CS214355B1 - Hliníkový píst - Google Patents

Abstract

Hliníkový píst pro spalovací motory s válci s hliníkovou vnitřní plochou je na povrchu opatřen elektrolyticky naneseným povlakem o síle 5 až 50f*slitiny nikl - železo, obsahující v hmotnostní koncentraci 20 až 60 t železa, zbytek nikl.

Description

Vynález se týká hliníkového pístu a povlakem slitiny nikl-železo, pro spalovací motory s válci s hliníkovou vnitřní plochou. Známé je použití hliníkových slitin ve výrobě válců spalovacích motorů, které přináší výhody ve snížení hmotnosti, zlepšení tepelného režimu motorů a v možnosti výroby válců hospodárným tlakovým litím, vykazujícím podstatné snížení pracnosti. Zvláště výhodné je užití hliníkových válců u motorů s vysokým měrným výkonem. Při použití hliníkového válce však není možno užít obyčejného hliníkového pistu, neboť již po několika hodinách provozu dochází k zadření pístu. Z tohoto důvodu se provádí různé úpravy činné plochy válce nebo pístu, aby bylo omezeno tření stejnorodých materiálů. Je známé použití tenkostěnné válcové vložky ze slitin železa, zaílsováné do vývrtu hliníkového válce. Jeho nevýhodoh je špatný a nepravidelný přestup tepla, daný nepřesností výroby a dilatacemi při provozu. U vložek válců zalitých hliníkem je přestup tepla poněkud lepší, spotřeba hliníku je však vyšší. Známé je i elektrolytické pokoveníčinné plochy válce kovovou vrstvou o tloušťce 400 až 600 , která je po pokovení obrobena zhruba na poloviční tloušťku. Pokovení je obvykle provedeno chromém nebo dispersním povlakem niklu s karbidem křemíku. Takto pokovené válce vykazují poněkud zhoršený přesup tepla, ale jeho hlavní nevýhodou je značně komplikovaná technologie, vysoká pracnost a u chromováni navíc vysoká spotřeba elektrické energie. Proto je užíváno pouze motorů pro speciální účely.

Ve srovnání s pokovením činné plochy válce má pokovení činné plochy pístu některé zřejmé přednosti. Jednak to je nezhoršený přestup tepla stěnou válce, dále podstatně menší tloušťka vylučované vrstvy /do 50 (W / a konečně podstatně nižší pracnost, neboť v oblasti užívaných tlouštěk lze volit tvar pístu /poloměr hran/ a podmínky procesu tak, že odpadá opracování po pokovení.

Jsou známy dvě užívané technologie pokovení pístu. Používáno je jednak pokovení chromém v tloušťce 20 až 40 j» . Vrstva chrómu je poté překryta elektrolyticky vyloučenou vrstvou cínu tloušťky 2 až 4 pj , která slouží jako záběhová vrstva. Vzhledem k tepelnému namáháni seu této technologie relativně často objevují poruchy, vznikající odtržením povlaku v horní části pístu v důsledku rozdílů v tepelné roztažnosti hliníku a chrómu. Druhou technologií je pokovení pístu povlakem měň - železo - cín. Tato úprava nevykazuje při kvalitním provedení i prakticky žádné závady. Nevýhodou je značná technologická náročnost, velké množství igředÚprav a mezioperačních úprav a vysokou technologickou kázeň.

Nevýhody výše uvedených úprav hliníkových vnitřních povrchů válců nebo povrchu hliníkových pístů odstraňuje hliníkový píst podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je na povrchu opatřen elektrolyticky naneseným povlakem o síle 5 až 50 (W slitiny nlkl-železo, obsahující v hmotnostní koncentraci 20 ář 60 % železa, zbytek nikl. Povlak podle vynálezu má lepší mechanické vlastnosti nežpovlak čistého železa, lze jej vylučovat na hlinítové' slitiny bez mezivrstev a vylučování povlaku je technologicky nenáročné. Účinnost vylučovacích lázní se blíží 100 %, Povlak lze bez dalších úprav fofátovat nebo opatřit záběhovými vrstva. '-‘r. ' mi MoS₂> grafitu nebo cínu.

Vynález je objasněn na dvou příkladech pokovení pístůz Al-slitin, kterými není rozsah vynálezu ani vymezen; ani vyčerpán.

214 355

Příklad 1

Píst z hliníkové slitiny o složení Si 19,5 až 22,0; Cu 1,50 až 2,00; NI 0,50 až 1,00;

Mg 0,80 až 1,20; Mn 0,10 až 0,40; % hmotnostních, AI - zbytek. Aktivace pístu ve vodném roztoku chloridu nikelnatého 2,5 M a kyseliny fluorovodíkové 0,5 M. Oplach pístu ve směsi koncentrované kyseliny dusičné a kyseliny fluorovodíkové v poměru 5:1. Pokovení pístu slitinou 80 až 40 % niklu a až 60 % železa v elektrolytické lázni o složení dle AO 169.585. Proudová

O Λ ' hustota 5A/dm , t. 50 c, pH 2,5 až 3, doba pokovení 20 minut, dvojitý proudový okruh s oddělenou regulací proudu.

Příklad 2

Píst z hliníkové slitiny o složení:

Si 11,5 až 13,0; Cu 0,8 až 1,3; Ni 1,0 až 2,0; Mg 0,85 až 1,3; Mn 0,3 až 0,5 % hmotnostních, Al - zbytek. Píst aktivován ve vodném roztoku jako v příkladu 1. Oplach pístu v koncentrované kyselině dusičné. Pokovení pístu slitinou 80 až 40 % niklu a 20 až 60 % železa v elektrolytické lázni o složení podle AO 169.585. Proudová hustota 5A/dm², t 55 °c, pH 3,5, doba pokovení 25 minut, dvojitý proudový okruh s oddělenou regulací proudu. Fosfátování pístu ponořením do roztoku Synfátu 1401 předepsané koncentrace o teplotě 90 °C po dobu 10 minut k vytvoření záběhové vrstvy manganatého fosfátu.

Písty s povlakem dle vynálezu jsou vhodné zejména pro dvoudobé i čtyřdobé spalovací motory o středním a vysokém měrném výkonu, opatřené válci s hliníkovou vnitřní plochou. Opotřebení pístu se snižuje ve srovnání s .jinými úpravami o 50 až 70 %. Opravený píst nevyžaduje dodatečnou ochranu proti korozi. Je vhodné pokovený píst opatřit záběhovou vrstvou.

Claims (1)

1. PŘEDMĚTVYNÁLEZU

   Hliníkový píst pro spalovací motory s válci s hliníkovou vnitřní plochou, vyznačený tím, že je na povrchu opatřen elektrolyticky naneseným povlakem o tlouštce 5 až 50 slitiny nikl-železo, obsahující v hmotnostní koncentraci 20 až 60 % železo, zbytek nikl.