선박용 디젤 밸브의 표면 처리. 내연 기관의 주철 실린더 헤드용 밸브 시트를 제조 또는 전기 아크 용접으로 복원하는 동안 얻는 방법 내연 기관용 밸브 시트용 재료

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이 기사는 가스 모터 연료로 작동하는 내연 기관의 밸브 시트에 오스테나이트 망간 주철을 사용해야 하는 필요성과 편리성에 대해 논의합니다. 자동차의 내연기관용으로 양산되는 밸브 시트, 시트 부품 제조에 가장 많이 사용되는 합금, 이들의 단점, 작동에 사용되는 합금의 불완전성, 부품의 수명이 짧은 이유에 대한 정보가 제공됩니다. 유형이 설명되어 있습니다. 이 문제에 대한 해결책으로 오스테나이트 망간 주철을 사용하는 것이 제안되었습니다. 망간 주철의 특성에 대한 다년간의 연구를 바탕으로 가스 모터 연료를 사용하는 자동차 엔진용 밸브 시트 제조에 이 합금을 사용하는 것이 제안되었습니다. 제안된 합금이 가지고 있는 주요 특성이 고려됩니다. 연구 결과는 긍정적이며 새로운 안장의 자원은 연속 안장보다 2.5 ... 3.3 배 더 깁니다.

실린더 헤드

공급 시스템

입다

부품 리소스

천연 가스 모터 연료

아이스카

1. 비노그라도프 V.N. 가스 필드 장비 부품용 불안정한 오스테나이트를 함유한 내마모성 강 / V.N. 비노그라도프, L.S. Livshit, S.N. 플라토노프 // Vestnik mashinostroeniya. - 1982. - 1번. - S. 26-29.

2. 리트비노프 VS. 망간 오스테나이트 경화의 물리적 성질 / V.S. 리트비노프, S.D. Karakishev // 금속의 열처리 및 물리학: interuniversity coll. - 스베르들로프스크, UPI. - 1979. - 5번. - S. 81-88.

3. 마슬렌코프 S.B. 고온용 강철 및 합금. 참고서: 2권 / S.B. Maslenkov, E.A. 마슬렌코프. - M. : 야금, 1991. - T. 1. - 328 p.

4. 스탄체프 D.I. 산림 기계의 마찰 장치 부품에 특수 오스테나이트 망간 주철 사용에 대한 전망 / D.I. 스탄체프, D.A. Popov // 산림 단지 개발의 실제 문제 : VSTU의 국제 과학 기술 회의 자료. - 볼로그다, 2007. - S. 109-111.

5. 엔지니어링 기술. 품질 회복 및 기계 부품 조립 / V.P. Smolentsev, G.A. 수코초프, A.I. 볼디레프, E.V. 스몰렌체프, A.V. 본다르, V.Yu. 스클로킨. - Voronezh: Voronezh State 출판사. 저것들. 운타, 2008. - 303 p.

소개. 내연 기관용 연료로 가스 모터 연료를 사용하는 것은 이중 연료 전원 시스템에서 차량을 효율적으로 작동하는 것이 불가능한 여러 기술 문제와 관련이 있습니다. 가장 시급한 문제 중 하나 기술 운영가스 모터 연료로 작동하는 차량은 인터페이스 "시트 밸브"의 리소스가 적습니다.

시트 손상에 대한 분석을 통해 발생 원인, 즉 작동 중 마찰 쌍의 맞춤 저하로 인한 소성 변형 및 가스 침식을 확인할 수 있습니다. 그림 1과 2는 가스 연료로 작동할 때 시트와 밸브의 주요 특성 손상을 보여줍니다.

일반적으로 가솔린 엔진의 경우 밸브 시트는 GOST 1412-85에 따른 회주철 등급 SCH25, SCH15 또는 GOST 4543-71에 따른 탄소강 및 합금강 30 HGS로 만들어지며 인터페이스 전체에 걸쳐 만족스러운 작동 신뢰성과 내구성을 제공합니다. 보장된 엔진 수명. 그러나 내연기관용 이중 연료 전원 공급 시스템으로 전환하면 인터페이스 리소스가 급격히 감소하며 다양한 추정에 따르면 20,000-50,000,000km 후에 블록 헤드의 수리가 필요합니다. 인터페이스 자원이 감소하는 이유는 크랭크 샤프트 속도가 높은 작동 모드에서 가스 - 공기 혼합물의 낮은 연소율과 결과적으로 시트 금속의 상당한 가열, 강도 손실 및 추가 변형 때문입니다. 밸브와의 상호 작용.

따라서 시트 밸브 인터페이스의 보장된 서비스 수명을 보장하기 위해 가스 모터 연료를 사용할 때 재료는 높은 내마찰 특성뿐만 아니라 증가된 내열성도 요구합니다.

공부의 목적. 연구 결과. 이 연구의 목적은 밸브 시트 제조에 망간 오스테나이트 주철을 사용하는 가능성을 입증하는 것입니다. 페라이트 - 펄라이트 및 펄라이트 클래스의 강철 및 주철은 내열성이 다르지 않으며 700ºC 이상의 온도에서 작동하는 부품에는 사용되지 않는 것으로 알려져 있습니다. 극한 조건에서의 작업을 위해 약 900ºC의 작동 온도, 특히 구조에 최소량의 유리 흑연이 있는 내열 오스테나이트 주철이 사용됩니다. 이러한 합금에는 오스테나이트 망간 주철이 포함되며, 결합 베이스는 카바이드 개재물 및 미세 라멜라 흑연을 포함하는 오스테나이트입니다. 전통적으로 이러한 주철은 AChS-5 브랜드의 마찰 방지 주철로 사용되며 플레인 베어링에 사용됩니다.

망간 주철에 대한 장기간의 연구는 합금을 수정하고 생산 기술을 개선하여 합금의 특성을 개선함으로써 달성된 이 재료의 가치 있는 품질을 밝혀냈습니다. 수행된 작업 과정에서 합금의 망간 농도가 상 조성에 미치는 영향 및 작동 속성오스테나이트 주철. 이를 위해 일련의 용융물이 만들어졌는데, 여기서 망간 함량만 4단계로 변하고 나머지 성분의 조성, 제련 조건 및 방식은 일정했습니다. 얻어진 주철의 미세조직, 상조성 및 특성을 표 1에 나타내었다.

표 1 - 주조 상태에서 망간 주철의 구조적 구성 및 기계적 특성에 대한 망간 농도의 영향

	미세구조 (에칭 부분)		경도	미세 경도, 10 ∙ MPa
				오스테나이트	마르텐사이트
	오스테나이트-마르텐사이트 혼합물, 마르텐사이트, 중간 및 작은 크기의 탄화물. 마르텐사이트가 우세합니다. 크기가 큰 라멜라 흑연
	오스테나이트, 오스테나이트-마르텐사이트 혼합물, 탄화물, 미세 흑연. 오스테나이트의 우세
	오스테나이트, 소량의 마르텐사이트, 카바이드 네트워크, 미세 흑연. 오스테나이트의 우세
	오스테나이트, 중요한 큰 탄화물의 양, 고르지 않게 분포된 고립된 ledburite 필드

미세구조에 대한 연구 결과, 주철의 망간 함량이 증가함에 따라 상 성분의 비율이 변화하는 것으로 나타났습니다(그림 3): 철의 알파상에 대한 감마상의 비율이 증가합니다 , 탄화물상(Fe3C, Mn3C, Cr3C2)의 양이 증가하고 흑연의 양이 감소한다.

X선 연구 결과 망간 함량이 증가함에 따라 오스테나이트의 감마상과 마르텐사이트의 알파상(I111/I110)이 차지하는 적분강도 면적의 비율이 각각 단면 표면의 X선 패턴이 증가합니다. 4.5%의 망간 함량으로 I111/I110 = 0.7; 8.2%에서 I111/I110 = 8.5; 10.5%에서 I111/I110 = 17.5; 12.3%에서 I111/I110 = 21.

주철의 물리적 및 기계적 특성에 대한 망간의 영향을 확인하기 위해 특히 건조 마찰 및 제어되지 않는 마찰 가열 조건에서 내마모성에 대한 테스트가 수행되었습니다. 망간 함량이 다른 주철의 마모에 대한 비교 테스트는 1.0 MPa의 특정 압력과 0.4 m/s의 슬라이딩 속도에서 "블록 롤러" 마찰 방식에 따라 SMTs-2 기계에서 수행되었습니다. 테스트 결과는 그림 4에 나와 있습니다.

주철의 망간 함량이 4.5%에서 10.5%로 증가함에 따라 구조에 포함된 오스테나이트의 양이 증가합니다. 주철의 금속 매트릭스에서 오스테나이트의 비율이 증가하면 베이스에서 탄화물 상을 안정적으로 보유할 수 있습니다. 망간 함량이 12% 이상 증가해도 주철의 내마모성은 크게 증가하지 않았습니다. 이 상황은 카바이드 상의 증가(ledeburite의 별도 필드가 관찰됨)가 이러한 마찰 모드에서 재료의 내마모성에 크게 영향을 미치지 않는다는 사실에 의해 설명됩니다.

망간 함량이 다른 실험적 주철을 테스트한 결과에 따르면 10.5% Mn을 함유한 주철이 가장 높은 내마모성을 나타냅니다. 망간 함량은 탄화물 개재물로 균일하게 강화된 비교적 소성인 오스테나이트계 매트릭스에 의해 형성된 마찰 접촉의 관점에서 최적의 구조 생성을 보장합니다.

동시에, 10.5% Mn을 함유한 합금은 형상 및 배열뿐만 아니라 상 성분의 최적 비율이 달랐습니다. 그 구조는 주로 오스테나이트였으며 중소형 불균일 탄화물과 미세하게 분산된 흑연 개재물로 강화되었습니다(그림 5). 다른 망간 농도를 가진 주철 샘플로 수행된 건식 마찰에서의 상대 마모 테스트는 10.5% Mn을 함유한 망간 주철이 4.5% Mn을 함유한 주철보다 2.2배 더 우수한 내마모성을 보여주었습니다.

망간 함량이 10.5% 이상 증가하면 오스테나이트상과 탄화물상의 양이 추가로 증가하지만 탄화물은 별도의 필드 형태로 관찰되었으며 주철의 내마모성은 증가하지 않았다. 이를 기반으로 주철의 화학 조성이 추가 연구 및 테스트를 위해 선택되었습니다. %: 3.7 C; 2.8Si; 10.5Mn; 0.8Cr; 0.35 Cu; 0.75Mo; 0.05B; 0.03S; 0.65p; 0.1Ca.

영향을 연구하기 위해 열처리제안된 화학 조성의 오스테나이트 망간 주철의 구조적 조성 및 특성에 대해 샘플(패드)을 경화시켰다. 샘플의 체적 경화는 1030–1050 °C의 가열 온도와 가열 중 유지 시간: 0.5, 1, 2, 3, 4시간의 흐르는 물에서 수행되었습니다.

체적 경화 후 샘플의 구조에 대한 연구는 가열 온도, 가열 중 노출 시간 및 냉각 속도가 망간 주철의 구조 형성에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었습니다. 일반적인 경우 경화는 거의 완전한 오스테나이트화로 이어져 중간 및 작은 크기의 입자를 얻습니다. 가열은 오스테나이트에서 탄화물의 용해를 보장합니다. 이러한 변형의 완전성은 용광로에서 샘플의 노출 기간이 증가함에 따라 증가합니다. 주물조직에 존재하는 마르텐사이트는 가열과정에서 오스테나이트에 완전히 용해되었고 담금질과정에서 석출되지 않았다. 가열 중 노출 시간에 따라 오스테나이트에 부분적으로 또는 완전히 용해된 탄화물은 냉각 시 다시 방출됩니다. 담금질 후, 주철 구조에서 흑연의 양은 주물 상태에 비해 현저히 줄어듭니다. 경화 주철에서 흑연 개재물의 판은 더 얇고 짧습니다. 담금질 된 망간 주철의 브리넬 경도는 감소하고 인성은 증가하며 가공성이 향상됩니다.

실험용 망간 주철의 최대 내마모성을 제공하는 경화 모드를 결정하기 위해 경화 중 유지 시간이 다른 샘플에 마모를 적용했습니다. 내마모성에 대한 연구는 1.0 MPa의 샘플에 대한 특정 압력과 0.4 m/s의 슬라이딩 속도에서 마찰 기계 SMTs-2에서 수행되었습니다.

시험 결과, 담금질 온도에서 유지 시간을 2·3.6·103초로 늘리면 망간 주철의 상대 내마모성이 증가하고 그 후에도 내마모성은 변하지 않는 것으로 나타났습니다. 이 시험은 2∙3.6∙103초 동안 유지한 후 담금질하여 얻은 망간 주철의 구조적 조성이 가장 완벽하고 건마찰에서 고성능을 제공할 수 있다는 가정을 확인합니다.

또한 담금질 중 오스테나이트 망간 주철의 경도를 160-170HB로 낮추는 것은 기관차 바퀴를 모사하는 상대체(롤러)의 손상 및 마모에 긍정적인 영향을 미칠 가능성이 높습니다. 이와 관련하여 후속 실험실 및 작동 테스트를 위해 담금질 온도(ACHz)에서 2시간 유지한 후 얻은 주물(ACH1) 및 담금질 상태의 오스테나이트 망간 주철을 사용했습니다.

수행된 연구와 테스트를 바탕으로 개발이 가능했습니다. 특별한 구성망간을 개질하여 얻은 오스테나이트 주철, 건식 마찰 조건(브레이크, 마찰 클러치)에서 높은 내마모성을 특징으로 하며 최대 900ºC의 높은 마찰 가열을 특징으로 합니다("내마모성 주철", RF 특허 번호 2471882 ) . 타이밍의 "시트 밸브"인터페이스의 조건 및 하중 모드에서이 주철 구성을 테스트 한 결과 GOST 1412에 따라 회주철 SCH 25로 만든 안장의 자원을 초과하는 재료의 고성능을 보여주었습니다. -85 및 30 HGS는 GOST 4543-71에 따라 2.5-3, 3배입니다. 이것은 우리가 특히 밸브 시트, 클러치 압력판, 호이스팅 및 운송 기계의 브레이크 드럼 등에 대해 건조 마찰 및 고온 조건에서 사용하기에 유망한 주철을 고려할 수 있도록 합니다.

결론. 따라서 밸브 시트 제조에 오스테나이트 망간 주철을 사용하면 가스 모터 연료로 변환되고 결합된 전원 공급 시스템(가솔린-가스)을 사용하는 엔진의 실린더 헤드 수명이 크게 증가한다는 결론을 내릴 수 있습니다.

검토자:

Astanin V.K., Voronezh 황제 Peter I, Voronezh의 이름을 따서 명명된 Voronezh State Agrarian University의 기술 서비스 및 엔지니어링 기술 학과장, 교수, 기술 과학 박사, 교수.

Sukhochev G.A., 기술 과학 박사, Voronezh State 기계 공학 기술과 교수 기술 대학", 보로네즈.

서지 링크

Popov D.A., Polyakov I.E., Tretyakov A.I. 가스 엔진 연료로 작동하는 아이스 밸브 시트용 오스테나이트 망간 주철의 적용 가능성에 대해 // 현재 이슈과학과 교육. - 2014. - 2번;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=12291(액세스 날짜: 01.02.2020). 출판사 "자연사 아카데미"에서 발행하는 저널을 주목합니다.

본 발명은 내연 기관(ICE)용 밸브의 복원 또는 제조에 사용될 수 있다. 안장 아래 표면을 청소하고 흠집을 감지한 후, 가공. 시트는 시트 아래의 밸브 표면을 아크 용접하여 만듭니다. 니켈의 하위층은 금속이 냉각되지 않는 속도로 증착된 비드를 단조하면서 용접 가스 환경에서 직접 극성의 전류로 짧은 아크로 증착됩니다. 니켈로 증착된 표면의 기계적 처리를 수행합니다. 내열 오스테나이트 강의 작업층은 금속이 냉각되지 않는 속도로 각 비드를 단조하면서 역극성 전류로 소모성 전극으로 용접됩니다. 안장 작업 표면의 최종 가공이 수행됩니다. 이 방법은 내연기관의 작동 중 실린더 헤드에서 시트가 떨어질 가능성을 완전히 제거하고 실린더 헤드의 열피로 강도를 증가시키며 용접된 밸브 시트의 강도 및 내마모성을 증가시킬 수 있습니다. . 4 병.

RF 특허 2448825에 대한 도면

물질: 본 발명은 내연 기관(ICE), 즉 ICE 실린더 헤드의 밸브 시트에 관한 것입니다.

현대식 수송 내연 기관은 높은 리터 출력이 특징입니다. 리터 출력의 증가는 주로 주기적 연료 공급을 증가시켜 평균 유효 압력을 증가시킴으로써 달성됩니다. 동시에 필연적으로 증가 할 것입니다. 열 부하연소실을 구성하는 부품, 특히 피스톤, 실린더 헤드 및 밸브에 영향을 미치며 더 이상의 출력 증가를 제한하는 것은 성능입니다.

실린더 헤드는 설계가 가장 복잡하고 엔진에서 열 부하가 가장 큰 부분입니다. 설계의 복잡성으로 인해 개별 요소의 열 부하가 크게 불균일합니다. 근로조건도 열악하기 때문에 실린더 헤드는 자유 열팽창 가능성이 없습니다.

실린더 헤드의 가장 흔한 작동 결함은 밸브 시트 고장입니다. 내면, 작업 표면의 치명적인 마모, 파괴 및 손실.

현대의 국내외 엔진에서 밸브 시트는 플러그인이다[p.249-250. 오를린, A.S. 왕복엔진 및 복합엔진의 설계 및 강도계산 / A.S. Orlin, M.G. Kruglov, D.N. Vyrubov 및 기타 - M.: Mashinostroenie, 1984. - 384 p.]. 시트는 상대적인 억지 끼워맞춤으로 실린더 헤드의 시트에 압착되거나 냉각되어 삽입됩니다. 실린더 헤드에 억지 끼워맞춤으로 밸브 시트를 누르는 방법이 가장 일반적입니다. 이 경우 헤드 소켓에서 시트가 떨어질 가능성이 있는 한 가지 중요한 단점에 유의해야 합니다.

밸브 시트가 떨어져 수리 중에 교체되는 경우 필요한 간섭을 보장하기 위해 더 큰 직경의 시트를 설치해야 하며 이를 위해 실린더 헤드의 입구 및 출구 채널의 직경을 구멍으로 뚫어야 합니다. 더 큰 직경은 헤드 실린더의 가장 부하가 큰 영역인 인터벌 점퍼의 크기를 감소시킵니다.

또한 상당한 응력으로 인한 압착에는 거대한 시트 제조가 포함된다는 점에 유의해야 합니다.

선박, 기관차 및 대형 고정식 디젤 엔진에는 밸브 구멍에 플러그인 시트가 장착되지 않은 주철 실린더 헤드가 사용됩니다 [Voznitsky, I.V. 선박용 내연기관. / I.V. Voznitsky, N.G. Chernyavskaya, E.G. Mikheev. - M.: Transport, 1979. - 413 p.], [Rzhepetsky, K.L. 선박용 내연기관. / K.L. Rzhepetsky, E.A. Sudareva. - L .: 조선, 1984. - 168 p.]. 따라서 구멍의 마모 한계에 도달하면 헤드를 고철로 보내거나 구멍을 뚫고 삽입 안장을 눌러 넣어야 합니다. 이 두 옵션 모두 최적이 아닙니다.

첫 번째 경우에는 여전히 완전히 작동하는 실린더 헤드가 손실되고 값비싼 새 부품을 구입해야 합니다.

두 번째 경우, 시트 설치를 위한 실린더 헤드의 보링 구멍은 바닥에서 가장 열적으로, 기계적으로 부하가 많이 걸리는 영역에서 단면적 감소로 이어져 웹 사이의 간격을 따라 열 피로 균열이 형성됩니다. 밸브 및 노즐용 구멍. 또한 디젤 엔진 작동 중에 삽입 된 좌석에서 떨어질 가능성을 배제 할 수 없습니다.

따라서, 본 발명의 목적은 내연기관의 주철 실린더 헤드를 제조하거나 아크 용접으로 복원하는 동안 밸브 시트를 얻는 방법을 만드는 것입니다. 제안된 제조 또는 복원 방법은 밸브 시트가 실린더 헤드에 눌려질 때 발생하는 위의 단점을 제거하고 실린더 헤드를 작동 용량으로 복원하는 문제를 최적으로 해결할 것입니다. 또한 제안된 방법을 사용할 경우 시트 이탈 가능성을 완전히 배제하고 실린더 헤드의 열피로강도를 높인다.

이 작업은 내연 기관의 주철 실린더 헤드 밸브 시트의 제조 또는 복원에서 전기 아크 표면 처리 방법이 사용되어 시트 작업 표면의 새로운 특성을 선택하여 제공한다는 사실에 의해 달성됩니다. 표면 처리를 위한 다른 강철. 또한 실린더 헤드는 향후 유지 보수가 더 쉬워집니다.

내연 기관의 주철 실린더 헤드용 밸브 시트를 제조하거나 복원하는 동안 시트 아래의 표면 청소, 결함 감지, 시트의 가공 및 제조를 포함하는 제조 방법은 전기 아크 표면 처리에 의해 수행됩니다. 용접 환경 가스에서 금속이 냉각되는 것을 허용하지 않는 속도로 용착된 비드-용접을 단조하고, 용착된 표면의 기계적 처리와 함께 직접 극성의 짧은 아크 전류를 갖는 상기 표면 니켈로 작업층을 표면 처리한 다음 금속이 냉각되지 않는 속도로 각 비드 용접부를 단조하여 역극성의 소모성 전극 전류를 사용하여 내열 오스테나이트계 강으로 작업층을 표면 처리하고 작업 표면의 최종 가공 안장.

그림 1, 2, 3, 4는 제조 또는 복원 중에 내연 기관의 주철 실린더 헤드의 밸브 시트를 얻는 작업에 대한 다이어그램을 보여줍니다.

내연 기관의 주철 실린더 헤드의 밸브 시트를 제조 또는 복원하는 동안 얻는 방법은 시트 2(그림 1)를 눌러 표면을 위해 실린더 헤드 1을 준비하고, 밸브 시트의 시트 표면 3을 청소, 천공하는 것으로 구성됩니다. 그림 2에 따라 니켈 하위층을 표면 처리하고 밸브 시트에 인접한 표면을 금속 브러시로 금속 광택으로 청소하기 위한 것입니다.

회주철의 열악한 기술 용접성은 다음과 같은 결함으로 이어집니다. 어떤 형태로든 시멘타이트 분비물이 있는 영역의 출현. 냉각 영역의 높은 경도로 인해 절삭 공구로 주철을 가공하는 것이 사실상 불가능합니다. 니켈 하위층의 표면 처리는 이러한 영역의 형성을 제거합니다.

금속 망치의 가벼운 타격으로 금속이 냉각되지 않는 속도로 각 비드 솔기를 단조하면서 용접 가스 환경에서 직접 극성의 전류에서 짧은 호로 하위층의 표면을 표면화합니다. 소모품- PANCH 용접 와이어 포함: Cu - 2.3-3%, Mn - 5-6%, Fe - 최대 2%, Ni - 나머지. 불순물 이하: Si - 0.3%, C - 0.3%, 용접 가스(Ar 80%, CO 2 20%).

표면 처리 후 그림 3에 따라 밸브 시트의 안착면 4에 구멍을 뚫습니다.

다음으로 밸브 시트의 작업 표면은 소모성 전극인 내열 오스테나이트 강으로 표면 처리됩니다(표면 재료 선택은 높은 연성, 강도, 내식성 및 작업 중 열심히 작업할 수 있는 능력과 같은 특성의 고유한 조합으로 인한 것입니다. 시트에 앉았을 때 밸브 쇼크의 영향으로 작동). 용접하기 전에 전극을 330-350°C의 온도에서 1시간 동안 굽는 것이 필요합니다. 작업 층의 표면 처리는 금속이 냉각되지 않는 속도로 각 비드 솔기를 단조하여 역 극성의 전류에서 수행됩니다. 그 후, 도 4에 따라 밸브 시트의 안착면(5)의 최종 가공을 수행하는 것이 가능하다.

주장하다

내연기관의 주철 실린더 헤드용 밸브 시트의 제조 또는 복원하는 동안 시트 아래의 표면 청소, 흠집 감지, 기계 가공 및 시트 제조를 포함하는 시트의 제조 방법에 있어서, 시트는 전동식으로 제조되는 것을 특징으로 한다. 시트 아래 밸브 표면의 아크 표면화, 금속이 냉각되는 것을 허용하지 않는 속도로 증착된 비드를 단조하여 용접 가스 환경에서 니켈의 하위층이 직접 극성의 짧은 아크 전류로 융합되는 동안 가공 니켈 증착 표면이 수행 된 다음 금속이 냉각되지 않는 속도로 각 비드를 단조하여 역 극성의 소모성 전극 전류로 내열 오스테 나이트 강 작업층을 증착하고 운반합니다. 안장 작업 표면의 최종 가공.

용접된 모따기가 있는 밸브 플레이트. 밸브 디스크를 복원하는 기술 프로세스.

밸브.자동 트랙터 엔진의 밸브 자원은 주로 모따기의 마모에 의해 제한되며, 그 결과 밸브의 시트 모따기 연결에서 실린더 헤드 표면에 대한 플레이트의 침지 깊이가 증가합니다 , 엔진의 경제적 성능 저하로 이어집니다 : 출력 감소, 연료 소비 증가, 오일 등. 모따기는 일반적으로 연삭으로 복원됩니다. 공칭 값보다 작은 크기로 마모된 경우 밸브를 새 것으로 교체하거나 복원해야 합니다.

밸브 모따기의 빠른 마모는 작동 중에 화학적 및 열적 영향에 노출되고 막대를 통하는 것보다 모따기를 통해 3-5배 더 많은 열이 제거된다는 사실로 설명됩니다. 수리를 위해 들어오는 엔진의 거의 모든 밸브는 플레이트의 모따기를 따라 마모됩니다.

새로 제작된 밸브의 모따기 강도를 높이는 데 있어 압축 아크 표면 처리 방법은 그 자체로 잘 입증되었습니다. 직접적인 행동 PWI가 개발한 U-151 설비에서. E. O. 패튼. 주조 링이 공작물에 배치되고 압축된 호와 융합됩니다. 마모된 밸브를 표면 처리하기 위해 이 방법의 경험을 이전하려는 시도는 긍정적인 결과를 제공하지 않았습니다. 이는 밸브 디스크의 원통형 벨트 높이가 마모로 인해 0.4-0.1mm로 감소한다는 사실과 밸브 헤드와 적용된 필러 링의 불균일한 가열로 인해 얇은 챔퍼 모서리가 표면화되기 때문입니다. 어렵습니다: 굽기가 발생합니다.

밸브를 복원하는 효과적인 방법은 마모된 모따기에 내열성 분말 경질 합금을 공급하여 플라즈마 표면 처리하는 방법입니다. 이를 위해 PWI im. E. O. Paton은 OKS-1192 설비를 개발했습니다. 설치는 VSKHIZO가 설계한 플라즈마 토치인 안정기 가변 저항기 RB-300이 완비된 반자동 표면 처리 기계로 구성됩니다.

OKS-1192 설치의 기술적 특성

용접 밸브 유형(판 직경), mm 30-70

생산성, 조각/시간< 100

가스 소비량, l/min:

플라즈마 형성<3

보호 및 운송<12

냉각수 소비량, l/min >4

분말 공급기 용량, m 3 0.005

전력, kW 6

전체 치수, mm:

설치 610X660X1980

제어 캐비닛 780X450X770

산업 설비가 없는 경우 밸브를 복원해야 하는 경우 수리 기업은 그림 4에 표시된 구성표에 따라 선반을 기반으로 하는 별도의 기성품 장치에서 플라즈마 설비를 조립할 수 있습니다. 42. 밸브는 스러스트 베어링과 한 쌍의 베벨 기어를 통해 선반 스핀들로 구동되는 판의 크기에 해당하는 수냉식 구리 몰드에 장착됩니다.

쌀. 42. 밸브의 플라즈마 용접 설치 계획:

1 - 전원 공급 장치; 2 - 스로틀; 3-텅스텐 전극; 4 - 내부 노즐; 5 - 보호 노즐; 6 - 밸브; 7 - 구리 형태; 8, 16 - 베어링; 9 - 설치 본체; 10 - 급수관; 11, 12 - 피팅; 13 - 기본; 14 - 랙; 15, 17 - 오일 씰; 18 - 잠금 나사; 19, 20 - 베벨 기어; 21 - 실린더

OKS-1192 설치의 작동 원리와 수리 업체의 조건에서 조립된 설치는 거의 동일하며 다음과 같이 구성됩니다. 냉각수(급수 네트워크에서), 플라즈마 형성 아르곤 가스(실린더에서), 전기 에너지(전원에서)가 플라즈마 토치에 공급된 후 간접 압축 아크(플라즈마 제트)가 텅스텐 사이에 여기됩니다. 발진기를 사용하여 플라즈마 토치의 전극과 내부 노즐. 그러면 이송가스-아르곤과 함께 분말 공급기에서 버너의 보호 노즐을 통해 회전 밸브의 모따기로 분말이 공급됨과 동시에 밸러스트 가변 저항기를 통해 밸브에 전류가 공급됩니다. 전기 전도성 플라즈마 제트와 밸브 모따기 사이에 압축 아크가 발생하여 밸브 모따기와 용접 분말을 동시에 용융시켜 고품질의 조밀한 층을 형성합니다(그림 43).

쌀. 43. 용접 밸브 디스크

질량이 큰 트랙터 엔진 밸브의 모따기 표면 처리의 경우 권장되는 것 외에도 철 기반 분말 경질 합금 PG-S1, PG-US25에 6% Al을 추가하여 사용할 수도 있습니다.

밸브 표면 처리 재료를 선택할 때 크롬-니켈 합금은 내열성과 내마모성이 더 높지만 철 기반 경질 합금보다 8-10배 비싸고 덜 가공된다는 사실에 따라야 합니다.

밸브 모따기의 플라즈마 용접 모드

전류 강도, A 100-140

전압, V 20-30

가스 소비(아르곤), l/min:

플라즈마 형성 1.5-2

수송(보호) 5-7

표면 처리 속도, cm/s 0.65-0.70

플라즈마 토치에서 밸브 모따기까지의 거리, mm 8-12

레이어 너비, mm 6-7

레이어 높이, mm 2-2.2

침투 깊이, mm 0.08-0.34

합금으로 증착된 층의 경도 HRC:

PG-SR2, PG-SR3 34-46

PG-S1, PG-US25 46-54

기술 과정밸브 디스크 복원에는 세척, 결함 감지, 탄소 퇴적물에서 끝면 및 모따기 청소, 플라즈마 표면 처리, 기계 가공, 제어와 같은 주요 작업이 포함됩니다. 밸브 가공은 다음 순서로 수행됩니다. 밸브 디스크의 끝면을 청소합니다. 외경을 따라 밸브 디스크를 공칭 크기로 갈아서 모따기 디스크를 전처리하십시오. 챔퍼를 공칭 크기로 연마합니다. 처음 세 가지 작업은 초경 인서트가 있는 커터가 있는 선반에서 수행됩니다. 플라즈마 표면 처리 방법을 사용하면 자동차 밸브 플레이트 작업 표면의 내마모성을 새 것의 내마모성에 비해 1.7-2.0 배 증가시킬 수 있습니다.

실린더 헤드의 구멍에 설치되며 밸브를 설치하고 이를 통해 공기-연료 혼합물 및 배기 가스를 증류하도록 설계되었습니다. 부품은 공장에서 실린더 헤드로 눌러집니다.

다음 기능을 수행합니다.

• 구멍 견고성;
• 과도한 열을 실린더 헤드로 전달합니다.
• 메커니즘이 열려 있을 때 필요한 공기 흐름을 제공합니다.

기계적 가공(과거 다수의 가공, 소손, 심한 마모)으로 조임을 복원할 수 없는 경우 밸브 시트의 교체가 필요합니다. 스스로 할 수 있습니다.

다음과 같은 경우 부품이 수리됩니다.

• 판 소진;
• 가이드 부싱 교체 후;
• 적당한 정도의 자연스러운 마모로;
• 플레이트와 링 연결의 견고성을 위반하는 경우.

집에서 닳고 손상된 안장 편집은 커터를 사용하여 수행됩니다. 또한 용접기 또는 강력한 가스 버너, 실린더 헤드 분해 및 분해에 필요한 표준 렌치 세트, 래핑 페이스트 및 드릴이 필요할 수 있습니다.

좌석 교체

교체 절차는 오래된 부품 제거와 새 부품 설치라는 두 가지 중요한 절차로 구성됩니다.

오래된 화분 제거

밸브 시트는 가스 분배 메커니즘이 분해된 분해된 실린더 헤드에서 교체됩니다. 재료가 허용하는 경우 용접기를 사용하여 오래된 링을 제거할 수 있습니다.

절차를 수행하기 위해 밸브 시트 풀러가 만들어집니다. 오래된 불필요한 밸브를 가져 와서 시트의 내경 크기로 판을 가공해야합니다.

그 후, 결과 도구는 2-3mm의 가장자리에 도달하지 않고 2-3 곳에서 용접하여 "고정"되어 시트에 가라 앉습니다. 밸브가 금속 링과 함께 망치로 뒤에서 녹아웃 된 후.

중요한! 용접을 사용하는 절차는 시트의 일부 변형을 초래할 수 있습니다. 이 경우 표준 안장은 고정이 약하여 모터 작동 중에 자발적으로 분해될 수 있습니다. 상점에서 판매되지 않지만 주문 제작되는 증가 된 직경의 링이 필요합니다.

용접할 수 없는 금속으로 만들어진 밸브 시트는 밸브 시트 풀러로 사용할 파이프 조각을 나사로 조여 제거할 수 있습니다. 이를 위해 링의 내부 표면에서 실이 절단됩니다. 적절한 직경의 금속 파이프의 외부 표면에 유사한 나사산이 적용됩니다.

역 위치에서 파이프 끝에 미리 용접 된 오래된 밸브를 가져옵니다. 이 경우 밸브 스템이 의도 된 구멍에 삽입되고 파이프가 나사산에 나사로 고정 된 후 스템을 두드려 요소가 제거됩니다.

새 안장 설치

새 안장 설치 절차를 시작하기 전에 안장 시트를 먼지로 청소합니다. 실린더 헤드 후 100 ° C를 초과하는 온도로 균일하게 가열해야합니다. 이 경우 금속이 팽창하여 링이 눌려질 수 있습니다.

장착할 부품은 액체 질소로 냉각됩니다. 부재시 얼음과 아세톤을 조합하여 금속 온도를 -70 ° C로 낮출 수 있습니다. 부품의 치수는 시트와 링의 직경 차이가 차가운 부품에서 0.05-0.09mm 이하가 되도록 선택됩니다.

밸브 시트는 특수 맨드릴 또는 적절한 직경의 파이프 조각을 사용하여 압착됩니다. 부품은 약간의 노력으로 시트에 맞아야 합니다. 이 경우 링이 기울어지지 않고 세워지는 것이 중요합니다.

실린더 헤드를 눌러 냉각시킨 후 엘리먼트가 시트에 걸려 있는지 확인해야 합니다. 틈이 없고 교체된 요소가 제자리에 단단히 고정되면 교체 절차가 완료된 것으로 간주할 수 있습니다. 다음으로 커터를 사용하여 밸브 시트를 절단해야 합니다.

중요한! 모든 밸브의 판을 교체하는 표준 절차에 따라 상당히 높게 심어집니다. 그러나 일부 전문가는 배기 밸브가 정상 위치보다 약간 더 깊게 위치하도록 모따기를 가공할 것을 권장합니다. 입구 밸브 시트는 원래 위치에 남아 있습니다.

안장 수리

밸브 시트의 수리는 자연스러운 마모와 플레이트가 시트에 헐거워진 상태로 수행됩니다.

링의 형상을 복원하기 위해 필요한 각도를 만들 수 있는 밀링 헤드 세트인 밸브 시트용 커터가 사용됩니다.

롤러는 특수 장비와 함께 사용할 수 있습니다. 그러나 비용이 많이 듭니다. 따라서 집에서는 연장 코드가 있는 래칫 렌치를 사용합니다. 올바르게 가공된 곳의 각도는 30˚, 60˚, 45˚입니다. 밸브 시트를 처리하여 각각을 만드는 작업은 적절한 커터로 수행됩니다.

밸브 시트 연삭은 가열 또는 기타 처리가 필요하지 않습니다. 그루브는 "건조"됩니다. 향후 랩핑 시 전용 랩핑 페이스트를 사용해야 합니다. 최상의 결과를 얻으려면 드릴이 아닌 손으로 새 시트를 래핑하는 것이 좋습니다.

또 다른 수리 유형은 수리 인서트용 시트 홈입니다. 이를 위해 위에서 설명한 알고리즘에 따라 안장을 제거한 다음 특수 절단 도구를 사용하여 안장 아래의 위치를 ​​가공합니다. 수리 부위의 크기는 인서트보다 0.01-0.02cm 작아야합니다. 실린더 헤드를 가열하고 장착 된 요소를 냉각 한 후 설치가 수행됩니다.

자신의 위험과 위험을 감수하면서 적절하게 자신을 지루하게 만들 수 있습니다. 그러나 절차의 복잡성과 요구되는 높은 작업 정확도를 감안할 때 이러한 조작은 자격을 갖춘 자동차 수리점이나 자동차 수리 공장에서 수행하는 것이 가장 좋습니다.

6.10.1 밸브의 플라즈마 용접 .

중속 선박용 디젤 엔진(예: "SULZERA 25")의 배기 밸브는 강철 40X9C2 및 40X10C2M으로 만들어집니다.

향상된 밸브 성능을 보장하기 위해 플레이트의 씰링 벨트는 표면 처리를 통해 경화됩니다. 증착된 금속, HAZ 및 모재의 최적의 특성을 보장하기 위해 자체 플럭싱 분말 PR-N77Kh15SZR2로 자동 플라즈마 표면 처리하는 프로세스가 개발되었습니다. (이전에는 이를 위해 스텔라이트를 사용한 수동 아르곤-아크 표면 처리가 사용되었습니다.)

플라즈마 표면 처리는 다음 모드 매개변수를 사용하여 UPN-303 설치에서 수행됩니다. 직접 극성 아크 전류 100-110A, 아크 전압 35-37V, 분말 소비 2kg/h, 표면 처리 속도 7-8m/h. 분말은 플라즈마로 날아갑니다. 표면 처리는 플라즈마 토치의 가로 진동으로 수행됩니다. 아르곤은 플라즈마 형성, 차폐 및 수송 가스로 사용됩니다. 표면화하기 전에 밸브 디스크는 아세틸렌-산소 화염으로 200-250℃의 온도로 가열됩니다.

에지 준비는 그림 4에 따라 수행됩니다. 1. 용접 밴드 평면의 수평 위치를 보장하기 위해 용접 설비 매니퓰레이터의 밸브 스템은 수직에 대해 30°의 각도로 배치됩니다. 표면 처리는 한 레이어에서 수행됩니다.

표면 처리 후 어닐링은 700 ° C의 온도에서 수행됩니다.

밸브는 모재 HRC 24-25의 요구되는 경도, 증착된 HRC 38-41의 요구되는 증가된 경도 및 HAZ 금속 HRC 36-37의 허용 가능한 경도를 갖습니다.

6.10.2 스텔라이트를 사용한 밸브 용접.

강력한 선박용 디젤 엔진의 밸브도 스텔라이트로 표면을 덮고 있습니다.

소위 스텔라이트(stellite)라고 하는 크롬과 텅스텐을 포함하는 코발트 합금은 뛰어난 성능 특성으로 구별됩니다. 고온에서 경도를 유지할 수 있고 부식 및 침식에 저항할 수 있으며 건조한 금속 대 금속 마찰에서 우수한 내마모성을 갖습니다. 코발트 자체는 내열성이 높지 않으며, 이 특성은 크롬(25-35%)과 텅스텐(3-30%)의 첨가제에 의해 합금에 부여됩니다. 중요한 구성 요소는 탄소로, 텅스텐 및 크롬과 함께 특수 경질 탄화물을 형성하여 마모에 대한 내성을 향상시킵니다.

내연 기관의 밸브, 초고 매개 변수의 증기 피팅의 밀봉 표면, 비철 금속 및 합금 프레스 용 금형 등은 코발트 합금으로 증착됩니다.강을 표면 처리 할 때 철의 최소 전이를 위해 노력할 필요가 있습니다. 베이스 금속에서 증착된 금속으로, 그렇지 않으면 후자의 특성이 급격히 저하됩니다. 증착 된 금속은 냉기 및 결정화 균열이 형성되기 쉽기 때문에 표면 처리는 예비 및 수반되는 부품 가열로 수행됩니다.

기본 금속의 최소 비율을 보장하고 필요한 열 조건을 준수하는 것은 코발트 합금을 표면 처리하는 기술 프로세스의 가장 중요한 특징입니다. 표면 처리는 V2K 및 VZK 합금으로 만든 막대를 사용한 가스 화염 또는 아르곤-아크 용접과 VZK 막대로 만든 막대가 있는 TsN-2 브랜드의 코팅된 전극으로 수행됩니다.

부품은 600-700 ℃의 온도로 가열됩니다. 이러한 가열로 모재의 비율이 크므로(최대 30%) 최소한의 철 함량을 얻으려면 표면 처리를 3층으로 수행해야 합니다. 이것은 매우 비싼 표면 재료의 소비를 증가시키고 작업의 복잡성을 증가시킵니다.