Materiał gniazda zaworu Łatwo obrabialny stop spiekany na bazie żelaza do wkładów gniazd zaworów. Płytki zaworowe z przyspawanymi fazami. Proces technologiczny regeneracji tarczy zaworowej

Regeneracja gniazd zaworowych. Gdy zużycie gniazd zaworów nie przekracza maksymalnego dopuszczalnego, przywrócenie ich wydajności sprowadza się do utworzenia wymaganego kąta fazowania. Przed fazowaniem gniazd zaworów należy wymienić zużyte tuleje prowadzące trzonków zaworów na nowe i poddać je obróbce za pomocą rozwiertaka zamontowanego na trzpieniu. Obrobiony otwór służy jako baza technologiczna do pogłębienia fazowania gniazd zaworów, co zapewnia niezbędne współosiowość otworów tulei prowadzących i gniazd zaworów. Gniazda zaworów są przetwarzane za pomocą pływającego wkładu. Jeśli gniazda zaworów są zużyte powyżej dopuszczalnego poziomu, należy je przywrócić, instalując gniazda zaworów.

Podczas przywracania gniazd zaworów poprzez dociśnięcie gniazd, bezruch połączenia zapewnia napięcie. Wymaganą wytrzymałość osiąga się w tym przypadku dzięki naprężeniom powstającym w materiale gniazda i głowicy cylindrów. Przy długotrwałej ekspozycji na ciepło, naprężenia mogą się zmniejszyć, zmniejszając w ten sposób siłę pasowania. Dlatego do produkcji gniazd zaworów konieczne jest stosowanie materiałów żaroodpornych o wysokiej wytrzymałości: żeliwa VCh50-1,5, żeliwa specjalnego nr 3 TM 33049. Ostatnio stop EP-616 na bazie chromu i niklu został stać się powszechne. Otwory na siodełka są obrabiane za pomocą specjalnego pogłębiacza, który jest instalowany w specjalnym trzpieniu. Średnicę pogłębiacza dobiera się odpowiednio do wielkości otworu, jaki ma zostać wykonany pod wkładkę zaworową. Centrowanie narzędzia odbywa się za pomocą trzpieni prowadzących montowanych w otworach pod tuleje zaworowe. Zapewnia to dużą koncentryczność obrabianych powierzchni pod wkładkami gniazdowymi i powierzchnią centrującą. Dodatkowo zastosowanie sztywnych prowadnic umożliwia obróbkę otworów na wiertarce pionowej 2H135 i uzyskanie wymaganej dokładności wymiarowej i geometrycznej obrabianych powierzchni. Podczas wytaczania głowica jest instalowana w specjalnym uchwycie.

W pierwszej kolejności następuje wstępne nawiercenie gniazd zaworowych, a następnie przy prędkości obrotowej wrzeciona maszyny wynoszącej 100 obr./min. posuw ręczny w jednym przejściu. Gniazda (rys. 58 i 59) wciska się w tak przygotowane gniazda zaworów za pomocą trzpienia. W tym przypadku głowica cylindrów jest wstępnie podgrzewana do temperatury 80...90°C, a gniazda schładzane w ciekłym azocie do -100 -...120°C. Głowice podgrzewane są w łaźni grzewczej OM-1600 i chłodzone w naczyniu Dewara. Pierścienie należy wcisnąć w podcięcia łba aż do zniszczenia i bez zniekształceń (ryc. 60). Po zaprasowaniu gniazda są uszczelniane równomiernie w czterech punktach po łuku pod kątem 90°. Następnie głowicę cylindrów instaluje się na stojaku OR-6685 w celu fazowania gniazd zaworów, wierci się otwory w tulejach prowadzących i pogłębia skosy gniazd zaworów. Otwory w tulejach rozwierca się przy 50 obr/min i posuwie 0,57 mm/obr w jednym przejściu, pogłębianie wykonuje się przy 200 obr/min pogłębiacza, posuw 0,57 mm/obr w kilku przejściach.

W wyniku wielokrotnego przetwarzania płaszczyzny głowic cylindrów poprzez frezowanie lub szlifowanie, dolna ścianka głowicy staje się cieńsza i mniej trwała, dlatego w przypadku tej grupy części odbudowa gniazd zaworowych poprzez wciśnięcie gniazd nie jest wystarczająca niezawodny. W takim przypadku gniazda zaworów należy odnowić za pomocą nawierzchni gazowej. Jeśli głowica oprócz zużytych gniazd zaworów ma również pęknięcia, należy najpierw odnowić gniazda, a następnie zespawać pęknięcia.

Podczas pracy przy silniku, w wyniku obciążeń mechanicznych i termicznych, w dolnej płaszczyźnie głowicy cylindrów kumulują się znaczne naprężenia wewnętrzne, których wartości i charakter rozkładu mogą być bardzo różne. Nagromadzone naprężenia prowadzą do wypaczenia głów, a w niektórych przypadkach - do pojawienia się pęknięć. W przypadku zastosowania spawania łukiem zimnym powstałe naprężenia spawalnicze, sumujące się w oddzielnych obszarach z resztkami, montażem (po dokręceniu głowicy) i pracownikami, spowodują pojawienie się nowych pęknięć. Dlatego do napawania gniazd konieczne jest zastosowanie metody, która zredukuje naprężenia własne i nie doprowadzi do powstania nowych. Metodą tą jest zgrzewanie na gorąco, które zapewnia wysoką jakość spoin przy minimalnych naprężeniach części.

Podczas spawania na gorąco głowicę podgrzewa się do temperatury 600...650°C i zgrzewa w temperaturze części nie niższej niż 500°C. Dolną granicę nagrzewania ustala się na podstawie właściwości żeliwa, którego ciągliwość gwałtownie spada poniżej tej temperatury, co prowadzi do pojawienia się naprężeń spawalniczych. Przed nagrzaniem gniazda zaworów głowic są dokładnie czyszczone.

Do ogrzania głowicy stosuje się piec komorowy grzewczy z ogrzewaniem elektrycznym lub innym. Wskazane jest zastosowanie elektrycznego pieca komorowego H-60, w którym można grzać do pięciu głowic jednocześnie.

Duże znaczenie ma szybkość nagrzewania i chłodzenia części. Szybkie nagrzewanie głowicy cylindrów może powodować dodatkowe naprężenia.

Po zakończeniu wygrzewania do otworu pieca przesuwa się ruchomy stół spawalniczy i umieszcza się na nim głowicę.

Spawanie wykonuje się palnikiem acetylenowo-tlenowym GS-53 lub GS-ZA („Moskwa”), stosując końcówki nr 4 lub 5, w zależności od wielkości pęknięcia. Aby zapewnić Wysoka jakość metal spoiny należy stosować dobrze uformowany, ostro zarysowany płomień palnika, przy czym ustnik palnika spawalniczego musi być w dobrym stanie technicznym. Podczas spawania pęknięć i napawania gniazd zaworów wykorzystuje się część redukcyjną płomienia, która chroni metal przed utlenianiem na skutek zawartości w płomieniu wodoru, dwutlenku węgla i tlenku węgla. Rdzeń płomienia w procesie napawania powinien znajdować się w odległości 2...3 mm od powierzchni detalu. Spawanie odbywa się przy równomiernym, ciągłym nagrzewaniu jeziorka spawalniczego.

Jako pręt wypełniający stosuje się pręty żeliwne marki A (skład w%): 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. Średnica pręta - 8...12mm (dobierz w zależności od szerokości rowka rysy). Powierzchnię prętów należy dokładnie oczyścić i odtłuścić. Jako topnik stosuje się drobno zmielony kalcynowany boraks lub jego 50% mieszaninę z suszoną sodą kalcynowaną.

Dobre rezultaty daje także zastosowanie topników FSC-1, ANP-1 i ANP-2.

Po zakończeniu spawania głowicę cylindrów umieszcza się z powrotem w piecu, aby złagodzić naprężenia spawalnicze. Głowicę nagrzewa się do temperatury 680°C, a następnie schładza, najpierw powoli (w piecu), do temperatury 400°C, a następnie w suchym piasku lub termosie według harmonogramu. Całkowicie wystudzone głowice oczyszczane są z żużla i zgorzeliny i kierowane do obróbki. W pierwszej kolejności frezuje się płaszczyznę współpracującą na frezarce poziomej typu 6H82 z frezem cylindrycznym 180XX125 mm lub na frezarce pionowej 6M12P z frezami płytkowymi VK6 lub VK8.

Po obróbce płaszczyzny kontrolowana jest jakość spawania. Miejsca spawania muszą być czyste, bez łupin i wtrąceń żużla. Fazowanie gniazd zaworów odbywa się za pomocą zagłębienia podobnego do fazowania gniazd opisanych powyżej.

Docieranie zaworów. Przed demontażem głowic cylindrów należy je oczyścić z osadów oleju i węgla oraz oznaczyć numery seryjne zaworów na końcach płytek, aby podczas montażu zamontować je na swoich miejscach.

Aby pęknąć zawory, należy zamontować głowicę cylindrów bez wtryskiwaczy, wahacze, osie wahaczy i kołki mocujące oś wahaczy z powierzchnią współpracującą na płycie tak, aby zapewnić ogranicznik zaworów. Suszenie przeprowadza się za pomocą urządzenia pokazanego na ryc. 84. W tym celu wkręć śrubę oporową 1 urządzenia w otwór na kołek do mocowania osi wahacza, zamontuj płytkę dociskową 2 urządzenia na płytce sprężyny odpowiedniego zaworu i naciskając uchwyt 3 dźwignię urządzenia, naciśnij sprężyny zaworów, usuń krakersy i wyjmij wszystkie części zespołu zaworu. W ten sam sposób sukcesywnie poluzuj wszystkie pozostałe zawory i wyjmij sprężyny zaworowe i powiązane części.

Obróć głowicę cylindrów i wyjmij zawory z tulei prowadzących. Dokładnie oczyścić zawory i gniazda z brudu, nagaru i oleju, umyć w nafcie lub specjalnym roztworze detergentu, wysuszyć i sprawdzić stopień naprawy. Przywrócenie szczelności zaworu poprzez docieranie jest możliwe tylko wtedy, gdy na powierzchni roboczej występują niewielkie zużycie i małe panewki oraz tylko wtedy, gdy płyta i trzpień nie są wypaczone i nie ma miejscowych przepaleń na powierzchniach czołowych zaworu i gniazda .

W przypadku wystąpienia takich wad docieranie należy poprzedzić szlifowaniem gniazd i zaworów lub wymianą uszkodzonych części na nowe.

Do docierania zaworów należy używać specjalnej pasty docierającej przygotowanej poprzez dokładne zmieszanie trzech części (objętościowych) zielonego mikroproszku węglika krzemu z dwiema częściami oleju silnikowego i jedną częścią oleju napędowego. Przed użyciem dokładnie wymieszaj mieszaninę docierającą, ponieważ w przypadku braku mieszania mechanicznego mikroproszek może się wytrącić.

Zamontuj głowicę cylindrów na płycie lub specjalnym narzędziu powierzchnią współpracującą do góry. Nałóż cienką, równą warstwę pasty docierającej na powierzchnię czołową zaworu, nasmaruj trzpień zaworu czystym olejem silnikowym i zamontuj go w głowicy cylindrów. Dopuszczalne jest nakładanie pasty na fazę siodła. Szlifowanie odbywa się poprzez ruch posuwisto-zwrotny zaworów za pomocą specjalnego narzędzia lub wiertarki z przyssawką. Naciskając zawór z siłą 20 ... 30 N (2 ... 3 kgf), obróć go o 1/3 obrotu w jednym kierunku, a następnie, luzując siłę, o 1/4 obrotu w przeciwnym kierunku. Nie wcierać okrężnymi ruchami.

Podnosząc zawór okresowo i dodając pastę do fazowania, kontynuuj docieranie, jak wskazano powyżej, aż na fazach zaworu i gniazda pojawi się ciągły matowy pas o szerokości co najmniej 1,5 mm. Pęknięcia matowego paska i obecność na nim poprzecznych zadrapań są niedozwolone. Przy prawidłowym docieraniu matowy pasek na czole gniazda zaworu powinien zaczynać się od większej podstawy.

Po dotarciu dokładnie umyć zawory i głowicę cylindrów naftą lub specjalnym roztworem czyszczącym i wysuszyć.

Uwaga! Obecność nawet niewielkich pozostałości pasty docierającej na zaworze lub głowicy cylindrów może prowadzić do otarć i przyspieszonego zużycia tulei cylindrowych i pierścieni tłokowych.

Zamontować zawory, sprężyny i ich elementy mocujące na głowicy cylindrów i wysuszyć zawory za pomocą narzędzia (patrz rys. 84).

Sprawdź jakość szlifowania złącza zaworowego pod kątem wycieków, wlewając naftę lub olej napędowy, wlewając go naprzemiennie do kanałów dolotowego i wylotowego. Dobrze docierane zawory nie powinny przepuszczać nafty ani oleju napędowego przez jedną minutę.

Dopuszczalne jest sprawdzenie jakości docierania ołówkiem. W tym celu nałóż 10-15 kresek w regularnych odstępach miękkim ołówkiem grafitowym na fazę szlifowanego zaworu czystego, następnie ostrożnie włóż zawór w gniazdo i mocno dociskając do gniazda przekręć go o 1/4 obrotu . Na dobra jakość docieranie, należy usunąć wszystkie kreski na fazie roboczej zaworu. Jeżeli wyniki kontroli jakości docierania są niezadowalające, należy ją kontynuować.

6.10.1 Spawanie plazmowe zaworów .

Zawory wydechowe średnioobrotowych morskich silników wysokoprężnych (na przykład „SULZERA 25”) są wykonane ze stali 40X9C2 i 40X10C2M.

Aby zapewnić zwiększoną wydajność zaworu, pas uszczelniający płyty jest utwardzany poprzez napawanie. Aby zapewnić optymalne właściwości osadzonego metalu, HAZ i metalu nieszlachetnego, opracowano proces automatycznego napawania plazmowego proszkiem samotopliwym PR-N77Kh15SZR2. (Wcześniej stosowano do tego ręczne napawanie łukiem argonowym za pomocą stellitu).

Napawanie plazmowe wykonujemy na instalacji UPN-303 z następującymi parametrami trybu: prąd łuku o stałej polaryzacji 100-110A, napięcie łuku 35-37V, zużycie proszku 2kg/h, prędkość napawania 7-8 m/h. Proszek jest wdmuchiwany do plazmy. Napawanie odbywa się za pomocą poprzecznych oscylacji palnika plazmowego. Argon stosowany jest jako gaz tworzący plazmę, osłonowy i transportujący. Przed napawaniem płytkę zaworu podgrzewa się płomieniem acetylenowo-tlenowym do temperatury 200-250 0 C.

Przygotowanie krawędzi odbywa się według rys. 1. Aby zapewnić poziome położenie płaszczyzny zgrzewanej taśmy, trzpień zaworu w manipulatorze instalacji zgrzewającej ustawia się pod kątem 30 0 do pionu. Napawanie odbywa się w jednej warstwie.

Po napawaniu wykonuje się wyżarzanie w temperaturze 700 0 C.

Zawory posiadają wymaganą twardość metalu nieszlachetnego HRC 24-25, wymaganą twardość podwyższoną napawanego HRC 38-41 i dopuszczalną twardość metalu HAZ HRC 36-37.

6.10.2 Spawanie zaworów stelitem.

Zawory potężnych morskich silników wysokoprężnych również pokrywają się stellitem.

Stopy kobaltu z chromem i wolframem, tzw. stellity, wyróżniają się niezwykłymi właściwościami użytkowymi: są w stanie utrzymać twardość w wysokie temperatury aha, odporne na korozję i erozję, a także mają doskonałą odporność na zużycie podczas tarcia suchego metalu o metal. Sam kobalt nie ma wysokiej odporności na ciepło, tę właściwość nadają stopom dodatki chromu (25–35%) i wolframu (3–30%). Ważny element to także węgiel, który wraz z wolframem i chromem tworzy specjalne twarde węgliki, które poprawiają odporność na zużycie ścierne.

Zawory silnika są spawane ze stopów kobaltu wewnętrzne spalanie, uszczelniające powierzchnie armatury parowej o ultrawysokich parametrach, matryce do prasowania metali nieżelaznych i stopów itp. Przy napawaniu stali należy dążyć do minimalnego przejścia żelaza z metalu rodzimego do metalu stopionego, w przeciwnym razie właściwości tego ostatniego gwałtownie się pogarszają. Osadzony metal jest podatny na powstawanie pęknięć zimnych i krystalizacyjnych, dlatego napawanie odbywa się przy wstępnym i często jednoczesnym nagrzewaniu części.

Zapewnienie minimalnego udziału metalu nieszlachetnego i dotrzymanie niezbędnych warunków termicznych to najważniejsze cechy procesu technologicznego napawania stopów kobaltu. Napawanie odbywa się poprzez spawanie płomieniem gazowym lub łukiem argonowym za pomocą prętów ze stopów V2K i VZK oraz elektrodami otulonymi marki TsN-2 za pomocą pręta wykonanego z pręta VZK.

Części nagrzewa się do temperatury 600-700 0 C. Przy takim nagrzewaniu udział metalu nieszlachetnego jest duży (do 30%), dlatego aby uzyskać minimalną zawartość żelaza, napawanie należy wykonać w trzech warstwach. Zwiększa to zużycie bardzo drogiego materiału nawierzchniowego i zwiększa złożoność pracy.

1

W artykule podjęto kwestię konieczności i celowości stosowania żeliwa austenitycznego manganowego na gniazda zaworowe silników spalinowych zasilanych gazowym paliwem silnikowym. Podano informacje na temat masowo produkowanych gniazd zaworowych silników spalinowych samochodów, najpopularniejszych stopów do produkcji części siedzeń, ich wad, niedoskonałości stopów stosowanych w eksploatacji oraz przyczyn niskiej żywotności części tego typ są opisane. Jako rozwiązanie tego problemu proponuje się zastosowanie żeliwa austenitycznego manganowego. Na podstawie wieloletnich badań właściwości żeliwa manganowego zaproponowano zastosowanie tego stopu do produkcji gniazd zaworowych silników samochodowych zasilanych gazowym paliwem silnikowym. Rozważono główne właściwości proponowanego stopu. Wyniki badań są pozytywne, a zasób nowych siodeł jest 2,5…3,3 razy dłuższy niż seryjnych.

głowica cylindra

system zasilania

nosić

zasoby części

paliwo silnikowe na gaz ziemny

Samochód LODOWY

1. Winogradow V.N. Stale trudnościeralne z niestabilnym austenitem na części wyposażenia pól gazowych / V.N. Winogradow, L.S. Livshits, S.N. Płatonow // Vestnik mashinostroeniya. - 1982. - nr 1. - S. 26-29.

2. Litwinow V.S. Fizyczna natura utwardzania austenitu manganu / V.S. Litwinow, S.D. Karakishev // Obróbka cieplna i fizyka metali: międzyuczelniane sł. - Swierdłowsk, UPI. - 1979. - nr 5. - S. 81-88.

3. Maslenkov S.B. Stale i stopy do wysokich temperatur. Książka referencyjna: w 2 tomach / S.B. Maslenkov, E.A. Maslenkow. - M.: Metalurgia, 1991. - T. 1. - 328 s.

4. Stanchev D.I. Perspektywy zastosowania specjalnego żeliwa austenitycznego manganowego na części zespołów ciernych maszyn leśnych / D.I. Stanchev, DA Popov // Aktualne problemy rozwoju kompleksu leśnego: materiały międzynarodowej konferencji naukowo-technicznej VSTU. - Wołogda, 2007. - S. 109-111.

5. Technologia inżynieryjna. Przywrócenie jakości i montaż części maszyn / V.P. Smolentsev, G.A. Sukhochev, A.I. Boldyrev, E.V. Smolentsev, A.V. Bondar, V.Yu. Skłokin. - Woroneż: Wydawnictwo Państwa Woroneż. te. un-ta, 2008. - 303 s.

Wstęp. Stosowanie gazowego paliwa silnikowego jako paliwa do silników spalinowych wiąże się z szeregiem problemów technicznych, których nie rozwiązuje się efektywne działanie pojazdów wyposażonych w systemy zasilania dwupaliwowego nie jest możliwe. Jednym z najbardziej palących problemów technicznej eksploatacji pojazdów napędzanych silnikiem gazowym jest niska pojemność interfejsu „gniazdo-zawór”.

Analiza uszkodzeń gniazda pozwoliła na ustalenie przyczyn ich występowania, którymi są: odkształcenia plastyczne oraz erozja gazowa spowodowana pogorszeniem się pasowania pary ciernej w trakcie eksploatacji. Na rysunkach 1 i 2 przedstawiono główne charakterystyczne uszkodzenia gniazd i zaworów podczas pracy na paliwie gazowym.

Tradycyjnie w silnikach benzynowych gniazda zaworowe wykonane są z żeliwa szarego w gatunkach SCH25, SCH15 według GOST 1412-85 lub stali węglowych i stopowych 30 HGS według GOST 4543-71, które zapewniają zadowalającą niezawodność eksploatacyjną i trwałość interfejsu w całym cyklu gwarantowana żywotność silnika. Jednak po przejściu na dwupaliwowy układ zasilania silników spalinowych zasoby interfejsu znacznie się zmniejszają, według różnych szacunków naprawa głowicy bloku jest wymagana po 20 000–50 000 tysięcy kilometrów. Przyczyną zmniejszenia zasobu interfejsu jest niska szybkość spalania mieszanki gazowo-powietrznej w trybach pracy z dużą prędkością wału korbowego, a w rezultacie znaczne nagrzewanie metalu gniazda, utrata jego wytrzymałości i dalsze odkształcenie od interakcja z zaworem.

Zatem, aby zapewnić gwarantowaną żywotność złącza gniazdo-zawór, w przypadku stosowania paliwa do silników gazowych materiały wymagają nie tylko wysokich właściwości przeciwciernych, ale także zwiększonej odporności na ciepło.

Cel badania. Winiki wyszukiwania. Celem badań jest uzasadnienie możliwości wykorzystania żeliwa austenitycznego manganowego do produkcji gniazd zaworowych. Wiadomo, że stale i żeliwa klasy ferrytyczno-perlitycznej i perlitycznej nie różnią się odpornością cieplną i nie są stosowane na części pracujące w temperaturach powyżej 700 ºС. Pracować w ekstremalne warunki w temperaturach roboczych rzędu 900 şС stosuje się w szczególności żeliwa żaroodporne klasy austenitycznej z minimalną ilością wolnego grafitu w konstrukcji. Do stopów tych zalicza się żeliwo austenityczne manganowe, którego bazą wiążącą jest austenit zawierający wtrącenia węglikowe oraz drobny grafit lamelarny. Tradycyjnie takie żeliwo jest stosowane jako żeliwo przeciwcierne pod marką AChS-5 i jest stosowane do łożysk ślizgowych.

Wieloletnie badania żeliwa manganowego ujawniły cenne walory tego materiału, osiągnięte poprzez poprawę właściwości stopu poprzez jego modyfikację oraz udoskonalenie technologii produkcji. W trakcie prowadzonych prac badano wpływ stężenia manganu w stopie na skład fazowy i właściwości użytkowe żeliwa austenitycznego. W tym celu wykonano serię wytopów, w których jedynie zawartość manganu zmieniała się na czterech poziomach, skład pozostałych składników, warunki i sposób wytapiania były stałe. Mikrostrukturę, skład fazowy i właściwości otrzymanych żeliw przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1 - Wpływ stężenia manganu na skład strukturalny i właściwości mechaniczne żeliwa manganowego w stanie odlewu

	mikrostruktura (wytrawiona część)		Twardość	Mikrotwardość, 10 ∙ MPa
				austenit	martenzyt
	Mieszanka austenityczno-martenzytyczna, martenzyt, węgliki średniej i małej wielkości. Przeważa martenzyt. Duży grafit lamelowy
	Austenit, mieszanina austenitu i martenzytu, węgliki, drobny grafit. Przewaga austenitu
	Austenit, niewielka ilość martenzytu, siatka węglikowa, drobny grafit. Przewaga austenitu
	austenit, znaczący ilość dużych węglików, nierównomiernie rozmieszczone, izolowane pola ledeburytu

W wyniku badań mikrostruktury zauważono, że wraz ze wzrostem zawartości manganu w żeliwie zmienia się stosunek składników fazowych (ryc. 3): wzrasta stosunek fazy gamma do fazy alfa żelaza , wzrasta ilość fazy węglikowej (Fe3C, Mn3C, Cr3C2), a maleje ilość grafitu.

Jak wykazały wyniki badań rentgenowskich, wraz ze wzrostem zawartości manganu, stosunek obszarów natężeń całkowych zajmowanych odpowiednio przez fazę gamma austenitu i fazę alfa martenzytu (I111/I110) na Wzrasta wzór rentgenowski powierzchni przekroju. Przy zawartości manganu 4,5% I111/I110 = 0,7; przy 8,2% I111/I110 = 8,5; przy 10,5% I111/I110 = 17,5; przy 12,3% I111/I110 = 21.

W celu ustalenia wpływu manganu na właściwości fizyko-mechaniczne żeliwa przeprowadzono w szczególności badania odporności na zużycie w warunkach tarcia suchego i niekontrolowanego nagrzewania ciernego. Badania porównawcze zużycia żeliwa o różnej zawartości manganu przeprowadzono na maszynie SMTs-2 według schematu tarcia „blok-walec” przy nacisku właściwym 1,0 MPa i prędkości poślizgu 0,4 m/s. Wyniki testu przedstawiono na rysunku 4.

Wraz ze wzrostem zawartości manganu w żeliwie z 4,5 do 10,5% zwiększa się ilość austenitu zawartego w konstrukcji. Zwiększenie udziału austenitu w osnowie metalicznej żeliwa zapewnia niezawodne zatrzymanie fazy węglikowej w bazie. Wzrost zawartości manganu powyżej 12% nie spowodował istotnego wzrostu odporności żeliwa na zużycie. Okoliczność tę tłumaczy się faktem, że przyrost fazy węglikowej (obserwuje się oddzielne pola ledeburytu) nie wpływa znacząco na odporność materiału na zużycie w tych trybach tarcia.

Z wyników uzyskanych podczas badań żeliwa doświadczalnego o różnej zawartości manganu wynika, że ​​największą odporność na zużycie posiada żeliwo zawierające 10,5% Mn. Taka zawartość manganu zapewnia utworzenie optymalnej z punktu widzenia kontaktu ciernego struktury, którą tworzy stosunkowo plastyczna osnowa austenityczna, jednolicie wzmocniona wtrąceniami węglikowymi.

Jednocześnie stop zawierający 10,5% Mn różnił się najbardziej optymalnym stosunkiem składników fazowych, ich kształtem i rozmieszczeniem. Jego struktura składała się głównie z austenitu, wzmocnionego średnimi i małymi węglikami heterogenicznymi oraz drobno zdyspergowanymi wtrąceniami grafitu (rys. 5). Względne badania zużycia w tarciu suchym, przeprowadzone na próbkach żeliwa o różnej zawartości manganu, wykazały, że żeliwo manganowe zawierające 10,5% Mn było 2,2 razy lepsze pod względem odporności na zużycie w porównaniu z żeliwem o zawartości 4,5% Mn.

Wzrost zawartości manganu powyżej 10,5% powodował dalszy wzrost ilości fazy austenitycznej i węglikowej, przy czym zaobserwowano węgliki w postaci odrębnych pól, a odporność żeliwa na zużycie nie wzrosła. Na tej podstawie wybrano skład chemiczny żeliwa do dalszych badań i testów, %: 3,7 C; 2,8Si; 10,5 mln; 0,8 Cr; 0,35 Cu; 0,75Mo; 0,05B; 0,03 S; 0,65p; 0,1 Ca.

W celu zbadania wpływu obróbki cieplnej na skład strukturalny i właściwości żeliwa austenitycznego manganowego zaproponowano skład chemiczny próbki (bloki) poddano hartowaniu. Hartowanie objętościowe próbek przeprowadzono w wodzie bieżącej o temperaturze ogrzewania 1030–1050°C i czasie wygrzewania: 0,5, 1, 2, 3, 4 godz.

Badania struktury próbek po hartowaniu objętościowym wykazały, że temperatura nagrzewania, czas nagrzewania i szybkość chłodzenia odgrywają znaczącą rolę w kształtowaniu się struktury żeliwa manganowego. Hartowanie w ogólnym przypadku doprowadziło do niemal całkowitego austenizacji, w wyniku czego otrzymano ziarna średniej i małej wielkości. Ogrzewanie zapewnia rozpuszczenie węglików w austenicie. Kompletność tych przemian wzrasta wraz ze wzrostem czasu ekspozycji próbek w piecu. Martenzyt obecny w strukturze odlewu podczas ogrzewania całkowicie rozpuścił się w austenicie i nie wytrącił się podczas hartowania. Węgliki, w zależności od czasu trwania ekspozycji podczas ogrzewania, częściowo lub całkowicie rozpuszczone w austenicie, są ponownie uwalniane po ochłodzeniu. Po utwardzeniu ilość grafitu w strukturze żeliwa staje się znacznie mniejsza w porównaniu ze stanem odlewu. W żeliwie hartowanym płytki z wtrąceniami grafitowymi są cieńsze i krótsze. Twardość Brinella hartowanego żeliwa manganowego jest zmniejszona, zwiększa się wytrzymałość i poprawia się skrawalność.

W celu określenia trybu hartowania zapewniającego maksymalną odporność na zużycie doświadczalnego żeliwa manganowego, zużyciu poddano próbki o różnym czasie przetrzymywania podczas hartowania. Badania odporności na zużycie przeprowadzono na maszynie ciernej SMTs-2 przy nacisku właściwym na próbkę 1,0 MPa i prędkości poślizgu 0,4 m/s.

W wyniku badań stwierdzono, że zwiększenie czasu przetrzymywania do 2∙3,6∙103 s w temperaturze hartowania powoduje wzrost względnej odporności żeliwa manganowego na zużycie, po czym jego odporność na zużycie nie ulega zmianie. Badania te potwierdzają założenie, że skład strukturalny żeliwa manganowego otrzymanego przez hartowanie po przetrzymaniu przez 2∙3,6∙103 s jest najdoskonalszy i jest w stanie zapewnić wysokie parametry tarcia suchego.

Ponadto obniżenie twardości austenitycznego żeliwa manganowego do 160-170 HB podczas hartowania prawdopodobnie będzie miało pozytywny wpływ na uszkodzenia i zużycie przeciw korpusu (rolki) symulującego koło lokomotywy. W tym celu do kolejnych badań laboratoryjnych i eksploatacyjnych wykorzystano żeliwo austenityczne manganowe w stanie odlanym (ACHl) i ulepszonym, otrzymane po 2-godzinnym przetrzymywaniu w temperaturze hartowania (ACHz).

Na podstawie przeprowadzonych badań i testów udało się opracować specjalny skład żeliwa austenitycznego, otrzymywanego poprzez modyfikację manganu, który charakteryzuje się dużą odpornością na zużycie w warunkach tarcia suchego (hamulce, sprzęgła cierne), charakteryzuje się wysokim nagrzewaniem ciernym do 900 şС („Żeliwo odporne na zużycie”, patent RF nr 2471882) . Wyniki badań tego składu żeliwa w warunkach i trybach obciążenia interfejsu „gniazdo-zawór” rozrządu wykazały wysoką wydajność materiału, przewyższającą zasoby siodeł wykonanych z żeliwa szarego SCH 25 zgodnie z GOST 1412 -85 i 30 HGS zgodnie z GOST 4543-71 w 2,5-3, 3 razy. Pozwala to uznać żeliwo tego typu za obiecujące do stosowania w warunkach tarcia suchego i wysokich temperatur, w szczególności na gniazda zaworów, tarcze dociskowe sprzęgieł, bębny hamulcowe maszyn wyciągowych, transportowych itp.

Wnioski. Można zatem stwierdzić, że zastosowanie żeliwa austenitycznego manganowego do produkcji gniazd zaworowych znacznie zwiększy żywotność głowicy silników konwertowanych na gazowe paliwo silnikowe i wykorzystujących kombinowany układ zasilania (benzyna-gaz).

Recenzenci:

Astanin V.K., doktor nauk technicznych, profesor, kierownik Katedry Usług Technicznych i Technologii Inżynieryjnych, Państwowy Uniwersytet Rolniczy w Woroneżu im. Cesarza Piotra I, Woroneż.

Sukhochev G.A., doktor nauk technicznych, profesor Wydziału Technologii Inżynierii Mechanicznej, Państwowy Uniwersytet Techniczny w Woroneżu, Woroneż.

Link bibliograficzny

Popow D.A., Polyakov I.E., Tretyakov A.I. O MOŻLIWOŚCI STOSOWANIA ŻELIWA AUSTenityczno-Manganowego NA GNIAZDA ZAWORÓW LODOWYCH PRACUJĄCYCH NA PALIWIE SILNIKA GAZOWEGO // Problemy współczesne nauka i edukacja. - 2014. - nr 2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=12291 (data dostępu: 01.02.2020). Zwracamy uwagę na czasopisma wydawane przez wydawnictwo „Akademia Historii Naturalnej”

Jest instalowany w otworach głowicy cylindrów, przeznaczony do instalowania zaworów i destylacji przez nie mieszanki paliwowo-powietrznej i gazów spalinowych. Część jest wciskana w głowicę cylindrów fabrycznie.

Wykonuje następujące funkcje:

• szczelność otworu;
• przenosi nadmiar ciepła do głowicy cylindrów;
• zapewnia niezbędny przepływ powietrza, gdy mechanizm jest otwarty.

Wymiana gniazda zaworu jest konieczna w przypadku, gdy nie można przywrócić jego szczelności poprzez obróbkę mechaniczną (wielokrotna obróbka w przeszłości, przepalenie, duże zużycie). Możesz zrobić to samemu.

Części są naprawiane, gdy:

• wypalenie płyty;
• po wymianie tulei prowadzących;
• z umiarkowanym stopniem naturalnego zużycia;
• w przypadku naruszenia szczelności połączenia pierścienia z płytką.

Montaż zużytych i uszkodzonych siodeł w domu odbywa się za pomocą frezów. Dodatkowo może być wymagana spawarka lub mocny palnik gazowy, standardowy zestaw klucze wymagane do demontażu i demontażu głowicy cylindrów, pasty docierającej, wiertła.

Wymiana siedzenia

Procedura wymiany składa się z dwóch kluczowych procedur: usunięcia starych części i montażu nowych.

Usuwanie starych donic

W zdemontowanej głowicy cylindrów wymienia się gniazda zaworów na zdemontowaną mechanizm dystrybucji gazu. Stary pierścień można usunąć za pomocą spawarki, jeśli pozwala na to materiał, z którego jest wykonany.

Aby wykonać zabieg, wykonuje się ściągacz gniazda zaworu - pobiera się stary, niepotrzebny zawór, którego płytkę należy obrobić na wymiar wewnętrznej średnicy gniazda.

Następnie powstałe narzędzie jest zagłębiane w gnieździe, nie osiągając krawędzi 2-3 mm i „sczepiane” przez spawanie w 2-3 miejscach. Po wybiciu zaworu wraz z metalowym pierścieniem Odwrotna strona młotek.

Ważny! Procedura wykorzystująca spawanie może spowodować pewne odkształcenie gniazda. W takim przypadku standardowe siodła będą miały słabe mocowanie, co może prowadzić do ich spontanicznego demontażu podczas pracy silnika. Wymaga pierścieni o zwiększonej średnicy, które nie są sprzedawane w sklepach, ale są robione na zamówienie.

Gniazdo zaworu wykonane z metali niespawalnych można zdemontować wkręcając w nie kawałek rury, który będzie służył jako ściągacz gniazda zaworu. Aby to zrobić, na wewnętrznej powierzchni pierścienia wycina się nić. Podobny gwint nakłada się na zewnętrzną powierzchnię metalowej rury o odpowiedniej średnicy.

Bierze się stary zawór, który jest wstępnie przyspawany do końca rury w odwrotnym położeniu. W tym przypadku trzpień zaworu wkłada się w przeznaczony do tego otwór, rurkę wkręca się w gwint, po czym element usuwa się poprzez opukiwanie trzpienia.

Montaż nowych siodeł

Przed rozpoczęciem procedury montażu nowych siodeł siedzenia dla nich są czyszczone z brudu. Po głowicy cylindrów należy ją równomiernie podgrzać do temperatury przekraczającej 100°C. W tym przypadku metal rozszerza się, umożliwiając wciśnięcie pierścienia.

Montowana część jest chłodzona ciekłym azotem. W przypadku jego braku można zastosować kombinację lodu i acetonu, co pozwala obniżyć temperaturę metalu do -70 ° C. Wymiary części dobiera się tak, aby różnica między średnicą gniazda a pierścieniem nie była większa niż 0,05-0,09 mm na zimnych częściach.

Gniazdo zaworu wciska się za pomocą specjalnego trzpienia lub kawałka rury o odpowiedniej średnicy. Część powinna zmieścić się w siodełku przy niewielkim wysiłku. W tym przypadku ważne jest, aby pierścień stał bez przekrzywienia.

Po wciśnięciu i ostudzeniu głowicy należy sprawdzić czy element wisi na gnieździe. Jeżeli nie ma szczeliny, a wymieniany element mocno trzyma się na swoim miejscu, procedurę wymiany można uznać za zakończoną. Następnie wymagane jest wycięcie gniazd zaworowych za pomocą noży.

Ważny! Dzięki standardowej procedurze wymiany płytek wszystkich zaworów są one sadzone dość wysoko. Niektórzy eksperci zalecają jednak wykonanie fazowań w taki sposób, aby zawory wydechowe znajdowały się nieco głębiej niż w normalnej pozycji. Gniazdo zaworu wlotowego pozostaje w pierwotnym położeniu.

Naprawa siodełka

Naprawa gniazd zaworowych odbywa się przy ich naturalnym zużyciu i luźnym dopasowaniu płytki do gniazda.

W celu przywrócenia geometrii pierścieni stosuje się frezy do gniazd zaworowych – zestaw głowic frezujących, które pozwalają na wykonanie niezbędnych kątów.

Rolki można stosować w połączeniu ze specjalnym wyposażeniem. Jest to jednak kosztowne. Dlatego w domu stosuje się klucz grzechotkowy z przedłużaczem. Prawidłowo obrobione miejsca mają kąty 30˚, 60˚ i 45˚. Obróbka gniazd zaworowych w celu wykonania każdego z nich odbywa się za pomocą odpowiedniego frezu.

Szlifowanie gniazd zaworowych nie wymaga ogrzewania ani innej obróbki. Rowek jest „suchy”. W przyszłości podczas docierania konieczne jest użycie specjalnej pasty do docierania. Aby uzyskać najlepsze rezultaty, zaleca się, aby docieranie nowych gniazd odbywało się ręcznie, a nie za pomocą wiertarki.

Innym rodzajem naprawy jest rowek gniazd pod wkładki naprawcze. Aby to zrobić, zgodnie z algorytmem opisanym powyżej, siodła są usuwane, po czym za pomocą specjalnego narzędzia tnącego obrabiane są miejsca pod nimi. Rozmiar miejsca naprawy powinien być o 0,01-0,02 cm mniejszy od wkładki. Montaż przeprowadza się po nagrzaniu głowicy cylindrów i schłodzeniu zamontowanych elementów.

Możesz spróbować odpowiednio się nudzić na własne ryzyko i ryzyko. Biorąc jednak pod uwagę złożoność procedury i wymaganą wysoką dokładność pracy, takie manipulacje najlepiej wykonywać w wykwalifikowanym warsztacie samochodowym lub zakładzie naprawy samochodów.