JP3696521B2 - Cylinder head repair method for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関、例えば、船舶用の内燃機関のシリンダヘッド補修方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
前記内燃機関のシリンダヘッドには、弁箱挿入部及びその横方向に排気口部が形成されている。内燃機関を長期間運転すると、前記シリンダヘッドの弁箱挿入部及び弁箱が排気によって腐食させられ、最悪の場合、腐食によって冷却水路との間に穴があき、冷却水が漏れるなど、運転に支障が生じる場合があった。その他、従来一定期間ごとに内燃機関の点検が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記内燃機関の定期点検において、前記シリンダヘッドの弁箱挿入部及び弁箱に腐食及びその進行が発見された場合には、一般に交換されるが、弁箱の交換は比較的容易であるが、シリンダヘッドの交換は、手数を要するとともに、費用がかかるという問題が残されていた。そこで、シリンダヘッドを補修して使用することが考えられるが、従来、有効な補修方法は提供されていなかった。
【0004】
本発明は、前記事情に鑑み、シリンダヘッドの効果的な補修方法を提供することを目的とし、さらにシリンダヘッドの耐久性を向上させて経済的であることを特徴とする。なお、前記シリンダヘッドの腐食は、前記弁箱挿入部に多く発生することが定期点検等で確認されている。
【0005】
【問題を解決しようとする手段】
前記目的を達成するため、請求項1に示す本発明の内燃機関のシリンダヘッド補修方法は、シリンダヘッドの弁箱挿入部の上下開口部内周面を治具及び耐熱マスキングテープで覆い、前記弁箱挿入部にショットブラスト処理を施し、さらに前記ショットブラスト処理面に金属溶射処理を施すことを特徴とする。
【0006】
前記請求項1の本発明によれば、シリンダヘッドの弁箱挿入部のうち、該弁箱がOリングを介して気密的に取り付けられる上方開口部内周面及び前記弁箱に挿通されたスライドロッド下端の開閉弁が近接する下方開口部内周面に、前記ショットブラスト処理及び金属溶射処理を施すことなく、弁箱挿入部の他の部分にショットブラスト処理及び金属溶射処理を施すことができる。また、金属溶射処理を直に施すことなく、その前段階として、ショットブラスト処理を施すため、金属溶射の密着性が向上させられる。
【0007】
請求項2に示す本発明のシリンダヘッド補修方法は、シリンダヘッドの弁箱挿入部の上下開口部内周面を治具及び耐熱マスキングテープで覆い、前記弁箱挿入部に、その上方開口部、下方開口部及び排気口部からショットブラスト処理及び該ショットブラスト処理面に金属溶射処理を施すことを特徴とする。
【0008】
この請求項2に示す実施の一形態によれば、前記ショットブラスト及び金属溶射を有効に行うことができる。すなわち、前記ショットブラスト及び金属溶射を三方向から行うことになり、弁箱挿入部にシットブラスト処理もれ及び金属溶射もれを防止できる。なお、前記三方向からのショットブラスト処理及び金属溶射処理は、好ましくは、前記三方向の各位置においてもそれぞれショット粒放射方向及び金属溶射方向を変更する等して行なわれる。
【0009】
請求項3に示す実施の一形態は、前記溶射金属がニッケル、クロム、鉄及び珪素を含むことを特徴とする。この請求項3に示す実施の一形態によれば、きわめて緻密で、耐熱性、耐食性に富んだ合金皮膜を提供できる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。図1は、シリンダヘッドの縦断面図、図2は、溶射皮膜のX線回析図、図3は、溶射皮膜部の表面からの深さと硬さの関係を示す線図である。
【0011】
図中、Cはシリンダヘッド、1は弁箱挿入部であり、図示しないが、前記弁箱挿入部1には、下端に開閉弁を有するスライドロッドが挿通された弁箱が小間隙をあけて挿入及び固定される。図中、2は排気口部、3はそれぞれ冷却水路である。
【0012】
内燃機関を長期間運転すると、図1に斜線Sで示す前記シリンダヘッドCの前記弁箱挿入部1に腐食が発生し、さらに進行することが定期点検等で確認されている。そこで、本発明は、前記腐食が発見された適時に実施され、前記シリンダヘッドCの耐久性を向上させることを特徴とする。
【0013】
本発明では、まず、前記シリンダヘッドCの前記弁箱挿入部1の上方開口部4及び下方開口部5のそれぞれ内周面4a及び5aが耐熱性を有する治具及びマスキングテープ6、7によって覆われる。
【0014】
つぎに、前記治具及びマスキングテープ6、7の部分を除く前記弁箱挿入部1の他の部分にショットブラスト処理が施される。該ショットブラスト処理は、ショット粒として鋼球を使用して、前記シリンダヘッドCの前記弁箱挿入部1の前記上方開口部4、前記下方開口部5及び前記排気口部2の三方向から順次放射する等して行われ、さらに前記三方向の位置においても、それぞれショット粒放射方向を変更して均等に行われた。
【0015】
つぎに、前記ショットブラスト処理面に、金属溶射処理が施される。該金属溶射処理は、プロパンと酸素の混合燃焼ガスフレームに、ニッケル17%、クロム4%、鉄4%、珪素3.5%、その他の金属を少量含む溶射金属粉末が混合され、該溶射金属粉末が約2760℃の前記プロパンと酸素の混合燃焼ガスフレームによって均一加熱溶融され、ガスフレーム速度1350m/secに加速され、前記シリンダヘッドCの前記弁箱挿入部1の各部に激突させて行われた。
【0016】
前記金属溶射処理は、前記ショットブラストと同様に、前記シリンダヘッドCの前記弁箱挿入部1の前記上方開口部4、前記下方開口部5及び前記排気口部2の三方向から順次行われ、さらに前記三方向の位置においても、それぞれガスフレームの方向を変更して均等に行われた。なお、作業中のシリンダヘッドCの温度は、80℃以下であった。
【0017】
前記金属溶射によって形成された溶射皮膜を、前記弁箱挿入部の中央部と端部において観察した。その結果、前記溶射皮膜の厚さは、顕微鏡写真により確認され、平均0.1mm前後であり、溶射皮膜の成分は、図2のX線回析図に示されるように、主成分がニッケル、副成分がクロム及び微量成分として鉄が確認された。
【0018】
さらに各成分が均等に分布しており、緻密で強密着され密着状態も良好であることが確認された。前記本発明の補修方法の実施により、いわゆる、ニッケルークロム鋼皮膜が形成され前記シリンダヘッドの弁箱挿入部の耐熱耐食性が向上させられる。
【0019】
図3には、溶射皮膜の表面からの硬さ測定結果が示されている。溶射皮膜の硬さは、前記弁箱挿入部の中央部及び端部のいずれもHv510前後であり、シリンダヘッドCの母材はHv180程度であった。
【0020】
【発明の効果】
本発明の内燃機関のシリンダヘッド補修方法によれば、シリンダヘッドの腐蝕及びその進行を防止して、該シリンダヘッドの耐久性を向上させることができ、経済的である効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 シリンダヘッドの縦断面図である。
【図2】 溶射皮膜のX線回析図である。
【図3】 溶射皮膜部の表面からの深さと硬さの関係を示す線図である。
【符号の説明】
1 弁箱挿入部
2 排気口部
4 上方開口部
4a (上方開口部の)内周面
5 下方開口部
5a (下方開口部の)内周面
6 治具及び耐熱マスキングテープ
7 治具及び耐熱マスキングテープ
C シリンダヘッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylinder head repair method for an internal combustion engine, for example, an internal combustion engine for ships.
[0002]
[Prior art]
The cylinder head of the internal combustion engine is formed with a valve box insertion portion and an exhaust port portion in the lateral direction. When the internal combustion engine is operated for a long period of time, the valve box insertion part and the valve box of the cylinder head are corroded by exhaust, and in the worst case, a hole is formed between the cooling water passage and the cooling water leaks due to corrosion. There was a case of trouble. In addition, the internal combustion engine has been inspected at regular intervals.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the periodic inspection of the internal combustion engine, when corrosion and its progress are found in the valve box insertion portion and the valve box of the cylinder head, they are generally replaced, but replacement of the valve box is relatively easy. Replacing the cylinder head has been problematic in that it is time consuming and expensive. Therefore, it is conceivable to repair and use the cylinder head, but no effective repair method has been provided.
[0004]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an effective method for repairing a cylinder head, and it is economical to improve the durability of the cylinder head. In addition, it has been confirmed by periodic inspections that the corrosion of the cylinder head frequently occurs in the valve box insertion portion.
[0005]
[Means to solve the problem]
To achieve the above object, a cylinder head repairing method for an internal combustion engine of the present invention shown in
[0006]
According to the first aspect of the present invention, of the valve box insertion portion of the cylinder head, the inner peripheral surface of the upper opening portion where the valve box is hermetically attached via the O-ring and the slide rod inserted through the valve box The shot blasting process and the metal spraying process can be performed on the other part of the valve box insertion portion without performing the shot blasting process and the metal spraying process on the inner peripheral surface of the lower opening close to the opening / closing valve at the lower end. Further, since the shot blasting process is performed as a previous step without performing the metal spraying process directly, the adhesion of the metal spraying is improved.
[0007]
Shirindahe' de complement Osamu method of the present invention shown in
[0008]
According to one embodiment of the present invention, the shot blasting and metal spraying can be performed effectively. That is, the shot blasting and the metal spraying are performed from three directions, and it is possible to prevent the sit blasting leakage and the metal spraying leakage from the valve box insertion portion. The shot blasting process and the metal spraying process from the three directions are preferably performed by changing the shot grain radiation direction and the metal spraying direction at each position in the three directions.
[0009]
An embodiment shown in
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a cylinder head, FIG. 2 is an X-ray diffraction diagram of a thermal spray coating, and FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the depth from the surface of the thermal spray coating and hardness.
[0011]
In the figure, C is a cylinder head, and 1 is a valve box insertion part. Although not shown, the valve
[0012]
When the internal combustion engine is operated for a long period of time, it is confirmed by periodic inspection or the like that corrosion occurs in the valve
[0013]
In the present invention, first, the jig and Ma liked Ngute
[0014]
Next, shot blast process is performed on another portion of the valve
[0015]
Next, a metal spraying process is performed on the shot blasting surface. The metal spraying process is performed by mixing a sprayed metal powder containing 17% nickel, 4% chromium, 4% iron, 3.5% silicon, and other metals in a mixed combustion gas flame of propane and oxygen. The powder is uniformly heated and melted by the mixed combustion gas flame of propane and oxygen at about 2760 ° C., accelerated to a gas flame speed of 1350 m / sec, and collided with each part of the valve
[0016]
The metal spraying process is performed sequentially from the three directions of the
[0017]
The sprayed coating formed by the metal spraying was observed at the center and the end of the valve box insertion portion. As a result, the thickness of the sprayed coating was confirmed by a micrograph and averaged around 0.1 mm, and the components of the sprayed coating were composed mainly of nickel, as shown in the X-ray diffraction diagram of FIG. The subcomponent was chromium and the trace component was iron.
[0018]
Further, it was confirmed that each component was evenly distributed, dense and strong adhesion, and good adhesion. By carrying out the repair method of the present invention, a so-called nickel-chromium steel film is formed, and the heat and corrosion resistance of the valve box insertion portion of the cylinder head is improved.
[0019]
FIG. 3 shows the result of hardness measurement from the surface of the sprayed coating. The hardness of the thermal spray coating was around Hv510 at both the center and end of the valve box insertion part, and the base material of the cylinder head C was around Hv180.
[0020]
【The invention's effect】
According to the cylinder head repairing method for an internal combustion engine of the present invention, the corrosion of the cylinder head and its progress can be prevented, the durability of the cylinder head can be improved, and an economical effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a cylinder head.
FIG. 2 is an X-ray diffraction pattern of a thermal spray coating.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the depth from the surface of the thermal spray coating and the hardness.
[Explanation of symbols]
1 valve
Claims (3)
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