CS203954B2 - Method of producing anticorrosive coat on exhaust systems of internal combustion engines - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby výfukových systémů spalovacích motorů, zejména tlumičů výfuků a výfukových trubek, se zvýšenou odolností vůči působení koroze, jež se užívají zejména pro vozidla poháněná spalovacími motory v podmínkách působení atmosférických vlivů a nepříznivého stavu silnic.

V současné době se jednotlivé části výfukových systémů vyrábějí z ocelového plechu a trubek z konstrukční uhlíkové oceli s feritickou nebo feritickopsrlitickou strukturou, z nízkolegovaných ocelí a v -některých řídkých případech z vysoce legovaných ocelových plechů. Vnější povrchy jednotlivých částí výfukových systémů, které jsou stále spojeny tak, aby vytvořily jeden výfukový systém, se pokrývají vrstvou laku pro ochranu sestavy proti korozi.

V některých speciálních případech se výfukové systémy také vyrábějí z hliníkových plechů pomocí imerzního postupu kontinuálním způsobem. (Poliakov J. Je., Lieberm,an E. N., Tichonov Jv. A.: K problému výběru vhodného· materiálu pro tlumiče výfukových systémů motorových vozidel, Avtomobilnaja Promyšlenost, 1977, č. 2, st.r. 44 až 46; Tums V.: Co vydrží výfuk, Svět motorů, 1978 č. 10, str. 10).

Způsoby výroby součástí výfukových sy- stémů, které se dosud používají, mají některé nevýhody. Tak například ochrana jednotlivých částí výfukového systému pomocí povlaku laiku nebo vrstvy silikonové plastické hmoty je náchylná k poškození nebo destrukci vyvolané nárazy štěrku a vržených kamenů, kusů ledu nebo zmrzlého· sněhu, vržených z povrchu vozovky během pohybu vozidla. Účinek těchto faktorů se zvyšuje stavem napětí v povlaku vyvolaným prudkými změnami teploty vnějších ploch jednotlivých součástí výfukového· systému, zejména když se jezdí v podizimní nebo· letní sezóně.

Výše uvedené povlaky se také předčasně opotřebovávají vlivem ' přílišného zahřátí jednotlivých částí výfukového systému. To se především týká výfukového potrubí vedoucího přehřáté výfukové plyny přímo z výfukových otvorů v hlavě motoru. Teplota těchto plynů je v rozmezí 600 až · 750 ^QC.

Lakové povlaky a vrstvy ze silikonové plastické hmoty, které se dosud používají, jsou jen průměrně odolné vůči působení zvýšených teplot; vydrží po krátkou dobu teplotu řádově 400· až 450 °C a následkem toho nemohou vytvořit dostatečnou ochranu horkých částí výfukového systému.

Značnou nevýhodou způsobů ochrany výfukových systémů, které . se dosud používají, je také okolnost, že povlak laku nebo· si203954 likonová vrstva výfukového systému chrání pouze vnější plochy, zatímco všechny vnitřní plochy uvedeného· systému jsou vystaveny korozi, která je. zejména intenzívní u všech spalovacích motorů s nepřímým zapalováním palivové směsi.

Také . známý ponor oivací způsob kontinuální výroby výfukových systémů z pohliníkovaných plechů a trubek má vážné nevýhody. Kontinuálně pohliníkované plechy jsou povlečeny na obou stranách difusním povlakem hliníku, ale v případě řezání jednotlivých částí výfukového systému z takovýchto plechů se ochranný povlak nezbytně odřízne na hranách spolu s plechem. Na druhé straně hloubkové lisování· vyvolává značné ztenčení povlaků a v mnoha případech nesouvislost povlaku. Tenká místa, mikrotrhliny a mezery povlaku vyvolávají vznik koroze mezi základem ze slitiny železa a hliníkovým · povlakem. Elektrický potenciál · těchto zdrojů koroze může dosáhnout 1,22 voltů. Aplikace kontinuálně hliníkovaných plechů je také nejnevhodnější vzhledem k jejich malé odolnosti vůči korozi, což je způsobeno· značným obsahem křemíku v lázni slitiny hliníku, kterýžto obsah dosahuje 10 %. Tento obsah · křemíku, který ve vnější vrstvě hliníkového povlaku tvoří fáze· Al-Fe-Si, značně zvyšuje elektrochemickou korozi povlaku vlivem potenciálních rozdílů mezi · krystality Al-Fe-Si a dkolním eutektikem, obsahujícím značné množství · hliníku, přičemž toto jsou hlavní strukturální složky vnější vrstvy.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem výroby protikorozního povlaku na výfukových systémech spalovacích motorů nebo ' na součástech výfukových systémů spalovacích motorů ponorným hliníkováním, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že · součásti výfukových systémů nebo· · hotové smontované a naplněné výfukové · systémy s uzavřenými otvory se ponoří · po dobu 60 až ·240 s a při teplotě 700 až · ·760 °C do· hliníkové lázně obsahující stopy až 2 % hmot, chrómu a stopy až 0,2· % hmot, titanu, a to· jednotlivě nebo ve · vzájemné kombinaci, a dále obsahující stopy až 1 % · · hmot, železa.

Součásti výfukových · systémů, které jsou při · .. provozu vystaveny účinku teploty · nad 400 °C, · se · ponoří do · hliníkové lázně · obsahující stopy · až 2 % · hmot, chrómu a · stopy až 1 %.' .'hmot, železa.

Součásti · výfukových systémů, které jsou při · provozu vystaveny účinku · teploty pod 400· °C se ponoří · do hliníkové lázně obsahující · stopy až · 0,12% · hmot, titanu a stopy · až 1 % hmot, železa.

Máčecí hliníkovací · technologie použitá pro pohliníkování součástí· výfukových systémů má za cíl značné zvýšení jejich odolnosti vůči působení koroze; to je zejména důležité, pokud · tyto části pracují při zvýšených teplotách, v agresivním prostředí · · urychlujícím postup koroze, a především pokud jde o všechny roztoky a kondenzáty chloridu sodného. Hliníkovací postup také musí zají^^s^rt odolnost těchto součástí výfukového systému, které jsou ve styku s výfukovými plyny ve výfukové zóně a mají tudíž nejvyšší teplotu. Tyto poznámky se týkají především výfukových potrubí pro vedení výfukových plynů z hlavy motoru.

Z těchto důvodů parametry postupu hliníkování jednotlivých součástí výfukového systému by měly být voleny tak, aby se zajistil dvouvrstvý difusní povlak hliníku na povrchu každé součásti, zatímco tloušťka vnější vrstvy by měla být v rozmezí· 40 až 100 μΐη, colž zaručuje její odolnost vůči korozi jak při normální teplotě, tak při zvýšených teplotách, vzhledem k rovnoměrné tvorbě ochranné vrstvy oxidu hlinitého na povlečených plochách.

Aby se udržela stálá koncentrace nebo· omezený pokles obsahu hliníku v povrchové vrstvě pohliníkovaných součástí výfukového systému, mělo by se použít zpracování při zvýšených teplotách a slitiny s legujícími přísadami, čímž by se snížila difuse hliníku do Fe-C hliníkového základu během provozu systému.

Když se koncentrace hliníku v povrchové vrstvě oxidu hlinitého na povrchu udržuje dosti vysoká, potom vrstva oxidu hlinitého na povrchu povlaku hliníku bude vždy regenerována · při provozu systému. Nejvhodnější legující složkou je chrom, který tvoří sekundární roztok s FeAb fází během hlimkovacího postupu probíhajícího v lázni Al-Cr slitiny obsahující až 2 % hmot, chrómu.

Niaopak, aby se získala významná odolnost · vůči korozi u těch součástí výfukového systému, které jsou v menší míře vystaveny vlivu zvýšených teplot, a které podobně · jako celý výfukový systém pracují v extrémně agresivním prostředí, jako je například slaná · mlha roztoku chloridu sodného přítomného na vozovkách během zimní sezóny, měl by se hliníkovací postup provádět v lázni čistého hliníku nebo slitiny Al-Ti obsahující až 0,2 ·% hmot. Ti.

Extréiúně Škodlivé je také použití křemíku jako přísady do lázně hliníku; použití křemíku v množství až 10 % hmot, je časté u známých kontinuálních hliníkovacích postupů.

Postup výroby povlaku výfukových systémů · podle · vynálezu je dále popsán pomocí příkladů provedení.

Příklad 1

Součásti výfuku, · potom když jejich plochy byly příslušně připraveny pro hliníkování, byly zavěšeny na dopravníky a ponořeny do lázně slitiny hliníku rychlostí 12 m za seikundu. Součásti, které mají být ve styku s výfukovými plyny při teplotách v rozmezí 400 až 66600, to je výfuková · potrubí nebo výfukové trubky předního tlumiče vý203954 fuku, byly opatřeny vrstvou hliníku v lázni slitiny hliníku, obsahující až 1,5 % hmot, chrómu a 1 % hmot, železa, při teplotě 720° Celsia po dobu 140 s.

Součásti pro styk s výfukovými plyny při tetplotě nižší než 400 ^C, to je součásti tělesa tlumiče výfulku a výfukového nátrubku, byly pohliníkovány v lázni slitiny hliníku, obsahující 0,1 % hm. titanu a 1 % him. železa, při teplotě 700 °C a hliníkování probíhalo po- dobu 120 s. Rychlost vynořování byla půl metru za minutu. Jednotlivé součásti výfukových systémů takto hliníkovaných byly potom příslušně spojeny do jednoho úplného výfukového systému svařením, svařením za tlaku něho olhýbáním.

Příklad 2

Úplný výfukový systém po sestavení byl

Claims (3)

1. Způsob výroby protikorozního povlaku na výfukových systémech spalovacích motorů nebo na součástech výfukových systémů spalovacích motorů ponorným hliníkováním, vyznačující se tím, že součásti výfukových systémů nebo hotové smontované a naplněné výfukové systémy s uzavřenými otvory se ponoří po dobu 60 až 240 s a při teplotě 700 až 760 °C do hliníkové lázně obsahující stopy až 2 % hmot, chrómu a stopy až 0,2 % hmot, titanu, a to jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci, a dále obsahující stopy alž 1 % hmot, železa.

přípraven к ponornému hliníkování. Vstupní a výstupní otvory byly zaslepeny, byla zavěšena přídavná zátěž, aby se překonal hydrostatický tlak, všechny vnější plochy byly příslušně připraveny к hliníkování a nakonec byl celý výfukový systém zavěšen na vhodné výložníky.

Takto připravený výfukový systém byl potom ponořen rychlostí 15 až 2(0 m/min. do lázně slitiny hliníku obsahující až 0,2 % hmot, titanu, až 1 % hmot. chro_:mu a až 1 proč. hmot, železa, při teplotě v roizmezí 700 až 760 °C. Systém byl hliníkován ponořením v lázni slitiny hliníku po dobu v rozmezí od 60. do 240. s, potom byl zvednut к povrchu lázně rychlostí 1 m/min. Přebytečná kapalná slitina hliníku byla odstraněna odstředěním pohliníkovaného výfukového -systému nad lázní hliníku.

VYNALEZU

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že součásti výfukových systémů spalovacích motorů, vystavené účinku teploty nad 400 °C se ponoří do hliníkové lázně obsahující stopy až 2 % hmot, chrómu a stopy až 1 % hmot, železa.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že součásti výfukových systémů spalovacích motorů, vystávené účinku teploty pod 400 °C, se ponoří do hliníkové lázně obsahující stopy až 0,2 % hmot, titanu a stopy až 1 °/o hmot, železa.