PL70976B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano. 29.07.1974 MKP F16J1/00 Twórca wynalazku: Hagen Hummel Uprawniony z patentu tymczasowego: Mahle GmbH, Stuttgart (Niemiecka Republika Federalna) Sposób wytwarzania z metali lekkich tloków zaopatrzonych we wglebienie spalania w denku tloka Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania z metali lekkich tloków zaopatrzonych we wglebienie spalania w denku tloka.W tlokach tego rodzaju strefa tworzaca obrzeze wglebienia w denku tloka jest w czasie pracy szczególnie silnie i zmiennie obciazona termicznie i podatna skutkiem tego na pekniecia.Znany jest sposób ochrony strefy tworzenia sie pekniec polegajacy na zastosowaniu wkladek z metaliczne¬ go lub metalo-ceramicznego materialu. Wkladki tego rodzaju zwiekszaja jednak ciezar tloka z metalu lekkiego i w czasie pracy nagrzewaja sie nadmiernie skutkiem zlej przewodnosci cieplnej tak, ze stykajacy sie z nimi metal lekki moze rozgrzac sie do temperatury, w której jego wytrzymalosc jest juz nieznaczna lub moze dojsc do jego stopienia sie. Prócz tego osobne trudnosci sprawia trwale polaczenie wkladki z korpusem tloka. Poza tym w wyniku róznic rozszerzalnosci cieplnej obu metali wystepuja dodatkowe naprezenia.Jeden ze znanych sposobów polega na zastosowaniu pierscienia wyrównujacego naprezenia wstepne, wcisnietego w denko tloka. Sposób ten jest jednak bardzo kosztowny.Dalej znany jest sposób polegajacy na przetapianiu druku tloka za pomoca strumienia elektronów w celu uszlachetnienia materialu. Ten sposób uszlachetniania przez przetapianie polega na tym, ze strumien elektronów wnikajacy w material przetapia go jedynie na bardzo mala glebokosc, podczas gdy otoczenie strefy przetapiania pozostaje zimne, zas przetopiony material po oddaleniu ewentualnie przesunieciu strumienia elektronów chlodzi sie silnie i natychmiast ponownie utwardza, przy czym osiaga bardzo drobnoziarnista strukture i duza wytrzy¬ malosc. Poniewaz jednak przetopiony material ma nieco mniejsza objetosc niz nieprzetopiony wyrób uszlachetniany z reguly nieco sie kurczy. W przypadku jednak, gdy ksztalt geometryczny wyrobu nie dopuszcza do wyrównania naprezen przez odksztalcenie, moga w gotowym wyrobie wystapic bardzo wysokie naprezenia.Takie niedogodne warunki gemoetryczne do zastosowania sposobu uszlachetniania za pomoca przetapiania wystepuja wlasnie w strefie obrzeza wglebienia denka tloka. Strefa tama ksztalt zamkniety wykluczajacy mozliwosc wyrównania sie naprezen promieniowych i stycznych. Z tego wzgledu istnieja obawy wystapienia wysokich naprezen, gdy w strefie obrzeza wglebienia w celu uszlachetnienia meterial przetapia sie przy czym powstaja sciezki przetopienia równolegle do obrzeza lub przebiegajace spiralnie. Doswiadczenia wykazaly, ze wystarczy wykonac cztery równolegle sciezki aby brzeg wglebienia ulegl zniszczeniu skutkiem powstalych2 70976 naprezen. Jesli jednak jak zazwyczaj pracuje sie przy pomocy równoleglych strumieni elektronowych przesuwa¬ nych w kierunku sciezki niezbedne jest uzyskanie znacznie wiecej niz trzech calkowicie przetopionych sciezek dla zapewnienia^ wokól brzegu wglebienia odpowiedniej szerokosci strefy ochronnej, która wynosi zgodnie z doswiadczeniem okolo 4 mm.Naprezenia mozna zmniejszyc w ten sposób, ze tlok w czasie operacji przetapiania utrzymuje sie w wysokiej temperaturze, jednak obniza sie wtedy jakosc obróbki, gdyz skutkiem nie wystepowania silnego chlodzenia tworzonych sciezek przetopionego materialu pozadana drobnoziarnista struktura wystepuje jedynie czesciowo. Prócz tego ogrzewanie tloków jest kosztowne i wymaga dodatkowych urzadzen.Z tych wszystkich przyczyn fachowcy dotychczas byli zdania, ze uszlachetnianie przez przetapianie strefy obrzeza wglebienia tloków nie stanowi wlasciwego rozwiazania, pomimo, ze od dawna potrzeba takiej obróbki ochronnej istniala.Zadaniem technicznym wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania z metali lekkich tloków zaopatrzonych we wglebienie spalania w denku tloka, umozliwiajacego zastosowanie uszlachetniania przez przetapianie za pomoca strumienia elektronów bez wyzej wymienionych niedostatków. Zadanie to rozwiazano zgodnie z wynalazkiem w ten sposób, ze wychodzac z rurowej sztuki wyrobu, w której wglebienie spalania ma rozmiary zmniejszone w kierunku promieniowym skutkiem naddatku materialu na obróbke uszlachetnia sie przez przetopienie za pomoca strumienia elektronów obszar przyszlego obrzeza wglebienia spalania, w czasie którego tworzy sie dwie lub trzy równolegle czesciowo nakrywajace sie sciezki przetopionego materialu przy czym strumien elektronów drga poprzecznie do kierunku przesuwu ewentualnie zakresla w czasie przesuwu krzywe koliste lub eliptyczne, po czym za pomoca odpowiedniej obróbki tworzy sie w wyrobie obrzeze wglebienia spalania poprzez usuniecie naddatku materialowego. Poniewaz stosowane przyrzady do wytwarzania strumienia elektronów np. spawarki elektronowe sa wyposazone w urzadzenia do okresowego odchylania strumienia elektronów zastosowanie opisanego prowadzenia tego strumienia nie wymaga zadnych dodatkowych nakladów.Tlok wytworzony zgodnie z wynalazkiem ma uszlachetniona strefe materialu wokól obrzeza wglebienia spalania o bardzo dobrych wlasnosciach wytrzymalosciowych przy bardzo drobnoziarnistej strukturze, przy czym naprezenia wewnetrzne materialu sa znacznie ponizej wartosci krytycznej, dla której moga powstawac pekniecia. To osiagniecie wynika z tego, ze drgajacy poprzecznie do sciezki przetapianego materialu strumien elektronów przetapia wiekszy obszar materialu niz strumien niedrgajacy. Naprezenia powstajace przy kurczeniu sie materialu rozkladaja sie na wiekszym przekroju, prócz tego material ochladza sie szybko lecz nie tak blyskawicznie jak w przypadku strumienia niedrgajacego.Sposób wedlug wynalazku pozwala na uzyskanie strefy przetopienia o szerokosci niezbednej dla skutecznej ochrony wynoszacej okolo 4 mm za pomoca przetapiania jedynie dwu— lub trójsciezkowego, wobec tego nie osiaga sie krytycznej liczby sciezek.Poniewaz naddatek materialowy we wglebieniu spalania usuwa sie po opisanej obróbce za pomoca toczenia, w wyrobie gotowym nie wystepuja zadne porowatosci powierzchniowe.Przyklad wykonania sposobu wedlug wynalazku przedstawiono na rysunku, przy czym fig. 1 przedstawia przekrój wzdluzny gotowego tloka z zaznaczonym za pomoca linii przerywanej ksztaltem tloka rurowego, fig. 2 - widok z góry tloka wedlug fig. 1, fig. 3 - w powiekszonej skali i schematycznie przekrój przez sciezke przetopionego materialu przy niedrgajacym strumieniu elektronów, fig. 4 zas — sciezke jak wyzej wykonana strumieniem drgajacym.Tlok 1 ma wglebienie spalania 2 na której obrzezu 3 znajduje sie strefa uszlachetniona przez przetapianie 4. Liczba 5 oznaczono naddatek materialowy wystepujacy w rurowym tloku. Jak widac na fig. 4 strefa przetopienia 4 jest utworzona z trzech równoleglych do obrzeza 3 sciezek 6, które lacznie daja niezbedna szerokosc b.Jesli stosuje sie strumien niedrgajacy, otrzymuje sie jak to uwidoczoniono na fig. 3 jedynie waskie spiczaste sciezki 7. Dwie lub trzy takie sciezki nie wystarczaja w zadnym przypadku do przetopienia odpowiednio szerokiej strefy, a wieksza liczba sciezek prowadzi do pekania obrzeza wglebienia 3. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania z metali lekkich tloków zaopatrzonych we wglebienie spalania w denku tloka, znamienny tym, ze wychodzac z surowej sztuki wyrobu, w której wglebienie spalania ma rozmiary zmniejszone w kierunku promieniowym skutkiem naddatku materialu na obróbke uszlachetnia sie przez przetopienie za pomoca strumienia elektronów obszar przyszlego obrzeza wglebienia spalania, w czasie którego tworzy sie dwie lub trzy równolegle czesciowo nakrywajace sie sciezki przetopionego materialu, przy czym strumien elektronów3 70976 drga poprzecznie do kierunku przesuwu ewentualnie zakresla linie koliste lub eliptyczne, po czym za pomoca odpowiedniej obróbki tworzy sie w wyrobie obrzeze wglebienia spalania poprzez usuniecie naddatku materialowego. f/ob F7G.3 F-/G.4 '/¦¦ rw ///////A\ PL PL