PL31707B1 - Sposób pokrywania warstwa ochronna tloków z metali lekkich do silników spalinowych i urzadzenie do przeprowadzenia tego sposobu /£/* Pierwszenstwo: - Google Patents

Description

Tlok utrzy¬ mywano przy tym w temperaturze 450° — 500° C. Okazalo sie, ze dobrze jest na po¬ czatku i na koncu powlekania doprowadzic tlok na krótki czas do temperatury dyfu¬ zji, a w miedzyczasie osadzac na goracym tloku metal z fazy parowej w nieco nizszej temperaturze. Odbywalo sie to w atmosfe¬ rze argonu jako gazu wypelniajacego przy cisnieniu 0,01 mm slupa rteci. Ogrzewanie tloka do temperatury dyfuzji wzglednie stapiania odbywalo sie w obydwóch ostat¬ nich przypadkach na skutek wyladowan gazowych w komorze wyparowywania me¬ talu. Jako prad do ogrzewania stosowa¬ no wyprostowany prad zmienny o rzeczy¬ wistej wartosci 3 amperów przy 700 vol- tach. Warstwy miedzi wzglednie srebra,, wytworzone na tej drodze, wykazaly nad¬ zwyczajnie mocne polaczenie z materia¬ lem tloka.Wynalazek dotyczy dalej urzadzenia do wykonania opisanego sposobu, które od¬ znacza sie tymr ze sklada sie z komory do rozpylania katodowego z metalowa chlo¬ dzona czescia dolna i z odejmowana me¬ talowa, chlodzona czescia górna, której scianki metalowe, tworzace katode, sa wy¬ konane z metalu, który ma byc rozpylony na tloku, wzglednie sa pokryte tym meta¬ lem. Komora do powlekania metalem po¬ siada anode, wprowadzona do jej wnetrza, odizolowana od metalowych scianek komo¬ ry i oslonieta. Poza tym komora do powle¬ kania metalem odznacza sie tym, ze posia¬ da koncówke do doprowadzania pradu,, wykonana najlepiej w dolnej czesci komo¬ ry, z metalu, chlodzona, odizolowana i oslo¬ nieta, na której ustawia sie za posrednic¬ twem przewodzacego' wzglednie odizolowa¬ nego talerza nosnego tlok z metalu lekkie¬ go, pokrywany metalem.Wynalazek dotyczy dalej urzadzenia do wykonania opisanego sposobu, które od¬ znacza sie tym, ze sklada sie z prózniowej komory do odparowywania z metalowa chlodzona czescia dolna i odejmowana me¬ talowa, chlodzona czescia górna. Przez scianki komory przechodzi metalowa, chlo¬ dzona, izolowana i oslonieta koncówka do doprowadzania pradu, na której ustawia sie za posrednictwem przewodzacego prad urzadzenia podtrzymujacego tlok, przezna¬ czony do powlekania. Urzadzenie posiada dalej tygiel do metalu, który ma ulec od¬ parowaniu, ogrzewany elektrycznie i umie¬ szczony pod tlokiem. Wreszcie urzadzenie posiada zródlo pradu stalego lub zmien¬ nego, które "jednym biegunem, najlepiej — 4 —ujefrmym, laczy sie przez ,koncówke z tlo- kilem, 0 drugim biegunem, najlepiej do¬ datnim, moze byc polaczone z ekranem lub ze sciankami komory.Na zalaczonych rysunkach wyjasniono schematycznie wynalazek na przykladzie wykonania, przy czym fig. 1 przedstawia przekrój tloka 1 z metalu lekkiego, które¬ go dno 2 jest pokryte warstwa metalowa 3, np. z miedzi lub srebra, mocno zwiazana z materialem tloka wskutek wytworzenia warstwy 4 ze stopu materialu tloka i meta¬ lu nalozonego. W podobny sposób mozna pokrywac metalem i pozostale scianki tlo¬ ka, stosownie do potrzeby. Tak samo wy¬ glada przekrój tloka, na którego denku jest osadizona warstwa srebra;, zwiazana z den¬ kiem wskutek dyfuzji. Reprodukcje foto¬ graficzne szlifów, pokazane na fig. 4, wy¬ kazuja w jednym przypadku utworzenie strefy dyfuzyjnej d, a w drugim przypadku strefy stopu d' pomiedzy materialem e tlo¬ ka a materialem a powloki.Metalowe warstwy ochronne sa osa¬ dzane w mysl wynalazku z par metalu w prózni. Punktem wyjscia moze byc przy tym stan staly lub ciekly metalu, który ma byc naniesiony na tlok. Na przyklad moz¬ na ogrzewac material w tyglu do tempera¬ tury tak wysokiej, ze zostaje on odparowa¬ ny, poczymkondensujesie na odpowiednio ustawionym tloku, Cisnienie gazu wypel¬ niajacego w aparaturze odparowywania nalezy najlepiej ustalic od 3 do 10~6 mm slupa rteci.Przy stosowaniu rozpylania elektrycz¬ nego stosuje sie cisnienia gazu wypelnia¬ jacego od 3 do 10"3 mm slupa rteci. Ma¬ terial, podlegajacy rozpylaniu, moze byc uzyty w stanie stalym lub plynnym,. W mysl wynalazku w sposobie pokrywania za pomoca rozpylania katodowego lub ter¬ micznego odparowywania, tlok doprowa¬ dza sie do temperatury, w której material nanoszony moze sie zwiazac z materialem tloka wskutek dyfuzji lub powstawania sto¬ pu. Temperature te utrzymuje sie tak dlugo, az osiagnie sie zadana glebokosc wnikania materialu nanoszonego w mate¬ rial tloka. Po tym temperature obniza sie powoli, aby uzyskac na powierzchni war¬ stwe ochronna z czystego metalu. Sto¬ sownie do stawianych wymagan moze tez wystarczyc utworzenie samej tylko strefy dyfuzyjnej lub strefy stopu. Zadane uksztaltowanie warstwy uzyskuje sie kaz¬ dorazowo przez regulacje temperatury po¬ wlekanego metalem tloka, Fig. 2 przedstawia przekrój urzadze¬ nia do termicznego odparowywania meta¬ lu w prózni i nakladania go w stanie pary na tlok z metalu lekkiego.Urzadzenie dlo termicznego oidparowy- wamiia sklada sile z naczynia prózniowe¬ go 5, szczelnie zamykanego' pokrywa 6 za pomoca miimosrodowych zacieków 8. Po¬ miedzy pokrywa a naczyniem jest uimilesiz^ czona uszczelka 7, chlodzona za pomoca kanalu powdletriznego, wykonanego w po- krywffie, Z króccem 9 laczy sile nie poka¬ zana na rysunku pompa prózniowa, nato¬ miast prziez króciec 10 moze byc dopno- wadziainy w malych ilosciach, stosownie, do potnzeby, gaiz, najlepiej redukujacy, jak wodór.Poimpa prózniowa pozwala na wytwo¬ rzenie w naczyniu dowolnego podcisnie¬ nia, np, od 50 nim slupa rteci az do naj¬ wyzszej osiagalnej wartosci.Material, prz^zoiiaczony do odparowar nia, np. metali lub stop, miesci sie w ty¬ glu 11, wylozonym okladzina lub wstaw¬ ka 12, nie ulegajaca dzialaniu odjparowy- wanego metalu. Ogrzewanie tygla az do odiparowaniia metalu odbywa sie np. za pomoca wydrazonej, chlodzonej cewki 13 na prad wielkiej czestotlilwosci), której oba konce 14, 15 sa wyprowadzone na ze¬ wnatrz naczynia i przechodza przez po¬ krywe 6, sa odizolowanie, uszczelnione i zabezpieczone od wyladowan iskrowych.Koniieic 14 jest zabezpieczony metalowy- — 5 —tmi tulejami 16 i 17, umieszczonymi w nie- wielkM odleglosci od tego konca i przy* krytymi (pokrywka ochronna /8. Liczbami 19 £ 20 oznaczono dwa itzolaitory, pomiedzy którymi znajdluje sile szczeliwo 21. Nasnru- bek 22 sluzy do zacisniecia calosci!. Ko¬ niec 15 }est zabezpieczony w ten sam spo¬ sób. Stop 23 jest odparowywany w tyglu 11 i pary metalu osadzaja sile na tloku me¬ talowy©, umieszczonym na koncówce praidiowej 25, która }est wydrazona i chlo¬ dzona. Srodlek chlodzajcy, jalk np. woda, zostaje doprowadzony przewodem 26, a odprowadzony przewodem 27.Cziescii 28 ii 29 stanowia metalowe oslo¬ ny, ustawione w tak malej odleglosci od siebie i od koncówki do doprowadzenia pradu, ze w przestrzeni pomiedzy nimi i doprowadzeniem nie moze powstac wy- ladowaniejarzace. Liczbami 30 ii 31 ozna¬ czono dwa pierscienie izolujace i uszczel¬ niajace, a liczba 32 — pierscien docisko¬ wy. Urzadzenie chlodnicze 33 w naczy¬ niu prózniowym chlodzi koncówke prado- wial przy czym czynnik chlodzacy dopro¬ wadza sie króccem 34 a odjprowaidza króc¬ cem 35. Jeden koniec wtórnej cewki 41 transformatora 42 pradu zmiennego moze byc laczony przez wylacznik 43 z kon¬ cówka pradowa 25, a drugi koniec tej cewki, poprzez zmienny opornik 44 i wy¬ lacznik 45 —- z tuleja oslaniajaca 28.Ujemny biegun zródla 36 pradu stale¬ go laczy sie sawsize przez wylacznik 37 iz koncówka pradowa 25, podczas gdy bie¬ gun dodatni moze byc polaczony poprzez zmienny opornik 38 z oslona 28, lub po¬ przez wylacznik 40 ze scianka komory prózniowej 5. Liczba 46 oznaczono oslo¬ ne, stosowana w razie potrzeby, o ile boczne scianki tloka nie maja byc pokry¬ te metalem. Liczba 47 oznaczono termo- ogniwo z koncówkami 48 i 49. Licz^ ba 50 oznaczono skondensowana war¬ stwe metalowa, a liczba 51 — wspornik tloka.Na fig. 3 pokazano w przekroju komore do pokrywania metalem tloków z metali ldkkicih, np. z glinu, magnezu wzglednie sto¬ pów glinowych lub magnezowych, przy po¬ mocy rozpylania katodowego. Scianki tej komory tworza katode, ulegajaca rozpyla¬ niu, która otacza pokrywany metalem tlok ze wszystkich stron. Liczba 52 oznaczono- odejmowany metalowy dzwon naczynia do rozpylania, który laczy sie z dnem 53 i jest uszczelniony za. pomoca szczeliwa 54, skla¬ dajacego sie np. z dwóch pierscieni gumo¬ wych. Cala wewnetrzna powierzchnia ko¬ mory do rozpylania katodowego, a wiec za¬ równo dno, jak i dzwon 55 moze byc wyko¬ nana z zadanego metalu, lub stopu, który ma ulec rozpylaniu, wzglednie moze byc ta¬ kim metalem lub stopem wylozona. Przede wszystkim znajduja tu zastosowanie takie metale, jialk chrom, molibden, wolfram, ze¬ lazo, kobalt, nikiel, miedz, srebro, platyna, pallad, rod', kadm, cynk, wanad, tantal, cyrkon, glin, magnez itd. pojedynczo lub w dowolnym zespole ze soba. Z króccem 56 laczy sie pompe prózniowa, nie pokazana na rysunku, a króciec 57 sluzy do doprowa¬ dzania gazu obojetnego lub redukujacego,, jak azot, wodór, lub gazy szlachetne, jak argon i temu podobne. W przewodzie gazo¬ wym 57 jest osadzone sito 57a* Równiez i w przewodzie gazowym 56 jest osadzone, sto¬ sownie do wynalazku, sito 56a. Sita te unie¬ mozliwiaja powstawanie wyladowan gazo¬ wych, zwlaszcza jarzacych w tych prze¬ wodach.Oczka sit sa przy tym mniejsze od 1 mm. Dzwon 52 jest otoczony plaszczem chlodzacym 58, do którego srodek chlodza¬ cy, np. wode, olej lub tez powietrze, dopro¬ wadza sie króccem 59. Króciec 60 sluzy do odprowadzania srodka chlodzacego. Dno 53 moze byc polaczone odejmowanym prze¬ wodem pradowym 61 z naczyniem pieca* Ujemny biegun tworzy przewód pradowy 62, który moze byc przymocowany do dna 53. — 6 —Tlok 64, przeznaczony do powlekania -warstwa metalowa 63, spoczywa np, na izo¬ lowanej lub przewodzacej podstawie tale¬ rzowej 65, osadzonej na chlodzonej kon¬ cówce 66 za posrednictwem metalowej lub niemetalowej izolujacej czesci 67. Czesc 68 tworzy ilzolowana i oslonieta anode, prze¬ prowadzona przez dno 53 w niewielkiej oden i od koncówki 66 odleglosci, tworza¬ cej waska szczeline. Anoda laczy sie przewodem 69 z dodatnim biegunem zró¬ dla pradu stalego. Czesci 70, 71 i 72 stano¬ wia pierscienie z materialu izolacyjnego i uszczelniajacego, Pierscien 72 jest doci¬ skany do dna 53 za pomoca sruby, nie po¬ kazanej na rysunku ze wzgledu na jego przejrzystosc. Pomiedzy anoda 68 i scian¬ kami naczynia do rozpylania, wykonanymi jako katoda, powstaje przy cisnieniu od 40 db 0,001 mm slupa rteci, najlepiej zas przy cisnieniu 5 do1 0,1 mm slupa, wylado¬ wanie gazowe, konieczne do rozpylenia me¬ talu i do ogrzania tloka.do zadanej tempe¬ ratury, w której moze sie tworzyc nawarst¬ wienie metalu wzglednie moze powstawac zjawisko dyfuzji, Komora do rozpylania ka¬ todowego jest poza tym zaopatrzona w osloniety wziernik 74. Czesc 75 stanowi pierscien, przykrywajacy szczeline pomie¬ dzy dnem 53 a dzwonem 52. Kfóciec 76 slu¬ zy do doprowadzania srodka chlodzacego do koncówki 66, a króciec 77 — do odpro¬ wadzenia tego srodka. Dno 53 posiada ka¬ naly chlodzace 73. Czesc 78 tworzy termo- ogniwo do mierzenia temperatury tloka podczas napylania. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe, 1, Sposób pokrywania calkowicie lub -czesciowo warstwa ochronna lub warstwa¬ mi ochronnymi z odpowiedniego metalu lub stopu metali tloków z metali lekkich do silników spalinowych, znamienny tym, ze uskutecznia sie przy pomocy katodo¬ wego rozpylania lub pokrywania parami metalu, otrzymanymi termicznie, wskutek czego warstwa metalu zostaje stopiona z materialem tloka wzglednie wnika wskutek dyfuzji w material tloka czescio¬ wo lub calkowicie, 2, Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze warstwa metalu posiada grubosc od 1/1000 mm do 5/100 mm, najlepiej 5/1000, 3, Sposób wedlug zastrz. I-i 2, zna-' mienny tym, ze rozpylanie katodowe me¬ talu uskutecznia sie przy cisnieniu gazu wy¬ pelniajacego od 3 mm do 0,01 mm slupa rteci, 4, Sposób wedlug zastrz, 1 i 2, zna¬ mienny tym, ze osadzanie pary metalu, otrzymanej termicznie, uskutecznia sie przy cisnieniu gazu wypelniajacego od 3 mm do 10"6 mm slupa rteci, 5, Sposób wedlug zastrz, 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze rozpylanie' katodowe lub osadzanie pary metalu przeprowadza sie przy podcisnieniu wzglednie w prózni, 6, Sposób wedlug zastrz, 5, znamienny tym, ze stosuje sie taka temperature ogrze¬ wania wzglednie moc rozpylania oraz tak uksztaltowana i ustawiona katode, iz tlok podczas pokrywania warstwa metalu do¬ prowadzony zostaje równomiernie do tem¬ peratury co najmniej 200° C, 7, Sposób wedlug zastrz, 5 ii 6, w zasto¬ sowaniu do metalowych tloków z glinu lub stopów glinu, znamienny tym, ze odbywa sie w atmosferze gazu obojetnego lub redu¬ kujacego przy cisnieniu ponizej 50 mm slu¬ pa rteci, najlepiej zas przy cisnieniu od 5 mm do 0,01 mm slupa rteci. 8, Sposób wedlug zastrz, 5 — 7, zna¬ mienny tym, ze temperature tloka reguluje sie przez zmiane mocy wyladowan lub przez zmiane cisnienia gazu wypelniaja¬ cego. 9, Urzadzenie do przeprowadzenia sposobu wedlug zastrz, 1 — 8, znamienne tym, ze sklada sie z prózniowej komory do odparowywania, z chlodzonej metalowej — 7 —czesci dolnej oraz z odejmowanej, chlodzo¬ nej, metalowej czesci górnej, w sciankach której jest umieszczona metalowa, chlo¬ dzona, izolowana i oslonieta przed cieplem koncówka do dtopirowadzenia pradu, na któ¬ rej umooowywa sie tlok, przeznaczony do powlekania metalem, za posrednictwem urzadzenia uchwytowego, przewodzacego prad elektryczny, przy czym dto oidparowy- wariia metalu sluzy elektrycznie ogrzewany tygiel, umieszczony ponizej tloka i laczony ze zródlem pradu stalego lub zmiennego, które mozna laczyc jednym biegunem, naj¬ lepiej ujemnym, poprzez koncówke do pra¬ du z tlokiem, a drugim biegunem, najlepiej dodatnim, z oslona koncówki lub scianka komory. 10. Urzadzenie do przeprowadzenia sposobu wedlug zastrz. 1 — 8, znamienne tym, ze sklada sie z komory do rozpylania katodowego, z metalowej chlodzonej czesci dolnej i odejmowanej metalowej chlodzo¬ nej czesci górnej, której scianki metalowe, tworzace katode, sa wykonane z metalu podlegajacego rozpyleniu na tloku metalo¬ wym wzglednie sa tym metalem wylozone- 11. Urzadzenie wedlug zastrz. 10, zna¬ mienne tym, ze posiada izolowana i oslo¬ nieta przed cieplem anode, przeprowadzona przez metalowe scianki komory. 12. Urzadzenie wedlug zastrz. 10 i 11, znamienne tym, ze posiada metalowa, chlo¬ dzona, izolowana i oslonieta przed cieplem koncówke do doprowadzania pradu, najle¬ piej w czesci dcilnej komory do rozpylania katodowego, na której to koncówce usta¬ wia sie przeznaczony do powlekania meta¬ lem tlok metalowy z glinu lub stopów gli¬ nu, przy zastosowaniu czesci posredniej wykonanej z przewodnika lub z izolatora w postaci talerzowej czesci, podtrzymuja¬ cej tlok. Bernhard Berghaus Zastepca: inz. Cz. Raczynski rzecznik patentowy Staatsdruckerei Warschau — Nr. 12817/43.Do opisu patentowego Nr 31707 Alk. 1 Fis.lDo opisu patentowego Nr 31707 Ark. 2ns3 Do opisu patentowego Nr 31707 Ark. 3Fig.4 Fjs.S Do opisu patentowego Nr 31701 Atk< 4 PL