Od kojeg se metala može izraditi sjedište ventila. Metoda za dobivanje sjedišta ventila za glave cilindra od lijevanog željeza motora s unutarnjim izgaranjem tijekom njihove proizvodnje ili obnavljanja navarivanjem električnim lukom. Ugradnja novih sedla

6.10.1 Plazma zavarivanje ventila .

Ispušni ventili brodskih dizelskih motora srednje brzine (na primjer, "SULZERA 25") izrađeni su od čelika 40X9C2 i 40X10C2M.

Kako bi se osigurala veća učinkovitost ventila, brtveni pojas ploče je otvrdnut navarivanjem. Kako bi se osigurala optimalna svojstva nanesenog metala, ZUT-a i osnovnog metala, razvijen je postupak automatskog plazma navarivanja samofluksirajućim prahom PR-N77Kh15SZR2. (Prethodno se za to koristilo ručno navarivanje stelitom u argonskom luku).

Plazma navarivanje se provodi na instalaciji UPN-303 sa sljedećim parametrima načina rada: struja luka izravnog polariteta 100-110A, napon luka 35-37V, potrošnja praha 2 kg/h, brzina navarivanja 7-8 m/h. Prah se upuhuje u plazmu. Navarivanje se izvodi poprečnim oscilacijama plazma baklje. Argon se koristi kao plin za stvaranje plazme, zaštitni i transportni plin. Prije navarivanja disk ventila se zagrijava plamenom acetilen-kisik na temperaturu od 200-250 0 C.

Priprema rubova izvodi se prema sl. 1. Da bi se osigurao vodoravni položaj ravnine zavarene trake, stablo ventila u manipulatoru instalacije za zavarivanje postavljeno je pod kutom od 30 0 prema okomici. Oblaganje se izvodi u jednom sloju.

Nakon navarivanja vrši se žarenje na temperaturi od 700 0 C.

Ventili imaju potrebnu tvrdoću osnovnog metala HRC 24-25, potrebnu povećanu tvrdoću nataloženog HRC 38-41 i prihvatljivu tvrdoću HAZ metala HRC 36-37.

6.10.2 Zavarivanje ventila sa stelitom.

Ventili snažnih brodskih dizelskih motora također su obloženi stelitom.

Legure kobalta s kromom i volframom, takozvani steliti, odlikuju se izvanrednim svojstvima: sposobni su održati tvrdoću na visoke temperature, otporni na koroziju i eroziju, a također imaju izvrsnu otpornost na habanje pri suhom trenju metal-o-metal. Kobalt sam po sebi nema visoku otpornost na toplinu, ovo svojstvo daje legurama aditiva kroma (25-35%) i volframa (3-30%). Važna komponenta je također ugljik, koji tvori posebne tvrde karbide s volframom i kromom, koji poboljšavaju otpornost na abrazivno trošenje.

Legurama kobalta nataloženi su ventili motora s unutarnjim izgaranjem, brtvene površine parnih armatura ultravisokih parametara, kalupi za prešanje obojenih metala i legura itd. Kod navarivanja čelika potrebno je težiti minimalnom prijelazu željeza. od osnovnog metala do taloženog metala, inače se svojstva potonjeg naglo pogoršavaju. Taloženi metal je sklon stvaranju hladnih i kristalizacijskih pukotina, stoga se navarivanje izvodi uz prethodno i često uz popratno zagrijavanje dijelova.

Osiguravanje minimalnog udjela osnovnog metala i poštivanje potrebnih toplinskih uvjeta najvažnije su značajke tehnološkog procesa navarivanja legura kobalta. Navarivanje se izvodi plinskim plamenom ili argon-lučnim zavarivanjem šipkama od V2K i VZK legura, kao i obloženim elektrodama marke TsN-2 sa šipkom od VZK šipke.

Dijelovi se zagrijavaju na temperaturu od 600-700 0 C. S takvim zagrijavanjem, udio osnovnog metala je velik (do 30%), stoga, za postizanje minimalnog sadržaja željeza, navarivanje se mora izvesti u tri sloja. To povećava potrošnju vrlo skupog materijala za oblaganje i povećava složenost rada.

Ugrađuje se u rupe glave cilindra, dizajnirane za ugradnju ventila i destilaciju mješavine zraka i goriva i ispušnih plinova kroz njih. Dio je tvornički utisnut u glavu cilindra.

Obavlja sljedeće funkcije:

• nepropusnost rupa;
• prenosi višak topline na glavu cilindra;
• osigurava potreban protok zraka kada je mehanizam otvoren.

Zamjena sjedišta ventila je potrebna u slučaju da nije moguće vratiti njegovu nepropusnost mehaničkom obradom (brojne obrade u prošlosti, izgaranje, jako trošenje). Možete to učiniti sami.

Dijelovi se popravljaju kada:

• izgaranje ploče;
• nakon zamjene vodilica;
• s umjerenim stupnjem prirodnog trošenja;
• u slučaju kršenja nepropusnosti spoja prstena s pločom.

Uređivanje istrošenih i oštećenih sedla kod kuće vrši se pomoću rezača. Osim toga, stroj za zavarivanje ili moćan plinski plamenik, standardni set ključevi potrebno za demontažu i demontažu glave cilindra, pasta za lepljenje, bušilica.

Zamjena sjedala

Postupak zamjene sastoji se od dva kritična postupka: uklanjanja starih dijelova i postavljanja novih.

Uklanjanje starih žardinjera

Sjedišta ventila zamjenjuju se na rastavljenoj glavi cilindra s rastavljenim mehanizmom za distribuciju plina. Stari prsten možete ukloniti pomoću aparata za zavarivanje, ako to dopušta materijal od kojeg je izrađen.

Za izvođenje postupka izrađuje se izvlakač sjedišta ventila - uzima se stari nepotrebni ventil, čija ploča mora biti obrađena na veličinu unutarnjeg promjera sjedišta.

Nakon toga, dobiveni alat se udubljuje u sjedalo, ne dosežući rub od 2-3 mm i "zalijepi" zavarivanjem na 2-3 mjesta. Nakon što je ventil, zajedno s metalnim prstenom, izbačen s obrnuta stranačekić.

Važno! Postupak zavarivanja može rezultirati određenom deformacijom sjedala. U tom će slučaju standardna sjedala imati slabo pričvršćivanje, što može dovesti do njihove spontane demontaže tijekom rada motora. Zahtijeva prstenove povećanog promjera, koji se ne prodaju u trgovinama, već se izrađuju po narudžbi.

Sjedište ventila izrađeno od metala koji se ne mogu zavariti može se ukloniti tako da se u njega zavrne komad cijevi koji se koristi kao izvlakač sjedišta ventila. Za ovo na unutarnja površina prstenovi su navojni. Slična nit se nanosi na vanjsku površinu metalne cijevi odgovarajućeg promjera.

Uzima se stari ventil, koji je prethodno zavaren na kraj cijevi u obrnutom položaju. U tom slučaju, stablo ventila se umetne u rupu namijenjenu za to, cijev se zavrne u navoj, nakon čega se element uklanja kuckanjem po stablu.

Ugradnja novih sedla

Prije početka postupka ugradnje novih sjedala, sjedala za njih se čiste od prljavštine. Nakon glave cilindra, treba je ravnomjerno zagrijati na temperaturu veću od 100 ° C. U tom slučaju, metal se širi, dopuštajući da se prsten utisne.

Dio koji se montira hladi se tekućim dušikom. Ako ga nema, možete koristiti kombinaciju leda i acetona, što vam omogućuje smanjenje temperature metala na -70 ° C. Dimenzije dijelova su odabrane tako da razlika između promjera sjedala i prstena nije veća od 0,05-0,09 mm na hladnim dijelovima.

Sjedište ventila utiskuje se posebnim trnom ili komadom cijevi odgovarajućeg promjera. Dio bi trebao stati u sjedalo uz malo napora. U ovom slučaju, važno je da prsten stoji bez iskošenja.

Nakon prešanja i hlađenja glave cilindra, trebali biste provjeriti visi li element na sjedalu. Ako nema razmaka, a zamijenjeni element čvrsto stoji na mjestu, postupak zamjene može se smatrati dovršenim. Zatim je potrebno rezanje sjedišta ventila pomoću rezača.

Važno! Uz standardni postupak zamjene ploča svih ventila, oni su prilično visoko postavljeni. Međutim, neki stručnjaci preporučuju da se skošenja strojno obrade tako da ispušni ventili sjede malo dublje od normalnog položaja. Sjedište ulaznog ventila ostaje u izvornom položaju.

Popravak sedla

Popravak sjedišta ventila provodi se s njihovim prirodnim trošenjem i labavim pristajanjem ploče na svoje sjedište.

Da bi se vratila geometrija prstenova, koriste se rezači za sjedišta ventila - set glava za glodanje koji vam omogućuju da napravite potrebne kutove.

Valjci se mogu koristiti u kombinaciji s posebnom opremom. Međutim, to je skupo. Stoga se kod kuće koristi ključ s čegrtaljkom s produžnim kabelom. Ispravno obrađena mjesta imaju kutove od 30˚, 60˚ i 45˚. Obrada sjedišta ventila za izradu svakog od njih provodi se odgovarajućim rezačem.

Brušenje sjedišta ventila ne zahtijeva zagrijavanje ili drugu obradu. Utor je napravljen "na suho". Ubuduće, u vrijeme lappinga, potrebno je koristiti posebnu pastu za lapping. Za najbolje rezultate, preporuča se da se umetanje u nova sjedala radi ručno, a ne bušilicom.

Druga vrsta popravka je utor sjedala za umetke za popravak. Da biste to učinili, prema gore opisanom algoritmu, sedla se uklanjaju, nakon čega se posebnim alatom za rezanje obrađuju mjesta ispod njih. Veličina mjesta popravka trebala bi biti 0,01-0,02 cm manja od umetka. Ugradnja se provodi nakon zagrijavanja glave cilindra i hlađenja montiranih elemenata.

Možete se pokušati pravilno dosađivati ​​na vlastitu odgovornost i rizik. Međutim, s obzirom na složenost postupka i potrebnu visoku točnost rada, takve manipulacije najbolje je obaviti u kvalificiranoj radionici za popravak automobila ili tvornici za popravak automobila.

Ventilske ploče sa zavarenim skošenjima. Tehnološki proces obnove diska ventila.

Ventili. Resurs ventila autotraktorskih motora uglavnom je ograničen trošenjem njegove ivice, zbog čega se u spoju sjedišta i ivice ventila povećava dubina uranjanja njegove ploče u odnosu na površinu glave cilindra, što dovodi do pogoršanja ekonomskih performansi motora: smanjenje snage, povećanje potrošnje goriva, ulja itd. Iskošenje se obično obnavlja brušenjem. Kada se istroši do veličine manje od nominalne vrijednosti, ventil se mora zamijeniti novim ili obnoviti.

Brzo trošenje kosina ventila objašnjava se činjenicom da su tijekom rada izloženi kemijskim i toplinskim učincima, a 3-5 puta više topline uklanja se kroz kosinu nego kroz šipku. Gotovo svi ventili motora koji dolaze na popravak imaju istrošenost duž ivice ploče.

U povećanju čvrstoće skošenja novoproizvedenih ventila dobro se pokazala metoda navarivanja izravnim komprimiranim lukom na instalaciji U-151, koju je razvio PWI. E. O. Paton. Na obradak se postavlja lijevani prsten, koji se zatim spaja komprimiranim lukom. Pokušaj prenošenja iskustva ove metode za navarivanje istrošenih ventila nije dao pozitivne rezultate. To je zbog činjenice da se visina cilindričnog remena diska ventila smanjuje na 0,4-0,1 mm kao rezultat trošenja, a pojavljivanje tankog ruba skošenja zbog neravnomjernog zagrijavanja glave ventila i nanesenog prsten za punjenje je teško: dolazi do gorenja.

Učinkovit način obnavljanja ventila je metoda plazma navarivanja s dovodom tvrdih legura u prahu otpornih na toplinu na istrošeni skos. Da bi to učinili, malojaroslavetska podružnica Državnog znanstveno-tehničkog instituta, TsOKTB i VSKHIZO na temelju stroja U-151 prema dizajnu PWI im. E. O. Paton razvio je instalaciju OKS-1192. Instalacija se sastoji od poluautomatskog stroja za navarivanje zajedno s balastnim reostatom RB-300, plazma baklje koju je dizajnirao VSKHIZO.

Tehničke karakteristike instalacije OKS-1192

Vrste zavarenih ventila (promjer ploče), mm 30-70

Produktivnost, komad/h< 100

Potrošnja plina, l/min:

stvaranje plazme<3

zaštitni i transportni<12

Potrošnja rashladne vode, l/min >4

Kapacitet dodavača praha, m 3 0,005

Snaga, kW 6

Ukupne dimenzije, mm:

instalacija 610X660X1980

komandni ormar 780X450X770

U nedostatku industrijske instalacije, ako je potrebno obnoviti ventile, poduzeća za popravak mogu sastaviti plazma instalaciju iz zasebnih gotovih jedinica na temelju tokarilice prema shemi prikazanoj na slici. 42. Ventil je montiran na vodeno hlađeni bakreni kalup koji odgovara veličini njegove ploče, koju pokreće vreteno tokarilice kroz potisni ležaj i par koničnih zupčanika.

Riža. 42. Shema instalacije za plazma zavarivanje ventila:

1 - napajanje; 2 - prigušnica; 3- volframova elektroda; 4 - unutarnja mlaznica; 5 - zaštitna mlaznica; 6 - ventil; 7 - bakreni oblik; 8, 16 - ležajevi; 9 - tijelo instalacije; 10 - cijev za dovod vode; 11, 12 - okovi; 13 - baza; 14 - stalak; 15, 17 - uljne brtve; 18 - vijak za zaključavanje; 19, 20 - konusni zupčanici; 21 - cilindar

Načelo rada instalacije OKS-1192 i instalacije sastavljene u uvjetima poduzeća za popravke približno je isto i sastoji se u sljedećem. Nakon što se voda za hlađenje (iz vodoopskrbne mreže), plin argon koji stvara plazmu (iz cilindra), električna energija (iz izvora napajanja) dovodi u plazma baklju, posredno komprimirani luk (plazma mlaz) pobuđuje se između volframa elektroda i unutarnja mlaznica plazma plamenika pomoću oscilatora. Zatim se prah dovodi iz dodavača praha s transportnim plinom - argonom kroz zaštitnu mlaznicu plamenika do skošenja okretnog ventila i istovremeno se struja dovodi do ventila kroz balastni reostat. Između električki vodljivog mlaza plazme i skošenja ventila nastaje komprimirani luk, koji istovremeno topi skošenje ventila i prah za zavarivanje, tvoreći visokokvalitetne guste slojeve (Sl. 43).

Riža. 43. Zavareni diskovi ventila

Za navarivanje skošenja ventila traktorskih motora velike mase, osim preporučenih, moguće je koristiti i tvrde legure na bazi željeza u prahu PG-S1, PG-US25 s dodatkom 6% Al potonjem.

Prilikom odabira materijala za navarivanje ventila treba se voditi činjenicom da legure kroma i nikla imaju veću toplinsku otpornost i otpornost na habanje, ali su 8-10 puta skuplje od tvrdih legura na bazi željeza i manje se obrađuju.

Načini plazma zavarivanja skošenja ventila

Jačina struje, A 100-140

Napon, V 20-30

Potrošnja plina (argon), l/min:

stvaranje plazme 1,5-2

transportni (zaštitni) 5-7

Brzina nanošenja, cm/s 0,65-0,70

Udaljenost od plazma plamenika do ivice ventila, mm 8-12

Širina sloja, mm 6-7

Visina sloja, mm 2-2,2

Dubina prodiranja, mm 0,08-0,34

Tvrdoća HRC nanesenog sloja s legurom:

PG-SR2, PG-SR3 34-46

PG-S1, PG-US25 46-54

Tehnološki proces restauracija diska ventila uključuje sljedeće glavne operacije: pranje, otkrivanje nedostataka, čišćenje čeone površine i skošenja od naslaga ugljika, plazma navarivanje, strojna obrada, kontrola. Obrada ventila izvodi se sljedećim redoslijedom: očistite čeonu površinu diska ventila; izbrusiti disk ventila duž vanjskog promjera do nominalne veličine, prethodno obraditi disk za skošenje; izbrusiti skošenje na nazivnu veličinu. Prve tri operacije izvode se na strugu s glodalima s pločicama od tvrdog metala. Korištenje plazma metode navarivanja omogućilo je povećanje otpornosti na habanje radne površine ploče automobilskih ventila za 1,7-2,0 puta u usporedbi s otpornošću na habanje novih.

1

U članku se razmatra pitanje potrebe i svrsishodnosti korištenja austenitnog manganskog lijeva za sjedišta ventila motora s unutarnjim izgaranjem koji rade na plinsko motorno gorivo. Daju se informacije o serijski proizvedenim sjedištima ventila za motore s unutarnjim izgaranjem automobila, najčešćim legurama za izradu dijelova sjedala, njihovim nedostacima, nesavršenosti legura koje se koriste u radu i razlozima niskog vijeka trajanja dijelova ovog opisani su tipovi. Kao rješenje ovog problema predlaže se korištenje austenitnog manganskog lijevanog željeza. Na temelju dugogodišnjeg istraživanja svojstava manganskog lijevanog željeza, predloženo je korištenje ove legure za izradu sjedišta ventila za automobilske motore s plinskim motornim gorivom. Razmotrena su glavna svojstva predložene legure. Rezultati istraživanja su pozitivni, a resurs novih sedla je 2,5 ... 3,3 puta duži od serijskih.

glava cilindra

sustav opskrbe

nositi

resurs dijelova

prirodni plin motorno gorivo

ICE auto

1. Vinogradov V.N. Čelici otporni na habanje s nestabilnim austenitom za dijelove opreme plinskih polja / V.N. Vinogradov, L.S. Livshits, S.N. Platonov // Vestnik mashinostroeniya. - 1982. - br. 1. - S. 26-29.

2. Litvinov V.S. Fizička priroda otvrdnjavanja manganskog austenita / V.S. Litvinov, S.D. Karakishev // Toplinska obrada i fizika metala: međusveučilišni zbornik. - Sverdlovsk, UPI. - 1979. - br. 5. - S. 81-88.

3. Maslenkov S.B. Čelici i legure za visoke temperature. Priručnik: u 2 sveska / S.B. Maslenkov, E.A. Maslenkov. - M.: Metalurgija, 1991. - T. 1. - 328 str.

4. Stančev D.I. Izgledi za upotrebu specijalnog austenitnog manganskog lijeva za dijelove tarnih jedinica šumskih strojeva / D.I. Stančev, D.A. Popov // Aktualni problemi razvoja šumskog kompleksa: materijali međunarodne znanstvene i tehničke konferencije VSTU. - Vologda, 2007. - S. 109-111.

5. Inženjerska tehnologija. Obnova kvalitete i montaža strojnih dijelova / V.P. Smolentsev, G.A. Suhočev, A.I. Boldyrev, E.V. Smolentsev, A.V. Bondar, V.Yu. Sklokin. - Voronjež: Izdavačka kuća države Voronjež. oni. un-ta, 2008. - 303 str.

Uvod. Korištenje plinskog motornog goriva kao goriva za motore s unutarnjim izgaranjem povezano je s brojnim tehničkim problemima bez kojih je nemoguć učinkovit rad vozila na pogonskim sustavima s dva goriva. Jedno od najhitnijih pitanja tehničkog rada vozila na plinsko motorno gorivo je nizak resurs sučelja "sjedalo-ventil".

Analizom oštećenja sjedala utvrđeni su uzroci njihovog nastanka, a to su: plastična deformacija i plinska erozija uzrokovana pogoršanjem prileganja tarnog para tijekom rada. Na slikama 1 i 2 prikazana su glavna karakteristična oštećenja sjedišta i ventila pri radu na plinsko gorivo.

Tradicionalno, sjedišta ventila za benzinske motore izrađuju se od sivog lijevanog željeza SCH25, SCH15 prema GOST 1412-85 ili ugljičnog i legiranog čelika 30 HGS prema GOST 4543-71, koji osiguravaju zadovoljavajuću radnu pouzdanost i trajnost sučelja kroz zajamčeno radni vijek motora. Međutim, pri prelasku na sustav napajanja s dva goriva za motore s unutarnjim izgaranjem, resurs sučelja se naglo smanjuje, prema različitim procjenama, popravak glave bloka potreban je nakon 20.000-50.000 tisuća kilometara. Razlog smanjenja resursa sučelja je niska brzina izgaranja mješavine plina i zraka u načinima rada s velikom brzinom radilice i, kao rezultat toga, značajno zagrijavanje metala sjedišta, gubitak njegove čvrstoće i daljnja deformacija od interakcija s ventilom.

Stoga, kako bi se osigurao zajamčeni radni vijek sučelja sjedište-ventil, pri korištenju plinskog motornog goriva, materijali zahtijevaju ne samo visoka svojstva protiv trenja, već i povećanu otpornost na toplinu.

Svrha studije. Rezultati istraživanja. Svrha istraživanja je dokazati izvedivost primjene manganskog austenitnog lijeva za izradu sjedišta ventila. Poznato je da se čelici i lijevano željezo feritno-perlitne i perlitne klase ne razlikuju po otpornosti na toplinu i ne koriste se za dijelove koji rade na temperaturama iznad 700 ºS. Za rad u ekstremnim uvjetima, na radnim temperaturama od oko 900 ºS, posebno se koriste toplinski otporna austenitna lijevana željeza s minimalnom količinom slobodnog grafita u strukturi. Ove legure uključuju austenitno manganovo lijevano željezo, čija je vezivna baza austenit koji sadrži karbidne inkluzije i fini lamelarni grafit. Tradicionalno se takvo lijevano željezo koristi kao antifrikcijsko lijevano željezo pod markom AChS-5 i koristi se za klizne ležajeve.

Dugogodišnja istraživanja manganskog lijevanog željeza otkrila su vrijedne kvalitete ovog materijala, postignute poboljšanjem svojstava legure njezinim modificiranjem i poboljšanjem tehnologije proizvodnje. Tijekom obavljenog rada proučavan je utjecaj koncentracije mangana u leguri na fazni sastav i uporabna svojstva austenitnog lijeva. Da bi se to postiglo, napravljena je serija taljenja, u kojoj je samo sadržaj mangana varirao na četiri razine, sastav preostalih komponenti, uvjeti i način taljenja bili su konstantni. Mikrostruktura, fazni sastav i svojstva dobivenih lijevanih željeza prikazani su u tablici 1.

Tablica 1 - Utjecaj koncentracije mangana na strukturni sastav i mehanička svojstva manganskog lijevanog željeza u lijevanom stanju

	mikrostruktura (urezani dio)		Tvrdoća	Mikrotvrdoća, 10 ∙ MPa
				austenit	martenzit
	Austenitno-martenzitna smjesa, martenzit, karbidi srednje i male veličine. Prevladava martenzit. velika lamelarni grafit
	Austenit, austenit-martenzitna smjesa, karbidi, fini grafit. Prevladavanje austenita
	Austenit, mala količina martenzita, karbidna mreža, fini grafit. Prevladavanje austenita
	austenit, značajan količina velikih karbida, neravnomjerno raspoređena, izolirana polja ledeburita

Kao rezultat proučavanja mikrostrukture, primijećeno je da se s povećanjem sadržaja mangana u lijevanom željezu mijenja omjer faznih komponenti (slika 3): povećava se omjer gama faze prema alfa fazi željeza. , povećava se količina karbidne faze (Fe3C, Mn3C, Cr3C2), a smanjuje količina grafita.

Kao što su rezultati rendgenskih studija pokazali, s povećanjem sadržaja mangana, omjer površina integralnih intenziteta koje zauzimaju gama faza austenita i alfa faza martenzita (I111/I110), respektivno, na Rendgenski uzorak površine presjeka se povećava. Sa sadržajem mangana od 4,5% I111/I110 = 0,7; kod 8,2% I111/I110 = 8,5; kod 10,5% I111/I110 = 17,5; na 12,3% I111/I110 = 21.

Kako bi se utvrdio učinak mangana na fizikalna i mehanička svojstva lijevanog željeza, posebno su provedena ispitivanja otpornosti na habanje u uvjetima suhog trenja i nekontroliranog zagrijavanja trenjem. Usporedna ispitivanja trošenja lijevanog željeza s različitim sadržajem mangana provedena su na stroju SMTs-2 prema shemi trenja "blok-valjak" pri specifičnom tlaku od 1,0 MPa i brzini klizanja od 0,4 m/s. Rezultati ispitivanja prikazani su na slici 4.

S povećanjem sadržaja mangana od 4,5 do 10,5% u lijevanom željezu, povećava se količina austenita sadržanog u strukturi. Povećanje udjela austenita u metalnoj matrici lijevanog željeza osigurava pouzdano zadržavanje karbidne faze u bazi. Povećanje udjela mangana iznad 12% nije dovelo do značajnijeg povećanja otpornosti lijevanog željeza na trošenje. Ova se okolnost objašnjava činjenicom da prirast karbidne faze (primjećuju se odvojena polja ledeburita) ne utječe značajno na otpornost materijala na trošenje pod ovim režimima trenja.

Na temelju rezultata dobivenih ispitivanjem eksperimentalnog lijeva s različitim sadržajem mangana najveću otpornost na trošenje ima lijev s 10,5% Mn. Ovaj sadržaj mangana osigurava stvaranje optimalne strukture sa stajališta tarnog kontakta, koju čini relativno plastična austenitna matrica jednoliko ojačana karbidnim inkluzijama.

Istodobno, legura s 10,5% Mn razlikovala se u najoptimalnijem omjeru faznih komponenti, kao i njihovom obliku i rasporedu. Struktura mu je bila pretežno austenitna, ojačana heterogenim karbidima srednje i male veličine i fino raspršenim grafitnim inkluzijama (slika 5). Ispitivanja relativnog trošenja pri suhom trenju, provedena s uzorcima lijevanog željeza s različitim koncentracijama mangana, pokazala su da je manganovo lijevano željezo s 10,5% Mn 2,2 puta superiornije u otpornosti na habanje od lijevanog željeza s 4,5% Mn.

Povećanje udjela mangana iznad 10,5% dovelo je do daljnjeg povećanja količine austenitne i karbidne faze, ali su karbidi uočeni u obliku zasebnih polja, a otpornost na trošenje lijevanog željeza nije se povećala. Na temelju toga odabran je kemijski sastav lijevanog željeza za daljnja istraživanja i ispitivanja, %: 3,7 C; 2.8Si; 10,5 Mn; 0,8Cr; 0,35 Cu; 0,75Mo; 0,05 B; 0,03S; 0,65p; 0,1 Ca.

U svrhu proučavanja utjecaja toplinske obrade na strukturni sastav i svojstva austenitnog manganskog lijeva predloženog kemijskog sastava, uzorci (blokovi) su podvrgnuti kaljenju. Volumetrijsko otvrdnjavanje uzoraka provedeno je u tekućoj vodi od temperature zagrijavanja 1030-1050 °C i vremena držanja tijekom zagrijavanja: 0,5, 1, 2, 3, 4 h.

Istraživanja strukture uzoraka nakon volumetrijskog otvrdnjavanja pokazala su da temperatura zagrijavanja, trajanje izlaganja tijekom zagrijavanja i brzina hlađenja igraju značajnu ulogu u formiranju strukture manganskog lijevanog željeza. Stvrdnjavanje je u općem slučaju dovelo do gotovo potpune austenizacije, dobivajući zrna srednje i male veličine. Zagrijavanjem se osigurava otapanje karbida u austenitu. Potpunost ovih transformacija raste s povećanjem trajanja izlaganja uzoraka u pećnici. Martenzit prisutan u strukturi odljevka bio je potpuno otopljen u austenitu tijekom zagrijavanja i nije se istaložio tijekom kaljenja. Karbidi, ovisno o trajanju izlaganja tijekom zagrijavanja, djelomično ili potpuno otopljeni u austenitu, ponovno se oslobađaju nakon hlađenja. Nakon kaljenja, količina grafita u strukturi lijevanog željeza postaje znatno manja u usporedbi s lijevanim stanjem. U kaljenom lijevanom željezu, ploče grafitnih inkluzija su tanje i kraće. Tvrdoća po Brinellu kaljenog manganskog lijevanog željeza je smanjena, žilavost je povećana i obradivost je poboljšana.

Kako bi se odredio način kaljenja koji osigurava maksimalnu otpornost na trošenje eksperimentalnog manganskog lijeva, uzorci s različitim vremenima držanja tijekom kaljenja podvrgnuti su trošenju. Ispitivanje otpornosti na habanje provedeno je na tarnom stroju SMTs-2 pri specifičnom tlaku na uzorku od 1,0 MPa i brzini klizanja od 0,4 m/s.

Kao rezultat ispitivanja, utvrđeno je da povećanje vremena držanja na 2∙3,6∙103 s na temperaturi kaljenja uzrokuje povećanje relativne otpornosti na habanje manganskog lijevanog željeza, nakon čega se njegova otpornost na habanje ne mijenja. Ova ispitivanja potvrđuju pretpostavku da je strukturni sastav manganskog lijevanog željeza dobivenog kaljenjem nakon držanja 2∙3,6∙103 s najsavršeniji i sposoban pružiti visoke performanse pri suhom trenju.

Osim toga, smanjenje tvrdoće na 160-170 HB austenitnog manganskog lijevanog željeza tijekom kaljenja vjerojatno će imati pozitivan učinak na oštećenje i trošenje protutijela (valjka) koji simulira kotač lokomotive. U tom smislu, za naknadna laboratorijska i pogonska ispitivanja korišten je austenitni manganski lijev u lijevanom (ACHl) i kaljenom stanju, dobiven nakon 2 sata držanja na temperaturi kaljenja (ACHz).

Na temelju provedenih istraživanja i ispitivanja bilo je moguće razviti poseban sastav austenitnog lijevanog željeza, dobivenog modificiranjem mangana, koji se odlikuje visokom otpornošću na trošenje u uvjetima suhog trenja (kočnice, tarne spojke), karakteriziran visokim frikcijskim zagrijavanjem do 900 ºS ("Lijevano željezo otporno na habanje", RF patent br. 2471882) . Rezultati ispitivanja ovog sastava lijevanog željeza pod uvjetima i načinima opterećenja sučelja "sjedalo-ventil" vremena pokazali su visoke performanse materijala, premašujući resurs sedla od sivog lijeva SCH 25 prema GOST 1412. -85 i 30 HGS prema GOST 4543-71 u 2,5-3, 3 puta. To nam omogućuje da takvo lijevano željezo smatramo obećavajućim za upotrebu u uvjetima suhog trenja i visokih temperatura, posebno za sjedišta ventila, potisne ploče kvačila, kočione bubnjeve strojeva za podizanje i transport itd.

Zaključci. Dakle, može se zaključiti da će upotreba austenitnog manganskog lijevanog željeza za proizvodnju sjedišta ventila značajno povećati životni vijek glave cilindra motora pretvorenih na plinsko motorno gorivo i korištenje kombiniranog sustava napajanja (benzin-plin).

Recenzenti:

Astanin V.K., doktor tehničkih znanosti, profesor, voditelj Odsjeka za tehničke usluge i inženjerske tehnologije, Voronješko državno agrarno sveučilište nazvano po caru Petru I., Voronjež.

Sukhochev G.A., doktor tehničkih znanosti, profesor Odsjeka za tehnologije strojarstva, Voronješko državno tehničko sveučilište, Voronjež.

Bibliografska poveznica

Popov D.A., Polyakov I.E., Tretyakov A.I. O IZVEDIVOSTI PRIMJENE AUSTENITNOG MANGANSKOG LIJEVANOG ŽELJEZA ZA SJEDIŠTA VENTILA NA LED NA GORIVO ZA PLINSKE MOTORE // Moderni problemi znanosti i obrazovanja. - 2014. - br. 2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=12291 (datum pristupa: 01.02.2020.). Predstavljamo vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Academy of Natural History"

Restauracija sjedišta ventila. Kada istrošenost sjedišta ventila ne prelazi maksimalno dopušteno, vraćanje njihove učinkovitosti svodi se na formiranje potrebnog kuta skošenja. Prije skošenja sjedišta ventila, zamijenite istrošene čahure vodilice stabla ventila novima i obradite ih razvrtačem ugrađenim u osovinu. Obrađena rupa služi kao tehnološka osnova za upuštanje skošenja sjedala ventila, čime se osigurava potrebno poravnanje rupa čahura vodilice i sjedišta ventila. Sjedišta ventila obrađuju se pomoću plutajućeg uloška. Ako su sjedišta ventila istrošena iznad dopuštene razine, obnavljaju se ugradnjom sjedišta ventila.

Prilikom vraćanja sjedišta ventila pritiskom na sjedišta, nepomičnost spoja osigurava se zatezanjem. Potrebna čvrstoća postiže se u ovom slučaju zbog naprezanja koja nastaju u materijalu sjedišta i glave cilindra. S produljenim izlaganjem toplini, naprezanja se mogu smanjiti, čime se smanjuje čvrstoća prianjanja. Stoga je za proizvodnju sjedišta ventila potrebno koristiti materijale otporne na toplinu visoke čvrstoće: lijevano željezo VCh50-1.5, specijalno lijevano željezo br. 3 TM 33049. Nedavno je legura EP-616 na bazi krom-nikla postati široko rasprostranjen. Rupe za sedla obrađuju se posebnim upuštačem koji se ugrađuje u poseban trn. Promjer upuštanja odabire se u skladu s veličinom rupe koju treba obraditi za umetak ventila. Centriranje alata provodi se pomoću igala za vođenje steznih čahura ugrađenih u rupe za čahure ventila. To osigurava visoku koncentričnost obrađenih površina ispod umetaka sjedala i površine za centriranje. Osim toga, korištenje krutih vodilica omogućuje obradu rupa na vertikalnom stroju za bušenje 2H135 i postizanje potrebne dimenzijske i geometrijske točnosti obrađenih površina. Kada se buši, glava se postavlja u posebno učvršćenje.

Prvo se prethodno izbuše sjedišta ventila, a zatim konačno pri 100 o/min vretena stroja, ručno uvlačenje u jednom prolazu. Sjedišta (sl. 58 i 59) utiskuju se u tako pripremljena sjedišta ventila pomoću trna. U ovom slučaju, glava cilindra se prethodno zagrijava na temperaturu od 80 ... 90 ° C, a sjedala se hlade u tekućem dušiku na -100 - ... 120 ° C. Glave se zagrijavaju u OM-1600 kupelji za grijanje i hlade pomoću Dewarove posude. Prstenovi moraju biti utisnuti u udubine glave do sloma i bez izobličenja (slika 60). Nakon prešanja, sjedala su zabrtvljena na četiri točke ravnomjerno u luku od 90°. Zatim se glava cilindra postavlja na postolje OR-6685 za skošenje sjedišta ventila, buše se rupe u čahurama za vođenje i upuštaju se skošenja sjedišta ventila. Rupe u čahurama se razvrtaju pri 50 o/min i posmaku od 0,57 mm/ok u jednom prolazu, upuštanje se izvodi pri 200 o/min upuštanja, posmaku od 0,57 mm/ok u nekoliko prolaza.

Kao rezultat opetovane obrade ravnine glava cilindra glodanjem ili brušenjem, donja stijenka glave postaje tanja i manje izdržljiva, stoga za ovu skupinu dijelova obnavljanje sjedišta ventila pritiskom sjedišta nije dovoljno. pouzdan. U tom slučaju, sjedišta ventila treba obnoviti plinskim navarivanjem. Ako glava, osim istrošenih sjedišta ventila, ima i pukotine, tada prvo morate obnoviti sjedišta, a zatim zavariti pukotine.

Prilikom rada na motoru, kao rezultat mehaničkih i toplinskih opterećenja, u donjoj ravnini glave cilindra nakupljaju se značajna unutarnja naprezanja, čije vrijednosti i priroda raspodjele mogu biti vrlo različite. Akumulirani naponi dovode do savijanja glava, au nekim slučajevima i do pojave pukotina. Ako se koristi zavarivanje hladnim lukom, tada će rezultirajuća naprezanja zavarivanja, zbrajanje u odvojenim područjima s ostatkom, kao i montaža (kada je glava zategnuta) i radnicima, uzrokovati pojavu novih pukotina. Stoga je za navarivanje gnijezda potrebno koristiti metodu koja bi smanjila zaostala naprezanja, a ne bi dovela do pojave novih. Ova metoda je vruće zavarivanje, koja osigurava visokokvalitetne zavare s minimalnim opterećenjem na dijelu.

Kod vrućeg zavarivanja glava se prethodno zagrijava na temperaturu od 600 ... 650 ° C i zavariva na temperaturi dijela ne nižoj od 500 ° C. Donja granica zagrijavanja postavlja se na temelju svojstava lijevanog željeza, čija duktilnost naglo pada ispod ove temperature, što dovodi do pojave naprezanja pri zavarivanju. Prije zagrijavanja pažljivo se čiste sjedišta ventila na glavama.

Za zagrijavanje glave koristi se peć s grijaćom komorom s električnim ili drugim grijanjem. Preporučljivo je koristiti komornu električnu peć H-60 ​​u kojoj se može grijati do pet glava istovremeno.

Od velike je važnosti brzina zagrijavanja i hlađenja dijelova. Brzo zagrijavanje glave cilindra može uzrokovati dodatna naprezanja.

Na kraju zagrijavanja pomični stol za zavarivanje se pomakne do otvora peći i na njega se postavi glava.

Zavarivanje se izvodi oksi-acetilenskim plamenikom GS-53 ili GS-ZA ("Moskva"), koristeći vrhove br. 4 ili 5, ovisno o veličini pukotine. Da bi se osigurala visoka kvaliteta zavara, potrebno je koristiti dobro oblikovan, oštro definiran plamen plamenika, za što usnik plamenika za zavarivanje mora biti u tehničkom stanju. Kod zavarivanja pukotina i navarivanja sjedišta ventila koristi se redukcijski dio plamena koji štiti metal od oksidacije zbog sadržaja vodika, ugljičnog dioksida i ugljičnog monoksida u plamenu. Jezgra plamena u procesu navarivanja treba biti na udaljenosti od 2 ... 3 mm od površine dijela. Zavarivanje se izvodi uz ravnomjerno kontinuirano zagrijavanje zavarene kupke.

Kao šipka za punjenje koriste se šipke od lijevanog željeza marke A (sastav u%): 3 ... 3,6C; 3...2,5 Si; 0,5...0,8 MP; R 0,5...0,8; S0,08; 0,05 Cr; 0,3 Ni. Promjer šipke - 8... 12 mm (odaberite ovisno o širini utora pukotine). Površina šipki mora biti temeljito očišćena i odmašćena. Fino mljeveni kalcinirani boraks ili njegova 50%-tna mješavina sa osušenom sodom koristi se kao topilo.

Dobri rezultati postižu se i primjenom fluksa FSC-1, ANP-1 i ANP-2.

Nakon što je zavarivanje završeno, glava cilindra se vraća u peć kako bi se smanjila napetost zavarivanja. Glava se zagrijava na 680°C, a zatim se hladi najprije polagano (u pećnici) na 400°C, a zatim u suhom pijesku ili termos boci prema rasporedu. Potpuno ohlađene glave se čiste od troske i kamenca i šalju na strojnu obradu. Najprije se spojna ravnina gloda na horizontalnoj glodalici tipa 6H82 s cilindričnim glodalom 180X X125 mm ili na vertikalnoj čeonoj glodalici 6M12P s umetnutim glodalicama VK6 ili VK8.

Nakon strojne obrade ravnine, kontrolira se kvaliteta zavarivanja. Zavarena mjesta moraju biti čista, bez ljuski i troske. Iskošenje sjedišta ventila izvodi se s upuštačem slično gore opisanom skošenju sjedišta.

Prekrivanje ventila. Prije rastavljanja glava cilindra očistite ih od naslaga ulja i ugljika te označite serijske brojeve ventila na krajevima ploča kako biste ih ugradili na svoja mjesta tijekom montaže.

Za isušivanje ventila potrebno je ugraditi glavu cilindra bez mlaznica, klackalice, osovine klackalice i pričvrsne klinove osovine klackalice s površinom za spajanje na ploču kako bi osigurali zaustavljanje ventila. Sušenje se provodi pomoću uređaja prikazanog na sl. 84. U tu svrhu zavrnite granični vijak 1 uređaja u rupu za klin za pričvršćivanje osi klackalice, ugradite potisnu ploču 2 uređaja na opružnu ploču odgovarajućeg ventila i pritiskom na ručku 3 polugu uređaja, pritisnite opruge ventila, uklonite krekere i uklonite sve dijelove sklopa ventila. Na isti način, uzastopno otpustite sve ostale ventile i uklonite opruge ventila i pripadajuće dijelove.

Okrenite glavu cilindra i uklonite ventile iz vodilica. Temeljito očistite ventile i sjedišta od prljavštine, naslaga ugljika i ulja, operite u kerozinu ili posebnoj otopini deterdženta, osušite i pregledajte kako biste utvrdili stupanj popravka. Moguće je vratiti nepropusnost ventila lapiranjem samo ako postoje mala istrošenost i male ljuske na radnoj površini, i samo ako ploča i osovina nisu iskrivljeni i nema lokalnih izgaranja na stranama ventila i sjedišta. .

U prisutnosti takvih nedostataka, lappingu treba prethoditi brušenje sjedišta i ventila ili zamjena neispravnih dijelova novima.

Za prianjanje ventila upotrijebite posebnu pastu za prianjanje pripremljenu temeljitim miješanjem tri dijela (po volumenu) mikropraha zelenog silicijevog karbida s dva dijela motornog ulja i jednim dijelom dizelskog goriva. Prije upotrebe temeljito promiješajte smjesu za lepljenje, budući da se u odsutnosti mehaničkog miješanja mikroprah može istaložiti.

Postavite glavu cilindra na ploču ili poseban alat s površinom za spajanje prema gore. Nanesite tanak, ravnomjeran sloj paste za lepljenje na površinu ventila, podmažite vreteno ventila čistim motornim uljem i ugradite ga u glavu motora. Dopušteno je nanošenje paste na skošenje sedla. Brušenje se izvodi recipročnim rotacijskim kretanjem ventila pomoću posebnog alata ili bušilice s vakuumskom čašicom. Pritiskom na ventil silom od 20 ... 30 N (2 ... 3 kgf), okrenite ga za 1/3 okretaja u jednom smjeru, a zatim, popuštajući silu, 1/4 okretaja u suprotnom smjeru. Nemojte trljati kružnim pokretima.

Povremeno podižući ventil i dodajući pastu na skošenje, nastavite lapiti, kao što je gore navedeno, sve dok se na skošenjima ventila i sjedišta ne pojavi kontinuirani mat pojas širine najmanje 1,5 mm. Rupture mat pojasa i prisutnost poprečnih ogrebotina na njemu nisu dopušteni. S pravilnim preklapanjem, mat pojas na prednjoj strani sjedišta ventila trebao bi počinjati od veće baze.

Nakon brušenja temeljito operite ventile i glavu cilindra kerozinom ili posebnom otopinom za čišćenje i osušite.

Pažnja! Prisutnost čak i neznatnih ostataka paste za lepljenje na ventilu ili glavi cilindra može dovesti do habanja i ubrzanog trošenja košuljica cilindra i klipnih prstenova.

Ugradite ventile, opruge i njihove dijelove za pričvršćivanje na glavu cilindra i osušite ventile pomoću alata (vidi sliku 84).

Provjerite nepropusnost kvalitete mljevenja u sučelju sjedišta ventila ulijevanjem kerozina ili dizelskog goriva, naizmjenično ga ulijevajući u ulazni i izlazni kanal. Dobro preklopljeni ventili ne smiju propuštati kerozin ili dizel tijekom jedne minute.

Prihvatljivo je provjeriti kvalitetu lappinga olovkom. Da biste to učinili, nanesite 10-15 crtica u pravilnim razmacima mekom grafitnom olovkom preko skošenja brušenog čistog ventila, zatim pažljivo umetnite ventil u sjedište i, snažno ga pritiskajući na sjedište, okrenite ga za 1/4 kruga . Uz dobru kvalitetu lappinga, sve crtice na radnoj ivici ventila trebaju biti izbrisane. Ako rezultati provjere kvalitete lepljenja nisu zadovoljavajući, mora se nastaviti.