6.10.1 Plasma welding ng mga balbula .
Ang mga tambutso na balbula ng medium-speed marine diesel engine (halimbawa, "SULZERA 25") ay gawa sa mga bakal na 40X9C2 at 40X10C2M.
Upang matiyak ang mas mataas na pagganap ng balbula, ang sealing belt ng plato ay pinatigas sa pamamagitan ng pag-surfacing. Upang matiyak ang pinakamainam na katangian ng nakadeposito na metal, HAZ at base metal, isang proseso ng awtomatikong plasma surfacing na may self-fluxing powder PR-N77Kh15SZR2 ay binuo. (Dati, ginamit para dito ang manu-manong argon-arc surfacing na may stellite).
Ang plasma surfacing ay isinasagawa sa pag-install ng UPN-303 na may mga sumusunod na parameter ng mode: direktang polarity arc kasalukuyang 100-110A, boltahe ng arko 35-37V, pagkonsumo ng pulbos 2kg/h, bilis ng surfacing 7-8 m/h. Ang pulbos ay hinipan sa plasma. Ang pag-surfacing ay isinasagawa gamit ang mga transverse oscillations ng plasma torch. Ang Argon ay ginagamit bilang isang plasma-forming, shielding at transporting gas. Bago i-surfacing, ang valve disc ay pinainit gamit ang acetylene-oxygen flame sa temperatura na 200-250 0 C.
Ang paghahanda ng gilid ay isinasagawa ayon sa Fig. 1. Upang matiyak ang pahalang na posisyon ng eroplano ng welded band, ang balbula stem sa manipulator ng pag-install ng hinang ay inilalagay sa isang anggulo ng 30 0 sa vertical. Ang ibabaw ay isinasagawa sa isang layer.
Pagkatapos ng surfacing, ang pagsusubo ay isinasagawa sa temperatura na 700 0 C.
Ang mga balbula ay may kinakailangang tigas ng base metal na HRC 24-25, ang kinakailangang tumaas na tigas ng idinepositong HRC 38-41 at ang katanggap-tanggap na tigas ng HAZ metal na HRC 36-37.
6.10.2 Welding ng mga balbula na may stellite.
Ang mga balbula ng makapangyarihang marine diesel engine ay lumalabas din sa stellite.
Ang mga haluang metal ng kobalt na may chromium at tungsten, ang tinatawag na stellites, ay nakikilala sa pamamagitan ng mga kahanga-hangang katangian ng pagganap: nagagawa nilang mapanatili ang katigasan sa mataas na temperatura, lumalaban sa kaagnasan at pagguho, at mayroon ding mahusay na paglaban sa pagsusuot sa dry metal-to-metal friction. Sa sarili nito, ang kobalt ay walang mataas na paglaban sa init, ang ari-arian na ito ay ibinibigay sa mga haluang metal sa pamamagitan ng mga additives ng chromium (25-35%) at tungsten (3-30%). Ang isang mahalagang bahagi ay carbon, na bumubuo ng mga espesyal na hard carbide na may tungsten at chromium, na nagpapabuti sa paglaban sa nakasasakit na pagsusuot.
Ang mga balbula ng mga internal combustion engine, mga sealing surface ng steam fittings ng mga ultra-high na parameter, dies para sa pagpindot sa non-ferrous na mga metal at haluang metal, atbp. ay idineposito ng mga kobalt na haluang metal. mula sa base metal hanggang sa idineposito na metal, kung hindi man ang mga katangian ng huli ay lumala nang husto. Ang idineposito na metal ay madaling kapitan ng pagbuo ng malamig at pagkikristal na mga bitak, samakatuwid, ang hinang ay isinasagawa nang may paunang at madalas na may kasabay na pag-init ng mga bahagi.
Ang pagtiyak sa pinakamababang proporsyon ng base metal at pagsunod sa mga kinakailangang kondisyon ng thermal ay ang pinakamahalagang tampok ng teknolohikal na proseso ng pag-surf sa mga haluang metal. Ang surfacing ay isinasagawa sa pamamagitan ng gas flame o argon-arc welding na may mga rod na gawa sa V2K at VZK alloys, pati na rin ang mga coated electrodes ng TsN-2 brand na may baras na gawa sa VZK rod.
Ang mga bahagi ay pinainit sa temperatura na 600-700 0 C. Sa ganitong pag-init, ang proporsyon ng base metal ay malaki (hanggang sa 30%), samakatuwid, upang makakuha ng isang minimum na nilalaman ng bakal, ang pag-surfacing ay kailangang isagawa sa tatlong layer. Pinatataas nito ang pagkonsumo ng isang napakamahal na materyal sa ibabaw at pinatataas ang pagiging kumplikado ng trabaho.
Mga balbula. Ang mapagkukunan ng mga balbula ng mga makina ng autotractor ay higit sa lahat ay limitado sa pamamagitan ng pagsusuot ng chamfer nito, bilang isang resulta kung saan, sa koneksyon ng upuan-chamfer ng balbula, ang lalim ng paglulubog ng plato nito na may kaugnayan sa ibabaw ng ulo ng silindro ay tumataas. , na humahantong sa isang pagkasira sa pang-ekonomiyang pagganap ng makina: isang pagbaba sa kapangyarihan, isang pagtaas sa pagkonsumo ng gasolina, langis, atbp. Ang chamfer ay karaniwang naibabalik sa pamamagitan ng paggiling. Kapag isinusuot sa isang sukat na mas mababa kaysa sa nominal na halaga, ang balbula ay dapat mapalitan ng bago o ibalik.
Ang mabilis na pagsusuot ng mga chamfer ng mga balbula ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na sa panahon ng operasyon sila ay nakalantad sa mga kemikal at thermal effect, at 3-5 beses na mas init ang inalis sa pamamagitan ng chamfer kaysa sa pamamagitan ng baras. Halos lahat ng mga balbula ng mga makina na papasok para sa pagkukumpuni ay may pagkasira sa chamfer ng plato.
Sa pagtaas ng lakas ng mga chamfer ng mga bagong gawa na mga balbula, ang paraan ng pag-surf na may direktang kumikilos na naka-compress na arko sa pag-install ng U-151, na binuo ng PWI ay napatunayang mabuti ang sarili. E. O. Paton. Ang isang cast ring ay inilalagay sa workpiece, na pagkatapos ay pinagsama sa isang naka-compress na arko. Ang isang pagtatangka na ilipat ang karanasan ng pamamaraang ito para sa pagpapalabas ng mga pagod na balbula ay hindi nagbigay ng mga positibong resulta. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang taas ng cylindrical belt ng disc ng balbula ay bumababa sa 0.4-0.1 mm bilang isang resulta ng pagsusuot, at ang ibabaw ng isang manipis na gilid ng chamfer dahil sa hindi pantay na pag-init ng ulo ng balbula at ang inilapat Mahirap ang filler ring: nangyayari ang pagkasunog.
Ang isang mabisang paraan upang maibalik ang mga balbula ay ang paraan ng paglalagay ng plasma na may supply ng heat-resistant powder hard alloys sa isang pagod na chamfer. Para dito, ang sangay ng Maloyaroslavets ng State Scientific and Technical Institute, TsOKTB at VSKHIZO sa batayan ng U-151 machine ayon sa disenyo ng PWI im. Binuo ng E. O. Paton ang pag-install ng OKS-1192. Ang pag-install ay binubuo ng isang semi-awtomatikong surfacing machine na kumpleto sa isang ballast rheostat RB-300, isang plasma torch na dinisenyo ng VSKHIZO.
Mga teknikal na katangian ng pag-install ng OKS-1192
Mga uri ng welded valves (plate diameter), mm 30-70
Produktibo, piraso/h< 100
Pagkonsumo ng gas, l/min:
bumubuo ng plasma<3
proteksiyon at transportasyon<12
Pagkonsumo ng pampalamig na tubig, l/min >4
Kapasidad ng powder feeder, m 3 0.005
Kapangyarihan, kW 6
Pangkalahatang sukat, mm:
pag-install 610X660X1980
control cabinet 780X450X770
Sa kawalan ng isang pang-industriya na pag-install, kung kinakailangan upang maibalik ang mga balbula, ang mga negosyo sa pag-aayos ay maaaring mag-ipon ng isang pag-install ng plasma mula sa hiwalay na mga handa na yunit batay sa isang lathe ayon sa pamamaraan na ipinapakita sa Fig. 42. Ang balbula ay naka-mount sa isang water-cooled na tansong amag na naaayon sa laki ng plato nito, na hinihimok ng isang lathe spindle sa pamamagitan ng thrust bearing at isang pares ng bevel gears.
kanin. 42. Scheme ng pag-install para sa plasma welding ng mga balbula:
1 - suplay ng kuryente; 2 - throttle; 3- tungsten elektrod; 4 - panloob na nozzle; 5 - proteksiyon nguso ng gripo; 6 - balbula; 7 - anyo ng tanso; 8, 16 - bearings; 9 - katawan ng pag-install; 10 - tubo ng supply ng tubig; 11, 12 - mga kabit; 13 - base; 14 - rack; 15, 17 - mga seal ng langis; 18 - locking screw; 19, 20 - bevel gears; 21 - silindro
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng pag-install ng OKS-1192 at ang pag-install na binuo sa mga kondisyon ng isang kumpanya ng pag-aayos ay halos pareho at binubuo sa mga sumusunod. Pagkatapos ng paglamig ng tubig (mula sa network ng supply ng tubig), ang plasma-forming argon gas (mula sa isang silindro), ang elektrikal na enerhiya (mula sa isang pinagmumulan ng kuryente) ay ibinibigay sa plasma torch, isang hindi direktang naka-compress na arko (plasma jet) ay nasasabik sa pagitan ng tungsten electrode at ang panloob na nozzle ng plasma torch gamit ang isang oscillator. Pagkatapos, ang pulbos ay ibinibigay mula sa powder feeder na may transport gas - argon sa pamamagitan ng protective nozzle ng burner sa chamfer ng umiikot na balbula at sa parehong oras ang kasalukuyang ay ibinibigay sa balbula sa pamamagitan ng ballast rheostat. Ang isang naka-compress na arko ay lumitaw sa pagitan ng electrically conductive plasma jet at ang valve chamfer, na sabay-sabay na natutunaw ang valve chamfer at ang welding powder, na bumubuo ng mataas na kalidad na mga siksik na layer (Fig. 43).
kanin. 43. Mga welded valve disc
Para sa surfacing ng mga chamfers ng mga balbula ng mga makina ng traktor na may malaking masa, bilang karagdagan sa mga inirerekomenda, posible ring gumamit ng iron-based powder hard alloys PG-S1, PG-US25 na may pagdaragdag ng 6% Al sa huli.
Kapag pumipili ng isang materyal para sa surfacing valves, ang isa ay dapat magabayan ng katotohanan na ang chromium-nickel alloys ay may mas mataas na paglaban sa init at paglaban sa pagsusuot, ngunit ang mga ito ay 8-10 beses na mas mahal kaysa sa iron-based hard alloys at hindi gaanong naproseso.
Mga mode ng plasma welding ng mga chamfer ng mga balbula
Kasalukuyang lakas, A 100-140
Boltahe, V 20-30
Pagkonsumo ng gas (argon), l/min:
plasma-forming 1.5-2
transporting (proteksyon) 5-7
Bilis ng ibabaw, cm/s 0.65-0.70
Distansya mula sa plasma torch hanggang sa chamfer ng balbula, mm 8-12
Lapad ng layer, mm 6-7
Taas ng layer, mm 2-2.2
Lalim ng pagtagos, mm 0.08-0.34
Hardness HRC ng idinepositong layer na may haluang metal:
PG-SR2, PG-SR3 34-46
PG-S1, PG-US25 46-54
Ang teknolohikal na proseso ng pagpapanumbalik ng disc ng balbula ay naglalaman ng mga sumusunod na pangunahing operasyon: paghuhugas, pagtuklas ng kapintasan, paglilinis ng dulo ng mukha at chamfer mula sa mga deposito ng carbon, pag-surf sa plasma, pag-machining, kontrol. Ang pagma-machine ng mga balbula ay isinasagawa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: linisin ang dulong mukha ng disc ng balbula; gilingin ang balbula disc kasama ang panlabas na diameter sa nominal na laki, pre-proseso ang chamfer disc; gilingin ang chamfer sa nominal na laki. Ang unang tatlong operasyon ay isinasagawa sa isang lathe na may mga carbide cutter. Ang paggamit ng plasma surfacing method ay naging posible upang mapataas ang wear resistance ng working surface ng car valve disc ng 1.7-2.0 beses kumpara sa wear resistance ng mga bago.
Ito ay naka-install sa mga butas ng cylinder head, na idinisenyo upang i-install ang mga balbula at distill ang air-fuel mixture at mga maubos na gas sa pamamagitan ng mga ito. Ang bahagi ay pinindot sa cylinder head sa pabrika.
Nagsasagawa ng mga sumusunod na function:
Ang pagpapalit ng upuan ng balbula ay kinakailangan kung sakaling hindi posible na maibalik ang higpit nito sa pamamagitan ng mekanikal na pagproseso (maraming pagproseso sa nakaraan, pagkasunog, mabigat na pagsusuot). Maaari mong gawin ito sa iyong sarili.
Ang mga bahagi ay inaayos kapag:
Ang pag-edit ng mga pagod at nasirang saddle sa bahay ay ginagawa gamit ang mga cutter. Bilang karagdagan, maaaring kailanganin ang isang welding machine o isang malakas na gas burner, isang karaniwang hanay ng mga wrenches na kailangan para sa pagtatanggal-tanggal at pag-disassemble ng cylinder head, lapping paste, at isang drill. 
Ang pamamaraan ng pagpapalit ay binubuo ng dalawang kritikal na pamamaraan: ang pag-alis ng mga lumang bahagi at ang pag-install ng mga bago.
Ang mga upuan ng balbula ay pinapalitan sa isang na-dismantling cylinder head na may isang disassembled na mekanismo ng pamamahagi ng gas. Maaari mong alisin ang lumang singsing gamit ang isang welding machine, kung pinapayagan ito ng materyal na kung saan ito ginawa.
Upang maisagawa ang pamamaraan, ang isang valve seat puller ay ginawa - isang lumang hindi kinakailangang balbula ay kinuha, ang plato na kung saan ay dapat na machined sa laki ng panloob na diameter ng upuan.
Pagkatapos nito, ang nagresultang tool ay lumubog sa upuan, hindi umabot sa gilid ng 2-3 mm at "tacked" sa pamamagitan ng hinang sa 2-3 na lugar. Matapos ang balbula, kasama ang metal na singsing, ay natumba mula sa likod gamit ang isang martilyo.
Mahalaga! Ang isang pamamaraan gamit ang hinang ay maaaring magresulta sa ilang pagpapapangit ng upuan. Sa kasong ito, ang karaniwang mga saddle ay magkakaroon ng mahina na pangkabit, na maaaring humantong sa kanilang kusang pag-dismantling sa panahon ng pagpapatakbo ng motor. Nangangailangan ng mga singsing ng mas mataas na diameter, na hindi ibinebenta sa mga tindahan, ngunit ginawa upang mag-order.
Maaaring tanggalin ang valve seat na gawa sa mga non-weldable na metal sa pamamagitan ng pag-screwing ng isang piraso ng pipe dito, na ginagamit bilang valve seat puller. Upang gawin ito, ang isang thread ay pinutol sa panloob na ibabaw ng singsing. Ang isang katulad na sinulid ay inilalapat sa panlabas na ibabaw ng isang metal pipe na may angkop na diameter.
Ang isang lumang balbula ay kinuha, na kung saan ay pre-welded sa dulo ng pipe sa reverse posisyon. Sa kasong ito, ang balbula stem ay ipinasok sa butas na inilaan para dito, ang pipe ay screwed sa thread, pagkatapos kung saan ang elemento ay inalis sa pamamagitan ng pag-tap sa stem.
Bago simulan ang pamamaraan ng pag-install para sa mga bagong saddle, ang mga upuan para sa kanila ay nalinis ng dumi. Pagkatapos ng ulo ng silindro, dapat itong pantay na pinainit sa temperatura na higit sa 100 ° C. Sa kasong ito, ang metal ay lumalawak, na nagpapahintulot sa singsing na pinindot.
Ang bahaging ikakabit ay pinalamig ng likidong nitrogen. Sa kawalan nito, maaari kang gumamit ng kumbinasyon ng yelo at acetone, na nagpapahintulot sa iyo na bawasan ang temperatura ng metal sa -70 ° C. Ang mga sukat ng mga bahagi ay pinili upang ang pagkakaiba sa pagitan ng diameter ng upuan at ang singsing ay hindi hihigit sa 0.05-0.09 mm sa mga malamig na bahagi.
Ang upuan ng balbula ay pinindot gamit ang isang espesyal na mandrel o isang piraso ng tubo na may angkop na diameter. Ang bahagi ay dapat magkasya sa upuan na may kaunting pagsisikap. Sa kasong ito, mahalaga na ang singsing ay tumayo nang walang skew.
Pagkatapos ng pagpindot at paglamig sa cylinder head, dapat mong suriin kung ang elemento ay nakabitin sa upuan. Kung walang puwang, at ang pinalitan na elemento ay matatag na nakahawak sa lugar, ang pamamaraan ng pagpapalit ay maaaring ituring na nakumpleto. Susunod, ang pagputol ng mga upuan ng balbula ay kinakailangan gamit ang mga pamutol.
Mahalaga! Gamit ang karaniwang pamamaraan para sa pagpapalit ng mga plato ng lahat ng mga balbula, sila ay nakatanim nang mataas. Gayunpaman, inirerekumenda ng ilang mga eksperto na ang mga chamfer ay i-machine upang ang mga balbula ng tambutso ay umupo nang bahagyang mas malalim kaysa sa normal na posisyon. Ang inlet valve seat ay naiwan sa orihinal nitong posisyon.
Ang pag-aayos ng mga upuan ng balbula ay isinasagawa gamit ang kanilang natural na pagsusuot at maluwag na pagkakaakma ng plato sa upuan nito.
Upang maibalik ang geometry ng mga singsing, ang mga pamutol para sa mga upuan ng balbula ay ginagamit - isang hanay ng mga milling head na nagbibigay-daan sa iyo upang gawin ang mga kinakailangang anggulo. 
Maaaring gamitin ang mga roller sa kumbinasyon ng mga espesyal na kagamitan. Gayunpaman, ito ay magastos. Samakatuwid, sa bahay, ginagamit ang isang ratchet wrench na may extension cord. Ang mga tamang naprosesong lugar ay may mga anggulo na 30˚, 60˚ at 45˚. Ang pagproseso ng mga upuan ng balbula upang lumikha ng bawat isa sa kanila ay isinasagawa gamit ang isang naaangkop na pamutol.
Ang paggiling ng upuan ng balbula ay hindi nangangailangan ng pag-init o iba pang pagproseso. Ang uka ay ginawang "tuyo". Sa hinaharap, sa oras ng lapping, kinakailangan na gumamit ng isang espesyal na lapping paste. Para sa pinakamahusay na mga resulta, ang paghampas sa mga bagong upuan ay inirerekomenda na gawin sa pamamagitan ng kamay kaysa sa isang drill.
Ang isa pang uri ng pag-aayos ay ang uka ng mga upuan para sa pagsingit ng pagkumpuni. Upang gawin ito, ayon sa algorithm na inilarawan sa itaas, ang mga saddle ay tinanggal, pagkatapos nito, na may isang espesyal na tool sa pagputol, ang mga lugar sa ilalim ng mga ito ay machined. Ang sukat ng lugar ng pag-aayos ay dapat na 0.01-0.02 cm na mas maliit kaysa sa insert. Ang pag-install ay isinasagawa pagkatapos ng pagpainit ng ulo ng silindro at paglamig ng mga naka-mount na elemento.
1Maaari mong subukang tamaan ang iyong sarili sa iyong sariling peligro at peligro. Gayunpaman, dahil sa pagiging kumplikado ng pamamaraan at ang kinakailangang mataas na katumpakan ng trabaho, ang mga naturang manipulasyon ay pinakamahusay na ginagawa sa isang kwalipikadong tindahan ng pag-aayos ng kotse o planta ng pag-aayos ng kotse.
Tinatalakay ng artikulo ang tanong ng pangangailangan at kapakinabangan ng paggamit ng austenitic manganese cast iron para sa mga upuan ng balbula ng mga internal combustion engine na tumatakbo sa gas motor fuel. Ang impormasyon ay ibinibigay sa mass-produced valve seats para sa panloob na combustion engine ng mga kotse, ang pinakakaraniwang mga haluang metal para sa paggawa ng mga bahagi ng upuan, ang kanilang mga pagkukulang, ang di-kasakdalan ng mga haluang metal na ginagamit sa operasyon, at ang mga dahilan para sa mababang buhay ng mga bahagi nito. inilalarawan ang uri. Bilang solusyon sa problemang ito, iminungkahi na gumamit ng austenitic manganese cast iron. Batay sa maraming taon ng pananaliksik sa mga katangian ng manganese cast iron, iminungkahi na gamitin ang haluang ito para sa paggawa ng mga upuan ng balbula para sa mga makina ng sasakyan na may gasolina ng motor ng gas. Ang mga pangunahing katangian na taglay ng iminungkahing haluang metal ay isinasaalang-alang. Ang mga resulta ng pananaliksik ay positibo, at ang mapagkukunan ng mga bagong saddle ay 2.5 ... 3.3 beses na mas mahaba kaysa sa mga serial.
ulo ng silindro
sistema ng supply
magsuot
mapagkukunan ng mga bahagi
natural gas na panggatong ng motor
ICE na kotse
1. Vinogradov V.N. Wear-resistant steels na may hindi matatag na austenite para sa mga bahagi ng gas-field equipment / V.N. Vinogradov, L.S. Livshits, S.N. Platonov // Vestnik mashinostroeniya. - 1982. - Hindi. 1. - S. 26-29.
2. Litvinov V.S. Pisikal na katangian ng hardening ng manganese austenite / V.S. Litvinov, S.D. Karakishev // Heat treatment at physics ng mga metal: interuniversity coll. - Sverdlovsk, UPI. - 1979. - Bilang 5. - S. 81-88.
3. Maslenkov S.B. Mga bakal at haluang metal para sa mataas na temperatura. Sangguniang aklat: sa 2 tomo / S.B. Maslenkov, E.A. Maslenkov. - M. : Metalurhiya, 1991. - T. 1. - 328 p.
4. Stanchev D.I. Mga prospect para sa paggamit ng espesyal na austenitic manganese cast iron para sa mga bahagi ng friction units ng forest machines / D.I. Stanchev, D.A. Popov // Mga aktwal na problema ng pag-unlad ng kagubatan complex: mga materyales ng internasyonal na pang-agham at teknikal na kumperensya ng VSTU. - Vologda, 2007. - S. 109-111.
5. Teknolohiya ng engineering. Pagpapanumbalik ng kalidad at pagpupulong ng mga bahagi ng makina / V.P. Smolentsev, G.A. Sukhochev, A.I. Boldyrev, E.V. Smolentsev, A.V. Bondar, V.Yu. Sklokin. - Voronezh: Publishing House ng Voronezh State. mga. un-ta, 2008. - 303 p.
Panimula. Ang paggamit ng gas motor fuel bilang isang gasolina para sa mga panloob na combustion engine ay nauugnay sa isang bilang ng mga teknikal na isyu, kung wala ang mahusay na operasyon ng mga sasakyan sa dual-fuel power system ay imposible. Ang isa sa mga pinaka-pindot na isyu ng teknikal na operasyon ng mga sasakyan na tumatakbo sa gas motor fuel ay ang mababang mapagkukunan ng interface ng "seat-valve".
Ang isang pagtatasa ng pinsala sa upuan ay naging posible upang maitatag ang mga sanhi ng kanilang paglitaw, lalo na: plastic deformation at gas erosion na sanhi ng pagkasira ng fit ng friction pair sa panahon ng operasyon. Ipinapakita ng mga figure 1 at 2 ang pangunahing katangian ng pinsala sa mga upuan at balbula kapag nagpapatakbo sa gasolina ng gas.
Ayon sa kaugalian, para sa mga makina ng gasolina, ang mga upuan ng balbula ay gawa sa mga gray na cast iron na grado na SCH25, SCH15 ayon sa GOST 1412-85 o carbon at alloy steels 30 HGS ayon sa GOST 4543-71, na nagbibigay ng kasiya-siyang pagiging maaasahan sa pagpapatakbo at tibay ng interface sa buong garantisadong buhay ng makina. Gayunpaman, kapag lumipat sa isang dual-fuel power supply system para sa mga panloob na combustion engine, ang mapagkukunan ng interface ay nabawasan nang husto, ayon sa iba't ibang mga pagtatantya, ang pag-aayos ng block head ay kinakailangan pagkatapos ng 20,000-50,000 libong kilometro. Ang dahilan para sa pagbaba sa mapagkukunan ng interface ay ang mababang rate ng pagkasunog ng pinaghalong gas-air sa mga operating mode na may mataas na bilis ng crankshaft at, bilang isang resulta, isang makabuluhang pag-init ng metal sa upuan, pagkawala ng lakas nito at karagdagang pagpapapangit mula sa pakikipag-ugnayan sa balbula.
Kaya, upang matiyak ang isang garantisadong buhay ng serbisyo ng interface ng seat-valve, kapag gumagamit ng gas motor fuel, ang mga materyales ay nangangailangan ng hindi lamang mataas na mga katangian ng anti-friction, kundi pati na rin ang pagtaas ng paglaban sa init.
Layunin ng pag-aaral. Mga resulta ng pananaliksik. Ang layunin ng pananaliksik ay upang patunayan ang pagiging posible ng paggamit ng manganese austenitic cast iron para sa paggawa ng mga valve seat. Ito ay kilala na ang mga bakal at cast iron ng ferritic-pearlitic at pearlitic na klase ay hindi naiiba sa paglaban sa init at hindi ginagamit para sa mga bahagi na tumatakbo sa temperatura sa itaas 700 ºС. Para sa trabaho sa matinding mga kondisyon, sa operating temperatura ng tungkol sa 900 ºС, sa partikular, init-lumalaban austenitic cast irons na may isang minimum na halaga ng libreng grapayt sa istraktura ay ginagamit. Kasama sa mga haluang ito ang austenitic manganese cast iron, ang binding base nito ay austenite na naglalaman ng carbide inclusions at fine lamellar graphite. Ayon sa kaugalian, ang naturang cast iron ay ginagamit bilang antifriction cast iron sa ilalim ng AChS-5 brand at ginagamit para sa mga plain bearings.
Ang mga pangmatagalang pag-aaral ng manganese cast iron ay nagsiwalat ng mga mahahalagang katangian ng materyal na ito, na nakamit sa pamamagitan ng pagpapabuti ng mga katangian ng haluang metal sa pamamagitan ng pagbabago nito at pagpapabuti ng teknolohiya ng produksyon. Sa kurso ng gawaing isinagawa, ang epekto ng konsentrasyon ng mangganeso sa haluang metal sa komposisyon ng bahagi at mga katangian ng serbisyo ng austenitic cast iron ay pinag-aralan. Upang gawin ito, isang serye ng mga natutunaw ang ginawa, kung saan ang nilalaman ng mangganeso lamang ang iba-iba sa apat na antas, ang komposisyon ng mga natitirang bahagi, ang mga kondisyon at mode ng smelting ay pare-pareho. Ang microstructure, phase composition at mga katangian ng mga cast iron na nakuha ay ipinapakita sa Talahanayan 1.
Talahanayan 1 - Impluwensya ng konsentrasyon ng manganese sa komposisyon ng istruktura at mga mekanikal na katangian ng manganese cast iron sa estado ng cast
|
microstructure (naka-ukit na seksyon) |
Katigasan |
Microhardness, 10 ∙ MPa |
||||
|
austenite |
martensite |
|||||
|
Austenitic-martensitic mixture, martensite, carbide ng katamtaman at maliliit na laki. Nangibabaw ang Martensite. Malaki lamellar graphite |
||||||
|
Austenite, austenite-martensite mixture, carbides, pinong grapayt. Pangingibabaw ng austenite |
||||||
|
Austenite, isang maliit na halaga ng martensite, carbide network, pinong grapayt. Pangingibabaw ng austenite |
||||||
|
austenite, makabuluhan ang dami ng malalaking carbide, hindi pantay na ipinamamahagi, nakahiwalay na mga patlang ng ledeburite |
||||||
Bilang resulta ng pag-aaral ng microstructure, nabanggit na sa pagtaas ng nilalaman ng mangganeso sa cast iron, nagbabago ang ratio ng mga bahagi ng phase (Larawan 3): ang ratio ng gamma phase sa alpha phase ng iron ay tumataas. , ang dami ng carbide phase (Fe3C, Mn3C, Cr3C2) ay tumataas at ang halaga ng graphite ay bumababa .
Tulad ng ipinakita ng mga resulta ng mga pag-aaral sa X-ray, na may pagtaas sa nilalaman ng manganese, ang ratio ng mga lugar ng integral intensity na inookupahan ng gamma phase ng austenite at alpha phase ng martensite (I111/I110), ayon sa pagkakabanggit, sa Ang pattern ng X-ray ng ibabaw ng seksyon ay tumataas. Na may nilalamang mangganeso na 4.5% I111/I110 = 0.7; sa 8.2% I111/I110 = 8.5; sa 10.5% I111/I110 = 17.5; sa 12.3% I111/I110 = 21.
Upang maitaguyod ang epekto ng mangganeso sa pisikal at mekanikal na mga katangian ng cast iron, ang mga pagsubok ay isinagawa, lalo na, para sa paglaban sa pagsusuot sa ilalim ng mga kondisyon ng dry friction at hindi makontrol na frictional heating. Ang mga paghahambing na pagsubok para sa pagsusuot ng mga cast iron na may iba't ibang nilalaman ng mangganeso ay isinagawa sa makina ng SMTs-2 ayon sa "block-roller" friction scheme sa isang tiyak na presyon ng 1.0 MPa at isang sliding speed na 0.4 m / s. Ang mga resulta ng pagsusulit ay ipinapakita sa Figure 4.
Sa isang pagtaas sa nilalaman ng mangganeso mula 4.5 hanggang 10.5% sa cast iron, ang halaga ng austenite na nilalaman sa istraktura ay tumataas. Ang pagtaas sa proporsyon ng austenite sa metal matrix ng cast iron ay nagbibigay ng maaasahang pagpapanatili ng carbide phase sa base. Ang pagtaas sa nilalaman ng mangganeso sa itaas ng 12% ay hindi humantong sa isang makabuluhang pagtaas sa paglaban ng pagsusuot ng cast iron. Ang sitwasyong ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang pagtaas ng bahagi ng karbida (ang mga hiwalay na patlang ng ledeburite ay sinusunod) ay hindi makabuluhang nakakaapekto sa paglaban ng pagsusuot ng materyal sa ilalim ng mga mode ng friction na ito.
Batay sa mga resultang nakuha sa pagsubok ng eksperimentong cast iron na may iba't ibang manganese content, ang cast iron na naglalaman ng 10.5% Mn ay may pinakamataas na wear resistance. Tinitiyak ng nilalamang ito ng mangganeso ang paglikha ng isang pinakamainam na istraktura mula sa punto ng view ng frictional contact, na nabuo sa pamamagitan ng isang medyo plastic austenitic matrix na pantay na pinalakas ng mga carbide inclusions.
Kasabay nito, ang haluang metal na naglalaman ng 10.5% Mn ay naiiba sa pinakamainam na ratio ng mga bahagi ng bahagi, pati na rin ang kanilang hugis at pag-aayos. Ang istraktura nito ay nakararami sa austenite, pinalakas ng medium at small-sized na heterogenous carbide at pinong dispersed graphite inclusions (Fig. 5). Ang mga relatibong pagsusuri sa pagsusuot sa dry friction, na isinagawa gamit ang mga sample ng cast irons na may iba't ibang manganese concentration, ay nagpakita na ang manganese cast iron na naglalaman ng 10.5% Mn ay 2.2 beses na mas mataas sa wear resistance sa cast iron na may 4.5% Mn.
Ang pagtaas sa nilalaman ng mangganeso sa itaas ng 10.5% ay humantong sa isang karagdagang pagtaas sa dami ng austenitic at carbide phase, ngunit ang mga carbide ay naobserbahan sa anyo ng magkahiwalay na mga patlang, at ang wear resistance ng cast iron ay hindi tumaas. Batay dito, ang kemikal na komposisyon ng cast iron ay pinili para sa karagdagang pananaliksik at pagsubok, %: 3.7 C; 2.8Si; 10.5 Mn; 0.8Cr; 0.35 Cu; 0.75Mo; 0.05B; 0.03S; 0.65p; 0.1Ca.
Upang pag-aralan ang epekto ng paggamot sa init sa komposisyon ng istruktura at mga katangian ng austenitic manganese cast iron ng iminungkahing komposisyon ng kemikal, ang mga sample (mga bloke) ay sumailalim sa hardening. Ang volumetric hardening ng mga sample ay isinasagawa sa tumatakbo na tubig mula sa temperatura ng pag-init na 1030-1050 °C at isang oras ng paghawak sa panahon ng pag-init: 0.5, 1, 2, 3, 4 h.
Ang mga pag-aaral ng istraktura ng mga sample pagkatapos ng volumetric hardening ay nagpakita na ang temperatura ng pag-init, ang tagal ng pagkakalantad sa panahon ng pag-init at ang rate ng paglamig ay may mahalagang papel sa pagbuo ng istraktura ng manganese cast iron. Ang hardening sa pangkalahatang kaso ay humantong sa halos kumpletong austenization, pagkuha ng mga butil ng daluyan at maliit na sukat. Tinitiyak ng pag-init ang pagkatunaw ng mga carbide sa austenite. Ang pagkakumpleto ng mga pagbabagong ito ay tumataas sa pagtaas ng tagal ng pagkakalantad ng mga sample sa oven. Ang martensite na naroroon sa istraktura ng paghahagis ay ganap na natunaw sa austenite sa panahon ng pag-init at hindi namuo sa panahon ng pagsusubo. Ang mga karbida, depende sa tagal ng pagkakalantad sa panahon ng pag-init, na bahagyang o ganap na natunaw sa austenite, ay inilalabas muli sa paglamig. Pagkatapos ng pagsusubo, ang dami ng grapayt sa istraktura ng cast iron ay nagiging makabuluhang mas mababa kumpara sa estado ng cast. Sa hardened cast iron, ang mga plate ng graphite inclusions ay mas payat at mas maikli. Ang katigasan ng brinell ng napatay na manganese cast iron ay nabawasan, ang katigasan ay nadagdagan at ang machinability ay napabuti.
Upang matukoy ang hardening mode na nagbibigay ng maximum na wear resistance ng experimental manganese cast iron, ang mga sample na may iba't ibang oras ng pagpigil sa panahon ng hardening ay isinailalim sa pagsusuot. Ang pag-aaral ng wear resistance ay isinasagawa sa isang friction machine SMTs-2 sa isang tiyak na presyon sa sample ng 1.0 MPa at isang sliding speed na 0.4 m / s.
Bilang resulta ng mga pagsubok, natagpuan na ang pagtaas ng oras ng paghawak sa 2∙3.6∙103 s sa temperatura ng pagsusubo ay nagdudulot ng pagtaas sa relatibong wear resistance ng manganese cast iron, pagkatapos nito ay hindi nagbabago ang wear resistance nito. Kinukumpirma ng mga pagsubok na ito ang pagpapalagay na ang istrukturang komposisyon ng manganese cast iron na nakuha sa pamamagitan ng pagsusubo pagkatapos ng paghawak ng 2∙3.6∙103 s ay ang pinakaperpekto at may kakayahang magbigay ng mataas na pagganap sa dry friction.
Bilang karagdagan, ang pagbabawas ng tigas sa 160-170 HB ng austenitic manganese cast iron sa panahon ng hardening ay malamang na magkaroon ng positibong epekto sa pinsala at pagkasira ng counterbody (roller) na ginagaya ang isang lokomotive wheel. Kaugnay nito, para sa kasunod na mga pagsubok sa laboratoryo at pagpapatakbo, ginamit ang austenitic manganese cast iron sa cast (ACHl) at quenched state, na nakuha pagkatapos ng 2 oras na paghawak sa temperatura ng pagsusubo (ACHz).
Batay sa pananaliksik at pagsubok na isinagawa, posible na bumuo ng isang espesyal na komposisyon ng austenitic cast iron, na nakuha sa pamamagitan ng pagbabago ng mangganeso, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na wear resistance sa dry friction kondisyon (preno, friction clutches), na nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na frictional heating. hanggang sa 900 ºС ("Wear-resistant cast iron", RF patent No. 2471882) . Ang mga resulta ng pagsubok sa komposisyon na ito ng cast iron sa ilalim ng mga kondisyon at mga mode ng paglo-load ng "seat-valve" na interface ng timing ay nagpakita ng isang mataas na pagganap ng materyal, na lumampas sa mapagkukunan ng mga saddle na gawa sa grey cast iron SCH 25 ayon sa GOST 1412 -85 at 30 HGS ayon sa GOST 4543-71 sa 2.5-3, 3 beses. Ito ay nagpapahintulot sa amin na isaalang-alang ang naturang cast iron na nangangako para magamit sa mga kondisyon ng dry friction at mataas na temperatura, lalo na para sa mga valve seat, clutch pressure plate, brake drum ng hoisting at transport machine, atbp.
Mga konklusyon. Kaya, maaari itong tapusin na ang paggamit ng austenitic manganese cast iron para sa paggawa ng mga upuan ng balbula ay makabuluhang taasan ang buhay ng serbisyo ng cylinder head ng mga engine na na-convert sa gas motor fuel at paggamit ng pinagsamang power supply system (gasoline-gas).
Mga Reviewer:
Astanin V.K., Doktor ng Teknikal na Agham, Propesor, Pinuno ng Kagawaran ng Serbisyong Teknikal at Teknolohiya ng Inhinyero, Voronezh State Agrarian University na pinangalanan kay Emperor Peter I, Voronezh.
Sukhochev G.A., Doctor of Technical Sciences, Propesor ng Department of Mechanical Engineering Technologies, Voronezh State Technical University, Voronezh.
Ang imbensyon ay nauugnay sa metalurhiya ng pulbos, lalo na sa mga haluang metal na nakabatay sa bakal. Maaaring gamitin upang gumawa ng mga insert ng valve seat para sa mga internal combustion engine. Ang isang sinter-hardenable powder material para sa internal combustion engine valve seat insert ay nakuha mula sa pinaghalong naglalaman ng 75-90 wt.% ng isang sinter-hardenable powder batay sa iron pre-alloyed na may 2-5 wt. wt % nickel, tool steel pulbos at isang solidong pampadulas. Kasabay nito, ang tanso ay ipinakilala dito sa pamamagitan ng impregnation sa panahon ng sintering. EPEKTO: nadagdagan ang thermal wear resistance, pinabuting machinability. 4 n. at 24 z.p. f-ly, 2 tab.
Katayuan ng sining
Ang kasalukuyang imbensyon ay karaniwang nauugnay sa mga komposisyon na nakabatay sa bakal na sintered na haluang metal na ginagamit para sa paggawa ng mga pagsingit ng balbula para sa mga panloob na makina ng pagkasunog. Gumagana ang mga valve seat insert (VSI) sa lubhang nakakasira na kapaligiran. Ang mga haluang metal na ginagamit sa paggawa ng mga insert ng valve seat ay nangangailangan ng resistensya sa abrasion at/o adhesion na dulot ng ibabaw ng valve seat mating parts, paglaban sa paglambot at bali dahil sa mataas na operating temperature, at paglaban sa corrosion-induced degradation na dulot ng combustion products.
Ang mga insert ng valve seat ay ginagawang makina pagkatapos na maipasok ang mga ito sa cylinder head. Ang halaga ng machining valve seat inserts ay isang pangunahing bahagi ng lahat ng cylinder head machining cost. Ito ay nagdudulot ng malaking problema sa pagbuo ng valve seat insert alloys, dahil ang mga matigas na bahagi ng materyal na ginagawang lumalaban sa pagsusuot ng haluang metal ay nagdudulot din ng malaking pagkasira sa mga tool sa paggupit sa panahon ng machining.
Pinalitan ng mga sintered na haluang metal ang mga cast alloy sa mga insert ng valve seat sa karamihan ng mga makina ng pampasaherong sasakyan. Ang powder metallurgy (pagpindot at sintering) ay isang kaakit-akit na paraan ng pagmamanupaktura ng VSI dahil sa kakayahang umangkop ng pamamaraang ito sa komposisyon ng mga haluang metal, na nagbibigay-daan sa magkakasamang buhay ng mga lubos na hindi magkatulad na mga yugto, tulad ng mga karbida, malambot na ferrite o pearlite na mga yugto, matigas na martensite, Cu-rich phase, atbp. .d., pati na rin ang posibilidad na makakuha ng isang produkto na malapit sa nais na hugis, na binabawasan ang gastos ng machining.
Ang mga sintered na haluang metal para sa mga pagsingit ng upuan ng balbula ay lumitaw bilang resulta ng pangangailangan para sa mas mataas na density ng kuryente sa mga panloob na combustion engine, na nagpapahiwatig ng mas mataas na thermal at mechanical load, mga alternatibong gasolina upang mabawasan ang mga emisyon at pahabain ang buhay ng engine. Ang nasabing mga sintered alloy ay pangunahin sa apat na uri:
1) 100% tool steel,
2) isang matrix ng purong bakal o mababang-alloy na bakal na may pagdaragdag ng mga solidong bahagi ng mga particle upang mapabuti ang wear resistance,
3) mataas na carbon steel na may mataas na chromium content (>10 wt%), at
4) mga haluang metal batay sa Co at Ni.
Ang mga materyales na ito ay nakakatugon sa karamihan ng mga kinakailangan para sa tibay (paglaban). Gayunpaman, ang lahat ng mga ito ay mahirap na makina, sa kabila ng paggamit ng isang malaking bilang ng mga additives na nagpapadali sa machining.
Ang mga uri 1, 2 at 3 ay mga high carbide na materyales. Mga balbula ng tambutso ng US Pat.
Ang pagtaas ng dami at laki ng mga particle ng carbide sa haluang metal, habang pinapabuti ang tibay (katigasan), ay nakakapinsala sa pagpoproseso (compression at green sand strength) at machinability ng natapos na valve seat inserts. Bilang karagdagan, ang lakas ng sintered na produkto ay makabuluhang nabawasan kapag ang mga particle ng carbide o malalaking hard particle ay naroroon.
Inilalarawan ng US Pat. No. 6,139,598 ang isang valve seat insert material na may magandang kumbinasyon ng compressibility, mataas na temperatura wear resistance at machinability. Ang pinaghalong ginamit upang makakuha ng naturang materyal ay isang kumplikadong pinaghalong bakal na pulbos na naglalaman ng Cr at Ni (>20% Cr at<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).
Ang US Pat. No. 6,082,317 ay naglalarawan ng isang valve seat insert material kung saan ang mga cobalt based na solid ay dispersed sa isang iron based alloy matrix. Kung ikukumpara sa tradisyonal na solids (carbides), ang mga cobalt based solid ay sinasabing hindi gaanong abrasive, na nagreresulta sa mas kaunting mating valve wear. Ang nasabing materyal ay sinasabing angkop para sa mga application na iyon kung saan kailangan ang direktang kontak sa pagitan ng mga metal na ibabaw ng valve at valve seat, tulad ng sa mga internal combustion engine. Bagama't ang mga kobalt na haluang metal ay nagpapakita ng magandang balanse ng mga katangian, ang presyo ng Co ay nagpapamahal sa mga haluang ito para sa mga aplikasyon ng sasakyan.
DETALYE NA PAGLALARAWAN NG IMBENTO
Ang kasalukuyang imbensyon ay naglalayong pagtagumpayan ang mga disadvantage na binanggit sa itaas sa pamamagitan ng pagbibigay ng siksik at sintered na haluang metal na may mahusay na machinability at mataas na temperatura at wear resistance.
Ang kasalukuyang imbensyon ay nilulutas ang problema ng machining sa pamamagitan ng pagbibigay ng kakaibang kumbinasyon ng mataas na lakas, mababang carbon martensitic matrix, pinong hinati na mga karbida, mga tulong sa makina, at isang "network" ng Cu-rich pore-filling phase. Ang dami ng matitigas na particle na nakakalat sa hard martensitic matrix ay medyo maliit, na nagpapababa sa halaga ng haluang metal.
Alinsunod sa kasalukuyang imbensyon, ang sinter hardening alloy ay may matrix na naglalaman ng: 2-5 wt.% Cr; 0-3 wt% Mo; 0-2 wt.% Ni, ang natitira ay Fe, na mas mainam na ganap na pre-alloyed sa mga elementong ito. Para mapabuti ang wear resistance at temperature resistance, 5-25 wt.% ng tool steel at kahit isa sa mga machining aid na pinili mula sa grupong MnS, CaF 2 o MoS 2 ay idinagdag sa halagang 1-5 wt.%. Upang makabuluhang mapabuti ang thermal conductivity, ang mga pores ay puno ng Cu alloy sa halagang 10-25 wt.%, na idinagdag ng impregnation ng compact sa panahon ng sintering. Ang impregnation ng tanso ay nagpapabuti din sa machinability ng haluang metal.
Para sa isang mas mahusay na pag-unawa sa kasalukuyang imbensyon, ang mga sumusunod ay ang mga pangunahing katangian kumpara sa mga katangian ng isang tipikal na naunang sining valve seat insert material. Ang komposisyon ng pinaghalong pulbos (komposisyon) para sa mga huwarang materyales ay ipinakita sa Talahanayan 1, at ang mga katangian ay ipinakita sa Talahanayan 2.
Sa Talahanayan 1, ang Fe ay ang base na pulbos na ginamit sa pinaghalong, na alinman sa purong bakal na pulbos o haluang metal na bakal na pulbos. Ang tool steel powder ay ang pangalawang bahagi ng mixture at ipinakilala sa mixture bilang M2 o M3/2 type tool steel powder. Ang Cu ay idinagdag sa pamamagitan ng pagpapabinhi ng siksik sa panahon ng proseso ng sintering; Ang grapayt at isang solidong pampadulas ay idinagdag sa pinaghalong bilang mga elemento ng pulbos.
Ang lahat ng pulbos ay hinahalo sa isang vaporizable lubricant, pinindot sa 6.8 g/cm 3 at sintered sa 1120°C (2050°F). Isinasagawa ang heat treatment pagkatapos ng sintering sa pamamagitan ng tempering sa hangin o sa nitrogen atmosphere sa 550°C.
Pagkatapos ng pagproseso, ang mga kritikal na katangian ay tinutukoy sa mga tipikal na sample ng bawat haluang metal. Natukoy ang pagiging machinability sa pamamagitan ng paggawa ng mga face notches at plunge cutting para sa 2000 valve seat insert na ginawa mula sa mga huwarang materyales. Ang pagsusuot ng kasangkapan ay sinusukat pagkatapos ng bawat limampung hiwa. Ang isang wear graph ay na-plot laban sa bilang ng mga notches at isang linear regression analysis ay isinagawa. Ang slope ng regression line ay nagpapahiwatig ng wear rate at ginamit bilang isang sukatan ng machinability. Bilang karagdagan, sa dulo ng bawat pagsubok sa machinability, ang lalim ng notch sa plug-in na upuan ay sinusukat sa mga gilid ng gilid ng notch. Ang lalim ng mga bingaw ay ginamit din bilang isang tagapagpahiwatig ng pagiging machinability ng mga nasubok na materyales.
Ang pagsukat ng paglaban sa pagsusuot sa mataas na temperatura ay isinagawa sa aparato para sa pagsubok ng pagsusuot sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na temperatura na pag-slide. Ang mga pinakintab na rectangular rod na gawa sa mga nasubok na materyales ay naayos at tiniyak ang pag-slide ng aluminum oxide ball sa magkabilang direksyon sa ibabaw ng makinis na makinis na ibabaw ng mga sample. Ang mga sample ng pagsubok ay pinananatili sa panahon ng pagsubok sa temperatura na 450°C. Ang lalim ng mga gasgas ay isang indicator ng wear resistance ng sample sa ilalim ng mga kundisyong ito.
Ang katigasan ng mataas na temperatura ay sinusukat sa iba't ibang sample na temperatura, nagre-record ng hindi bababa sa limang pagbabasa sa parehong temperatura at nag-a-average ng mga resulta.
Ang mga halaga ng thermal conductivity ay kinakalkula sa pamamagitan ng pagpaparami ng mga sinusukat na halaga ng tiyak na kapasidad ng init, thermal diffusivity at density sa isang naibigay na temperatura.
Ipinapakita sa talahanayan 2 ang lahat ng mga katangian ng bagong materyal kumpara sa mga umiiral na materyales sa insert ng upuan ng balbula na naglalaman ng limang beses na dami ng tool steel. Ang materyal ng kasalukuyang imbensyon ("bagong haluang metal") ay 2.5 hanggang 3.7 beses na mas mahusay na makina kaysa sa mga huwarang materyales na may parehong mataas na temperatura na paglaban sa pagsusuot at maihahambing na katigasan ng mataas na temperatura.
| Talahanayan 2: Mga Katangian ng Halimbawang Materyales |
||||
| Ari-arian | Bagong haluang metal | Materyal sa upuan ng balbula A | Materyal na upuan ng balbula | |
| Compressibility (density bago sintering sa presyon na 50 tonelada / square inch (tsi), g / cm 3 | 6,89 | 6,79 | 6,86 | |
| Machinability | Average na rate ng pagsusuot (µm/bingaw) | 8.31E-5 | 7.00E-4 | 4.19E-3 |
| Average na wear notch depth (µm) | 38 | 95 | 142 | |
| Wear resistance (average na dami ng wear notches pagkatapos ng high temperature wear test), mm 3 | 6,29 | 2,71 | 6,51 | |
| Thermal conductivity | W m -1 K -1 sa RT | 42 | 46 | 32 |
| W m -1 K -1 sa 300°С | 41 | 46 | 27 | |
| W m -1 K -1 sa 500°С | 41 | 44 | 23 | |
| Mataas na temperatura tigas | HR30N sa CT | 55 | 66 | 49 |
| HR30N sa 300°C | 50 | 62 | 47 | |
| HR30N sa 500°C | 39 | 58 | 41 | |
Dahil ang maximum na inaasahang operating temperature para sa valve seat inserts ay humigit-kumulang 350°C, ang mga resulta na ipinakita sa Talahanayan 2 ay malinaw na nagpapakita na ang bagong materyal ay gaganap nang mas mahusay kaysa sa valve seat material B at halos pati na rin ang valve seat material A, habang nagpapakita ng makabuluhang mas mahusay na machinability kaysa sa materyal A. Ang pinagsamang epekto ng machinability, gastos, thermal conductivity at wear resistance ay ginagawang perpektong kapalit ang materyal na ito para sa mga mamahaling materyales sa makina tulad ng mga pagsingit ng valve seat.
Malinaw na ang iba't ibang mga pagbabago at pagkakaiba-iba ng kasalukuyang imbensyon ay posible, na isinasaalang-alang ang mga indikasyon sa itaas. Samakatuwid, dapat itong maunawaan na sa loob ng saklaw ng mga nakadugtong na paghahabol, ang kasalukuyang imbensyon ay maaaring gawin kung hindi sa partikular na inilarawan. Ang imbensyon ay tinukoy ng mga claim.
1. Isang sinter-hardenable powder material para sa panloob na combustion engine valve seat insert na nakuha mula sa pinaghalong naglalaman ng iron-based powder, tool steel powder, solid lubricant at tanso, na nailalarawan sa na ito ay nakuha mula sa pinaghalong naglalaman ng 75-90 wt . hardenable sa panahon ng sintering powder batay sa iron, pre-alloyed 2-5 wt.% chromium, hanggang 3 wt.% molybdenum at hanggang 2 wt.% Nickel, at copper na ipinakilala sa pamamagitan ng impregnation sa panahon ng sintering.
2. Materyal ayon sa claim 1, na nailalarawan sa na ang halo ay naglalaman ng mula 5 hanggang 25 wt.% tool steel powder.
3. Materyal ayon sa claim 1, na nailalarawan sa na ang tool steel ay pinili mula sa pangkat na binubuo ng M2 at M3/2 tool steel.
4. Materyal ayon sa claim 3, na nailalarawan sa na ang tool steel ay M2 steel.
5. Ang materyal ayon sa claim 1, na nailalarawan sa tanso na iyon ay ipinakilala dito sa halagang 10-25 wt.% ng masa ng pinaghalong.
6. Materyal ayon sa claim 1, na nailalarawan sa na ito ay naglalaman ng 89% ayon sa timbang ng iron-based na pulbos.
7. Ang materyal ayon sa claim 2, na nailalarawan sa na ito ay naglalaman ng 8 wt.% powder M2 tool steel.
8. Ang materyal ayon sa claim 1, na nailalarawan na naglalaman ito ng 3 wt.% solid lubricant.
9. Ang materyal ayon sa paghahabol 5, na nailalarawan sa tansong iyon ay ipinapasok dito sa halagang 20 wt.% ng masa ng pinaghalong.
10. Ang materyal ayon sa claim 1, na nailalarawan sa na ito ay nakuha mula sa isang halo na naglalaman ng, wt.%:
at ang tanso ay ipinakilala sa halagang 20 wt.% ayon sa bigat ng pinaghalong.
11. Sintered powder material para sa internal combustion engine valve seat insert na may pinahusay na machinability, wear resistance at mataas na thermal conductivity, na nakuha mula sa pinaghalong naglalaman ng chromium-alloyed iron-based powder, tool steel powder, solid lubricant at tanso, na nailalarawan sa ito ay nakuha mula sa isang halo na naglalaman ng isang sinter-hardenable iron-based powder na pre-alloyed na may 2-5 wt.% chromium, hanggang sa 3 wt.% molybdenum at hanggang 2 wt.% nickel, at ang tanso ay ipinakilala sa pamamagitan ng impregnation sa panahon ng sintering .
12. Sintered material ayon sa claim 11, na nailalarawan sa na pagkatapos ng sintering sa isang pugon nang walang pinabilis na paglamig, mayroon itong martensitic microstructure.
13. Sintered body ayon sa claim 11, na nailalarawan sa naglalaman ito ng 5-25 wt.% tool steel powder.
14. Sintered materyal ayon sa claim 11, nailalarawan sa na tanso ay ipinakilala sa ito sa isang halaga ng 10-25 wt.% ng masa ng pinaghalong.
15. Isang sintered valve seat insert para sa internal combustion engine na may pinahusay na machinability, wear resistance at mataas na thermal conductivity, pagkakaroon ng matrix na nakuha sa pamamagitan ng sintering ng mixture kabilang ang iron-based chromium powder, tool steel powder, solid lubricant at naglalaman ng tanso, na nailalarawan na ang matrix ay nakukuha sa pamamagitan ng sintering ng pinaghalong naglalaman ng sinter-hardenable powder batay sa iron, pre-mixed sa o alloyed na may 2-5 wt.% chromium, hanggang 3 wt.% molybdenum at hanggang 2 wt. % nickel, at copper na ipinakilala sa pamamagitan ng impregnation sa panahon ng sintering.
16. Isang sintered valve seat insert ayon sa claim 15, na nailalarawan sa na, pagkatapos ng sintering nang walang pinabilis na paglamig, mayroon itong ganap na martensitic microstructure.
17. Sintered valve seat insert ayon sa claim 15, na nailalarawan na naglalaman ito ng matrix na nakuha mula sa pinaghalong naglalaman ng 5-25 wt.% tool steel powder.
18. Sintered valve seat insert ayon sa claim 17, na nailalarawan sa na ang mixture ay naglalaman ng M2 tool steel powder bilang tool steel powder.
19. Sintered valve seat insert ayon sa claim 17, na nailalarawan sa na naglalaman ito ng matrix na nakuha mula sa pinaghalong naglalaman ng 8 wt.% tool steel powder.
20. Sintered valve seat insert ayon sa claim 17, na nailalarawan na naglalaman ito ng matrix na nakuha mula sa isang mixture na naglalaman ng 1-5 wt.% solid lubricant, na kumakatawan sa hindi bababa sa isang substance na pinili mula sa grupong MnS, CaF 2 , MoS 2.
21. Sintered valve seat insert ayon sa claim 20, na nailalarawan sa na ang matrix ay nakuha mula sa isang timpla na naglalaman ng 3 wt.% solid lubricant.
22. Sintered insert valve seat ayon sa claim 15, na nailalarawan sa na ang matrix ay pinapagbinhi ng tanso sa halagang 10-25 wt.% ng masa ng pinaghalong.
23. Sintered insert valve seat ayon sa claim 22, na nailalarawan sa na ang matrix ay pinapagbinhi ng tanso sa halagang 20 wt.% ayon sa bigat ng pinaghalong.
24. Isang paraan ng paggawa ng valve seat insert para sa internal combustion engine na may pinahusay na machinability, wear resistance at mataas na thermal conductivity, kabilang ang paghahanda ng mixture na naglalaman ng sinter-hardened at chromium-alloyed iron-based powder, tool steel powder at solid lubricant , pagpindot, sintering at impregnation ng tanso , na nailalarawan sa paghahanda ng pinaghalong, isang iron-based na pulbos na pinatigas sa panahon ng sintering ay ginagamit, pre-alloyed na may 2-5 wt.% chromium, hanggang sa 3 wt.% molibdenum at pataas sa 2 wt.% nickel, at ang impregnation na may tanso ay isinasagawa nang sabay-sabay sa sintering.
25. Ang pamamaraan ayon sa claim 24, na nailalarawan sa na pagkatapos ng sintering ang workpiece ay pinalamig nang walang pagsusubo, kaya nakakakuha ng isang ganap na martensitic na istraktura.
26. Ang pamamaraan ayon sa claim 24, na nailalarawan sa na ang isang timpla ay inihanda na naglalaman ng 5-25 wt.% tool steel powder.
27. Ang pamamaraan ayon sa claim 24, na nailalarawan sa na sa panahon ng sintering, ang siksik ay pinapagbinhi ng tanso sa halagang 10-25 wt.% ng masa ng pinaghalong.
28. Ang pamamaraan ayon sa claim 24, na nailalarawan sa na ang isang timpla ay inihanda na naglalaman ng, wt.%:
at sa panahon ng sintering, ang siksik ay pinapagbinhi ng tanso sa halagang 20 wt.% ng bigat ng pinaghalong.
