deg et spesialisert senter LLC MotorIntekh. Kun fagfolk kan stole på alt arbeid relatert til motoren som helhet og med reparasjon av sylinderhodet. Hvorfor? Av den enkle grunn at uten riktig erfaring og kunnskap, uten et profesjonelt verktøy, vil motoren forbli "ikke fullstendig herdet" til slutten.

Riktig drift av sylinderhodet er hovedkomponenten i vellykket drift av motoren som helhet. Sylinderhodereparasjon av høyeste kvalitet er kun mulig med høyteknologisk utstyr og kvalifiserte spesialister.

Sylinderhodereparasjon inkluderer flere stadier: forberedende arbeid (vasking og trykktesting, demontering og feildeteksjon), reparasjon av ventilmekanismedeler, reparasjon av kamakselsenger, reparasjon av gjengede forbindelser og hull, behandling av fly og sluttmontering.

Forberedende arbeid

Ethvert sylinderhodereparasjonsarbeid begynner med demontering av vedlegg og teknologisk vask. Dette lar deg rengjøre sylinderhodet fra oljeavleiringer, forbrenningsprodukter og andre forurensninger som kan skjule overflatedefekter i den reparerte delen. Den første vurderingen av arbeidsomfanget og rekkefølgen på implementeringen i tilfelle av oppdagelse av slike mangler kan variere betydelig.

Det neste trinnet i forberedelsen til reparasjon er trykktesting av sylinderhodet, hvor tettheten til kjølekappen kontrolleres, hvis det oppdages mikrosprekker, må sylinderhodet i de fleste tilfeller skiftes ut. Trykktesting utføres også etter utskifting av brente, slitte eller ødelagte ventilseter. Krympearbeid utføres av spesialister fra MotorIntekh LLC ved bruk av spesialutstyr under forhold så nært som mulig til motorens driftsforhold.

For ytterligere å bestemme tilstanden til det reparerte hodet, er det nødvendig å demontere ventilmekanismen og dens påfølgende feildeteksjon. Selv en slik ubetydelig operasjon bør utelukkende utføres av fagfolk, noe som garanterer sikkerheten til de demonterte delene og muligheten for videre bruk. Deteksjon av reparerte sylinderhoder utføres ved hjelp av et spesielt måleverktøy. I løpet av feilsøking bestemmes omfanget av det kommende arbeidet med reparasjon av sylinderhodet.

Reparasjon av sylinderhodedeler

Etter å ha utført det forberedende arbeidet, erstattes de slitte og deformerte delene med nye. I fravær av fabrikkventilføringsbøsninger, kan de lages i vårt spesialiserte senter LLC MotorIntekh av lignende legeringer. Alle gummideler, pakninger og tetninger skiftes alltid ut.

Den største vanskeligheten er restaurering av sylinderhodekamaksler og deres senger. Defekter som oppstår under feil drift av motoren (arbeid uten smøring, overoppheting av motoren) fører til deformasjon av kamakslene og slitasje på lagertappene og kammene, dannelse av rifter, dype riper og riper både på selve akslene og på sengene deres. , som kan føre til irreversible konsekvenser opp til svikt i hele motoren. Moderne reparasjonsteknologier lar deg i de fleste tilfeller gjenopprette slitte overflater på senger og kamaksler, og dermed forlenge levetiden til sylinderhodet. Unntaket er hule lette kamaksler, som ved eventuelle skader må skiftes ut.

Hvis du har problemer knyttet til restaurering av kamaksler og bobilsenger, vennligst kontakt vårt spesialiserte senter av MotorIntekh LLC, så vil vi raskt og effektivt løse problemene dine.

Det neste trinnet er å gjenopprette alle typer gjenger og festemidler, gjenger av lysbrønner, og på dieselhoder, en blokk med hull for injektorer og glødeplugger.

En av de siste operasjonene for reparasjonen av sylinderhodet er fresingen av det sammenkoblede planet. Operasjonen reduseres til å nivellere sylinderhodeplanet på en frese- eller slipemaskin for å sikre en tett forbindelse mellom sylinderhodet og sylinderblokken over hele området av flyet og for å utelukke mulig lekkasje av tekniske væsker som sirkulerer i kanalene til smøre- og kjølesystemene. Mange produsenter tillater en liten reduksjon i høyden på sylinderhodet og produserer reparasjonspakninger med økt tykkelse.

Før den endelige monteringen av ventilmekanismen, er det nødvendig å bearbeide setene og avfasningene til ventilene for å sikre at innløps- og utløpskanalene er tett lukket under motordrift. Delene av ventilmekanismen behandles i et spesialisert senter av Motorintekh LLC på moderne høypresisjonsmaskiner, og kvaliteten på utført arbeid kontrolleres på spesielle måleenheter.

Avslutningsvis, på noen modeller av moderne bilmotorer, er manuell justering av ventildriftsklaringer nødvendig ved hjelp av målesonder.

Bytte av ventilføringer

Utskifting av ventilføringer er en av tjenestene som tilbys av vårt spesialiserte senter. Kontakt MotorIntekh LLC, og vær sikker på at alt arbeid ble utført profesjonelt, effektivt, i tide.

Hvorfor skal denne typen arbeid overlates til fagfolk? Kanskje en nybegynner vil takle oppgaven ved å følge instruksjonene som er tilgjengelige på Internett? Svaret er entydig: ventilsliping og utskifting av ventilføringer skal kun utføres av spesialister på verkstedet.

Hva mer kreves for arbeidet:

• bake;
• spesialverktøy for fjerning og montering av styreforinger;
• en dor som føringen er installert i sylinderhodets kropp;
• rømmer for kalibrering av hull i føringsbøssingen.

Hvis hullene til styreforingen er ødelagte og det ikke er mulig å installere en standard foring, og reparasjonsforinger ikke eksisterer eller det er problematisk å kjøpe en foring, så hjelper vi deg gjerne med å produsere en styreforing.

Sylinderhoder er laget av aluminiumslegeringer, som har en mye høyere termisk ekspansjonskoeffisient enn de materialene som styrebøssingene er laget av. Dermed, etter å ha varmet opp sylinderhodet i ovnen, ved hjelp av et spesialverktøy, kan du fritt trykke på føringene. I dette tilfellet er det ingen deformasjon av setet direkte i hodet.

Når det gjelder støpejernshoder, utføres utskifting av ventilføringer uten oppvarming.

Sylinderhodeplanbehandling

Det ofte brukte uttrykket sylinderhodeboring er bearbeiding (fresing) av den sammenkoblede overflaten av hodet med sylinderblokken.

Når motoren brukes, og også etter at den overopphetes, oppstår et geometribrudd, noe som medfører deformasjon av sylinderhodet.

I tilfeller der det er levert av produsenten, kan dette problemet løses ved å behandle (justere) flyet.

Blokkermer eller hodeboring kan ikke gjøres selv. Uten riktig kunnskap og utstyr kan du bare forverre situasjonen. Det er bedre å betro profesjonelle til MotorIntech LLC arbeidet de møter hver dag.

Reparasjon av kamakselseng

Reparasjon av kamakselseng er en av tjenestene som tilbys av MotorIntekh LLC. For å vurdere problemet med kamakselsengen trenger vi: selve sylinderhodet, kamakselen, kamakselens monteringsdeksler med bolter eller bolter. Først utføres en ekstern inspeksjon og målinger av kamakselen og dens landingsplasser. Deretter installeres RV-festesystemet - disse kan være deksler eller en felles plate. Det er også et tunnelsystem for montering av kamaksel. I alle tilfeller foretas målinger og gapet mellom skaftet og sengen beregnes. Hvis det ikke samsvarer med verdien spesifisert av produsenten, må kamakselsengen repareres.

Vi tilbyr deg:

• utføre alle typer diagnostikk og reparasjoner, samt reparere tennplugghullet;
• garantert kvalitet på alle arbeider;
• streng overholdelse av fastsatte tidsfrister;
• demokratiske priser for alle tjenester som tilbys.

Den vanlige reparasjonen av kamakselsengen utføres i flere trinn. Til å begynne med er alle deler grundig rengjort for olje, smuss og spon. Deretter kontrolleres kamakselen, om nødvendig blir halsene korrigert og polert. Sengen måles, trekkene senkes og sengen kjeder seg i flere omganger. På slutten utføres en kontrollmontering med en kamaksel.

Men det er mange typer sylinderhoder, henholdsvis, og reparasjonen av sengen utført med hvert enkelt hode har sine egne egenskaper. Derfor er det mulig å si utvetydig spørsmålet om hvordan sengen vil bli reparert først etter en foreløpig diagnose.

Reparasjon av tennplugger

Reparasjon av et stearinlyshull, inkludert restaurering av tråden, er en liten del av tjenestene som vårt spesialiserte tekniske senter yter til sine kunder. Hvis du trenger å raskt og effektivt utføre diagnostikk og utføre alle typer reparasjonsarbeid, er det på tide å kontakte MotorIntekh LLC.

Takket være erfaring, kunnskap, tilgjengeligheten av alle nødvendige profesjonelle verktøy og riktig reparasjonsteknikk, kan du fikse problemet, det vil si gjenopprette tråden i stearinhullet, veldig raskt og effektivt. Vi reparerer både sylinderhoder i støpejern og aluminium.

For slike reparasjoner brukes som regel:

• spesialverktøy for å fjerne fragmenter av lys;
• verktøy for å installere en futorka i sylinderhodet;
• faktisk futorki har en viss design;
• varmebestandige tetningsmidler som er i stand til å forhindre gasskorrosjon i beslagene installert i sylinderhodet.

Hele reparasjonsprosessen kan deles inn i flere operasjoner. Dette er fjerning av rusk, kutte en ny tråd, installere en futorka og fikse den. Ta kontakt med våre mestere dersom du er interessert i å reparere et tennplugghull eller reparere en motorblokk.

Reparasjon av sal

Setereparasjon er en av de typer arbeid som utføres under reparasjonen av sylinderhodet. For å utføre dette, så vel som alle andre typer reparasjonsarbeid, er spesialistene til MotorIntekh LLC klare. Vi vil gjøre alt arbeidet for deg:

• kvalitativt;
• profesjonelt;
• raskt;
• ikke dyrt.

Vi kan reparere en skadet sal, samt produsere og erstatte den om nødvendig.

For at alt skal gjøres riktig er det ikke bare erfaring og kunnskap som trengs. Det er svært viktig å bruke et spesielt, profesjonelt verktøy for hver type arbeid. Verktøyet er en viktig faktor for å sikre kvaliteten på reparasjonen av alle skadede deler og en viktig faktor for kvaliteten på utskiftingen av alle deler som allerede er utslitt. Materialet og den tekniske basen til vårt spesialiserte senter lar oss utføre reparasjoner i samsvar med alle tekniske krav fra produsenter, så vel som i strengt samsvar med teknologien for reparasjon av motordeler. Motoren er hovedenheten til ethvert kjøretøy, og reparasjonen av den bør behandles så ansvarlig som mulig.

Vi bemerker igjen: sylinderhodet til enhver motor er et ekstremt komplekst kompleks, bestående av mange mekanismer og sammenstillinger. Og hvert trinn der motorens sylinderhode repareres, alle typer arbeid, inkludert reparasjon av seter, bør overlates til høyt kvalifiserte spesialister.

Lapping av ventiler

Ventilene er overlappet for å oppnå maksimal kompresjon. Under denne reparasjonen behandles først avfasningen av ventilen og avfasningen av setet på en spesialisert maskin, deretter, om nødvendig, gnis overflatene med en lapppasta. Kontrollen utføres med en vakuummåler. Denne typen arbeid utføres av vårt spesialiserte senter MotorIntekh LLC.

Naturligvis er det mye mer lønnsomt å bytte en ventil eller reparere seter enn å kjøpe et nytt sylinderhode (det finnes unntak). Det er mye lettere å overlate dette arbeidet til spesialister enn å fordype seg i vanskelighetene ved å velge en lappingpasta og kjøpe spesielle verktøysett som er nødvendige for profesjonell lapping.

Vårt firma kan tilby deg følgende tjenester:

• reparasjon eller utskifting av saler;
• motor sylinderhode reparasjon;
• sylinderhodet trykktesting;
• utvalg av foringer;
• akselretting og mange andre arbeider.

Lapping utføres på det fjernede sylinderhodet. Det er like viktig å kontrollere effektiviteten av slipingen. Ta kontakt med oss ​​for å få dine ventiler lappet profesjonelt og effektivt.

Oppfinnelsen angår pulvermetallurgi, spesielt jernbaserte sintrede legeringer. Kan brukes til å lage ventilseteinnsatser for forbrenningsmotorer. Et sinterherdbart pulvermateriale for en foer oppnådd fra en blanding som inneholder 75-90 vekt% av et sinterherdbart pulver basert på jern forhåndslegert med 2-5 vekt% nikkel, verktøystål pulver og et fast smøremiddel. Samtidig blir kobber introdusert i det ved impregnering under sintring. EFFEKT: økt termisk slitestyrke, forbedret bearbeidbarhet. 4 n. og 24 z.p. fly, 2 tab.

State of the art

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt jernbaserte sintrede legeringssammensetninger brukt for fremstilling av ventilinnsatser for forbrenningsmotorer. Ventilseteinnsatser (VSI) fungerer i ekstremt korrosive miljøer. Legeringer som brukes i produksjonen av ventilseteinnsatser krever motstand mot slitasje og/eller adhesjon forårsaket av overflaten av ventilsetets sammenfallende deler, motstand mot mykning og brudd på grunn av høye driftstemperaturer, og motstand mot korrosjonsindusert nedbrytning forårsaket av forbrenningsprodukter.

Ventilseteinnsatser bearbeides etter at de er satt inn i sylinderhodet. Kostnaden for maskinering av ventilseteinnsatser er en stor del av alle sylinderhodets maskineringskostnader. Dette utgjør et stort problem i utviklingen av ventilseteinnsatslegeringer, siden de harde materialfasene som gjør legeringen slitasjebestandig også forårsaker betydelig slitasje på skjæreverktøy under bearbeiding.

Sintrede legeringer har erstattet støpte legeringer i ventilseteinnsatser i de fleste personbilmotorer. Pulvermetallurgi (pressing og sintring) er en veldig attraktiv metode for å produsere VSI på grunn av fleksibiliteten til denne metoden i sammensetningen av legeringer, som tillater sameksistens av svært forskjellige faser, som karbider, myk ferritt eller perlittfaser, hard martensitt, Cu-rik fase, etc. .d., samt muligheten for å få et produkt nær ønsket form, noe som reduserer kostnadene for maskinering.

Sintrede legeringer for ventilseteinnsatser har dukket opp som et resultat av behovet for høyere effekttetthet i forbrenningsmotorer, noe som innebærer høyere termisk og mekanisk belastning, alternativt drivstoff for å redusere utslipp og forlenge motorens levetid. Slike sintrede legeringer er hovedsakelig av fire typer:

1) 100 % verktøystål,

2) en matrise av rent jern eller lavlegert jern med tilsetning av fastfasepartikler for å forbedre slitestyrken,

3) høykarbonstål med høyt krominnhold (>10 vekt%), og

4) legeringer basert på Co og Ni.

Disse materialene oppfyller de fleste krav til holdbarhet (motstand). Men alle er vanskelige å bearbeide, til tross for bruk av et stort antall tilsetningsstoffer som letter maskinering.

Type 1, 2 og 3 er høykarbidmaterialer. US Pat. eksosventiler.

Å øke mengden og størrelsen på karbidpartikler i legeringen, samtidig som holdbarheten (hardheten) forbedres, er skadelig for bearbeidingen (komprimerbarhet og grønn sandstyrke) og bearbeidbarheten til ferdige ventilseteinnsatser. I tillegg reduseres styrken til det sintrede produktet betydelig når karbidpartikler eller store harde partikler er tilstede.

US-patent nr. 6 139 598 beskriver et ventilseteinnsatsmateriale med en god kombinasjon av komprimerbarhet, høytemperaturslitasjemotstand og bearbeidbarhet. Blandingen som brukes for å oppnå et slikt materiale er en kompleks blanding av stålpulver som inneholder Cr og Ni (>20 % Cr og<10% Ni), порошка Ni, Cu, порошка ферросплава, порошка инструментальной стали и порошка твердой смазки. Несмотря на то что такой материал может обеспечить значительное улучшение прессуемости и износостойкости, большое количество легирующих элементов определяет высокую стоимость материала (Ni, инструментальная сталь, обогащеннный Cr стальной порошок, ферросплавы).

US patent nr. 6 082 317 beskriver et ventilseteinnsatsmateriale hvor koboltbaserte faste stoffer er dispergert i en jernbasert legeringsmatrise. Sammenlignet med tradisjonelle faste stoffer (karbider), er koboltbaserte faste stoffer hevdet å være mindre slitende, noe som resulterer i mindre ventilslitasje. Et slikt materiale sies å være egnet for de bruksområder hvor direkte kontakt mellom metalloverflatene til ventilen og ventilsetet er nødvendig, slik som i forbrenningsmotorer. Selv om koboltlegeringer viser en god balanse mellom egenskaper, gjør prisen på Co disse legeringene ekstremt dyre for bilapplikasjoner.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse tar sikte på å overvinne ulempene nevnt ovenfor ved å tilveiebringe en komprimert og sintret legering med utmerket bearbeidbarhet og høy temperatur- og slitestyrke.

Den foreliggende oppfinnelse løser problemet med maskinering ved å tilveiebringe en unik kombinasjon av høystyrke, lavkarbon martensittisk matrise, finfordelte karbider, maskineringshjelpemidler og et "nettverk" av Cu-rik porefyllingsfase. Mengden harde partikler dispergert i den harde martensittiske matrisen er relativt liten, noe som reduserer kostnadene for legeringen.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse har den sinterherdende legeringen en matrise som inneholder: 2-5 vekt% Cr; 0-3 vekt% Mo; 0-2 vekt% Ni, resten er Fe, som fortrinnsvis er fullstendig forhåndslegert med disse grunnstoffene. For å forbedre slitestyrken og temperaturmotstanden tilsettes 5-25 vekt% verktøystål og minst ett av maskineringshjelpemidlene valgt fra gruppen MnS, CaF 2 eller MoS 2 i en mengde på 1-5 vekt%. For å forbedre den termiske ledningsevnen betydelig, fylles porene med Cu-legering i en mengde på 10-25 vekt-%, tilsatt ved impregnering av kompakten under sintring. Kobberimpregnering forbedrer også bearbeidbarheten til legeringen.

For en bedre forståelse av den foreliggende oppfinnelse er det følgende hovedegenskapene sammenlignet med egenskapene til et typisk tidligere ventilseteinnsatsmateriale. Sammensetningen av pulverblandingen (sammensetningen) for eksemplariske materialer er presentert i tabell 1, og egenskapene er presentert i tabell 2.

I tabell 1 er Fe basispulveret som brukes i blandingen, som enten er rent jernpulver eller legert stålpulver. Verktøystålpulveret er den andre komponenten i blandingen og ble innført i blandingen som verktøystålpulver av typen M2 eller M3/2. Cu tilsettes ved å impregnere kompakten under sintringsprosessen; grafitt og et fast smøremiddel tilsettes blandingen som pulveriserte elementer.

Alle pulvere blandes med et fordampbart smøremiddel, presses til 6,8 g/cm 3 og sintres ved 1120°C (2050°F). Varmebehandling utføres etter sintring ved herding i luft eller i nitrogenatmosfære ved 550°C.

Etter bearbeiding ble de kritiske egenskapene bestemt på typiske prøver av hver legering. Bearbeidbarheten ble bestemt ved å lage ansiktssnitt og dykkskjæring for 2000 ventilseteinnsatser laget av eksemplariske materialer. Verktøyslitasje ble målt etter hvert femti kutt. En slitasjegraf ble plottet mot antall hakk og en lineær regresjonsanalyse ble utført. Helningen til regresjonslinjen indikerer slitasjehastigheten og ble brukt som et mål på bearbeidbarhet. I tillegg, på slutten av hver maskinbarhetstest, ble dybden av hakket på plug-in-setet målt langs sidekantene av hakket. Dybden på hakkene ble også brukt som en indikator på bearbeidbarheten til de testede materialene.

Måling av slitestyrke ved høye temperaturer ble utført i anordningen for testing av slitasje under forhold med høy temperaturglidning. Polerte rektangulære stenger laget av de testede materialene ble festet og sikret at aluminiumoksidkulen gled i begge retninger over den polerte glatte overflaten til prøvene. Testprøvene ble holdt under testen ved en temperatur på 450°C. Dybden på ripene var en indikator på slitestyrken til prøven under disse forholdene.

Høy temperatur hardhet ble målt ved forskjellige prøvetemperaturer, registrert minst fem avlesninger ved samme temperatur og gjennomsnitt av resultatene.

Verdiene for termisk ledningsevne ble beregnet ved å multiplisere de målte verdiene av spesifikk varmekapasitet, termisk diffusivitet og tetthet ved en gitt temperatur.

Tabell 2 viser alle egenskapene til det nye materialet sammenlignet med eksisterende ventilseteinnsatsmaterialer som inneholder fem ganger så mye verktøystål. Materialet ifølge den foreliggende oppfinnelse ("ny legering") er 2,5 til 3,7 ganger bedre maskinert enn eksemplariske materialer med samme høytemperaturslitasjemotstand og sammenlignbare høytemperaturhardhet.

Gitt at den maksimale forventede driftstemperaturen for ventilseteinnsatser er ca. 350°C, viser resultatene i tabell 2 tydelig at det nye materialet vil yte bedre enn ventilsetemateriale B og nesten like godt som ventilsetemateriale A, samtidig som det viser betydelig bedre bearbeidbarhet enn materiale A. Den kombinerte effekten av bearbeidbarhet, kostnad, termisk ledningsevne og slitestyrke gjør dette materialet til en ideell erstatning for dyre motormaterialer som ventilseteinnsatser.

Det er åpenbart at forskjellige modifikasjoner og variasjoner av den foreliggende oppfinnelse er mulig, tatt i betraktning de ovennevnte indikasjonene. Derfor skal det forstås at innenfor rammen av de vedlagte kravene, kan den foreliggende oppfinnelse praktiseres på annen måte enn det som er spesifikt beskrevet. Oppfinnelsen er definert av kravene.

KRAV

1. Et sinterherdbart pulvermateriale for en fofra en blanding som inneholder jernbasert pulver, verktøystålpulver, et fast smøremiddel og kobber, karakterisert ved at det er oppnådd fra en blanding som inneholder 75-90 vekt Herdbar under sintring pulver basert på jern, forhåndslegert 2-5 vekt% krom, opptil 3 vekt% molybden og opptil 2 vekt% nikkel, og kobber innført ved impregnering under sintring.

2. Materiale ifølge krav 1, karakterisert ved at blandingen inneholder fra 5 til 25 vekt% verktøystålpulver.

3. Materiale ifølge krav 1, karakterisert ved at verktøystålet er valgt fra gruppen bestående av M2 og M3/2 verktøystål.

4. Materiale ifølge krav 3, karakterisert ved at verktøystålet er M2-stål.

5. Materiale ifølge krav 1, karakterisert ved at kobber innføres i det i en mengde på 10-25 vekt% av blandingens masse.

6. Materiale ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder 89 vekt% jernbasert pulver.

7. Materialet ifølge krav 2, karakterisert ved at det inneholder 8 vekt% pulver M2 verktøystål.

8. Materiale ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder 3 vekt% fast smøremiddel.

9. Materiale ifølge krav 5, karakterisert ved at det innføres kobber i en mengde på 20 vekt-% av blandingens masse.

10. Materialet ifølge krav 1, karakterisert ved at det er oppnådd fra en blanding inneholdende, vekt%:

og kobber innføres i en mengde på 20 vekt-% av blandingen.

11. Sintret pulvermateriale for en fomed forbedret bearbeidbarhet, slitestyrke og høy varmeledningsevne, oppnådd fra en blanding som inneholder kromlegert jernbasert pulver, verktøystålpulver, fast smøremiddel og kobber, karakterisert ved at det er oppnådd fra en blanding som inneholder et sinterherdbart jernbasert pulver forhåndslegert med 2-5 vekt% krom, opptil 3 vekt% molybden og opptil 2 vekt% nikkel, og kobber innføres ved impregnering under sintring .

12. Sintret materiale ifølge krav 11, karakterisert ved at det etter sintring i en ovn uten akselerert avkjøling har en martensittisk mikrostruktur.

13. Sintret legeme ifølge krav 11, karakterisert ved at det inneholder 5-25 vekt% verktøystålpulver.

14. Sintret materiale ifølge krav 11, karakterisert ved at kobber innføres i det i en mengde på 10-25 vekt% av blandingens masse.

15. En sintret ventilseteinnsats for en forbrenningsmotor med forbedret bearbeidbarhet, slitestyrke og høy varmeledningsevne, med en matrise oppnådd ved sintring av en blanding som inkluderer jernbasert krompulver, verktøystålpulver, et fast smøremiddel og som inneholder kobber, karakterisert ved ved at matrisen oppnås ved sintring av en blanding inneholdende et sinterherdbart pulver basert på jern, forhåndsblandet med eller legert med 2-5 vekt% krom, inntil 3 vekt% molybden og inntil 2 vekt%. % nikkel og kobber innført ved impregnering under sintring.

16. Sintret ventilseteinnsats ifølge krav 15, karakterisert ved at den etter sintring uten akselerert avkjøling har en fullstendig martensittisk mikrostruktur.

17. Sintret ventilseteinnsats ifølge krav 15, karakterisert ved at den inneholder en matrise oppnådd fra en blanding inneholdende 5-25 vekt% verktøystålpulver.

18. Sintret ventilseteinnsats ifølge krav 17, karakterisert ved at blandingen inneholder M2 verktøystålpulver som verktøystålpulver.

19. Sintret ventilseteinnsats ifølge krav 17, karakterisert ved at den inneholder en matrise oppnådd fra en blanding inneholdende 8 vekt-% verktøystålpulver.

20. Sintret ventilseteinnsats ifølge krav 17, karakterisert ved at den inneholder en matrise oppnådd fra en blanding inneholdende 1-5 vekt% fast smøremiddel, som representerer minst ett stoff valgt fra gruppen MnS, CaF2, MoS2.

21. Sintret ventilseteinnsats ifølge krav 20, karakterisert ved at matrisen er oppnådd fra en blanding inneholdende 3 vekt% fast smøremiddel.

22. Ventilsete med sintret innsats ifølge krav 15, karakterisert ved at matrisen er impregnert med kobber i en mengde på 10-25 vekt% av blandingens masse.

23. Ventilsete med sintret innsats ifølge krav 22, karakterisert ved at matrisen er impregnert med kobber i en mengde på 20 vekt-% av blandingen.

24. En metode for fremstilling av en ventilseteinnsats for forbrenningsmotorer med forbedret bearbeidbarhet, slitestyrke og høy varmeledningsevne, inkludert fremstilling av en blanding som inneholder sinterherdet og kromlegert jernbasert pulver, verktøystålpulver og fast smøremiddel , pressing, sintring og kobberimpregnering, karakterisert ved at det ved fremstilling av blandingen brukes et jernbasert pulver herdet under sintring, forhåndslegert med 2-5 vekt% krom, opptil 3 vekt% molybden og oppover til 2 vekt% nikkel, og impregnering med kobber utføres samtidig med sintring.

25. Fremgangsmåten ifølge krav 24, karakterisert ved at arbeidsstykket etter sintring avkjøles uten bråkjøling, slik at det oppnås en fullstendig martensittisk struktur.

26. Fremgangsmåten ifølge krav 24, karakterisert ved at det fremstilles en blanding inneholdende 5-25 vekt% verktøystålpulver.

27. Fremgangsmåten ifølge krav 24, karakterisert ved at under sintringen impregneres pressmassen med kobber i en mengde på 10-25 vekt% av blandingens masse.

28. Fremgangsmåten ifølge krav 24, karakterisert ved at det fremstilles en blanding inneholdende, vekt%:

og under sintring impregneres pressmassen med kobber i en mengde på 20 vekt-% av blandingen.