RU2235805C2 - Способ получения защитного покрытия на поверхности выполненных из чугуна деталей, а также двигатель, по меньшей мере, с одной выполненной из чугуна деталью, снабженной на своей поверхности защитным покрытием - Google Patents

Способ получения защитного покрытия на поверхности выполненных из чугуна деталей, а также двигатель, по меньшей мере, с одной выполненной из чугуна деталью, снабженной на своей поверхности защитным покрытием Download PDF

Info

Publication number
RU2235805C2
RU2235805C2 RU2001122573/02A RU2001122573A RU2235805C2 RU 2235805 C2 RU2235805 C2 RU 2235805C2 RU 2001122573/02 A RU2001122573/02 A RU 2001122573/02A RU 2001122573 A RU2001122573 A RU 2001122573A RU 2235805 C2 RU2235805 C2 RU 2235805C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
cast iron
aluminum bronze
deposited
aluminum
Prior art date
Application number
RU2001122573/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001122573A (ru
Inventor
Лех МОЧУЛЬСКИ (DK)
Лех Мочульски
Эрлинг Бредаль АНДЕРСЕН (DK)
Эрлинг Бредаль АНДЕРСЕН
Original Assignee
Ман Б Энд В Диесель А/С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ман Б Энд В Диесель А/С filed Critical Ман Б Энд В Диесель А/С
Publication of RU2001122573A publication Critical patent/RU2001122573A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2235805C2 publication Critical patent/RU2235805C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K5/00—Gas flame welding
    • B23K5/18—Gas flame welding for purposes other than joining parts, e.g. built-up welding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/302—Cu as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/021—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/028—Including graded layers in composition or in physical properties, e.g. density, porosity, grain size
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/122—Multilayer structures of sleeves, washers or liners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F2007/0097—Casings, e.g. crankcases or frames for large diesel engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
    • F16C2223/30—Coating surfaces
    • F16C2223/46—Coating surfaces by welding, e.g. by using a laser to build a layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing

Abstract

Изобретение относится к способу получения защитного покрытия на поверхности деталей из чугуна. Может использоваться для получения защитных покрытий деталей двигателя. Предложен способ получения защитного покрытия из алюминиевой бронзы. На деталь из чугуна наплавляют слой алюминиевой бронзы, содержащий удаленный от чугуна мягкий слой и близкий к чугуну более твердый несущий слой. Альтернативно возможно нанесение на наплавленный слой покрытия путем наплавки дополнительного слоя из алюминиевой бронзы. Также описан двигатель, содержащий по меньшей мере одну деталь из чугуна с нанесенным на нее покрытием из алюминиевой бронзы. Техническим результатом является возможность одновременного получения твердого и износостойкого несущего слоя покрытия и мягкого приработочного слоя. 3 с. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к способу получения состоящего из алюминиевой бронзы защитного покрытия со сравнительно мягким удаленным от чугуна слоем и находящимся под ним, существенно более твердым и более износостойким несущим слоем на поверхности деталей, состоящих из чугуна в качестве материала-основы, а также к двигателю, по меньшей мере, с одной выполненной из чугуна деталью, снабженной на своей поверхности защитным покрытием описанного выше рода.
Из WO-A-98/25017 известен способ получения состоящего из алюминиевой бронзы защитного покрытия на поверхности деталей, состоящих из стали, литой стали или чугуна. Защитное покрытие напыляют при этом в виде нескольких закрывающих друг друга слоев способом термонапыления, причем один комплексный слой образует покрывающий слой, а, по меньшей мере, один дополнительный комплексный слой - несущий слой. Несущий и покрывающий слои напыляют в соответствии с этим последовательно, и они находятся в двух разных, последовательно напыленных слоях. Для достижения качества несущего и покрывающего слоев применяют специальные меры, такие как разные виды напыления. Известный способ оказывается поэтому сравнительно сложным.
Исходя из этого, задачей настоящего изобретения является создание способа описанного выше рода, который у деталей, состоящих из чугуна в качестве материала-основы, простым образом обеспечивал бы получение сравнительно мягкого удаленного от чугуна и сравнительно твердого несущего слоев.
Эта задача решается посредством способа получения защитного покрытия из алюминиевой бронзы, включающего нанесение на деталь из чугуна покрытия, содержащего мягкий удаленный от чугуна слой и более твердый и износостойкий несущий слой, в котором согласно изобретению покрытие на деталь наносят путем наплавки с получением слоя из алюминиевой бронзы, содержащего удаленный от чугуна мягкий слой и близкий к чугуну более твердый несущий слой.
Целесообразным является то, что перед наплавкой осуществляют нагрев детали.
Нагрев осуществляют до температуры 400°С.
Предпочтительным является то, что наплавляют алюминиевую бронзу, содержащую 8-25% алюминия, по меньшей мере один из компонентов, выбранный из группы, включающей сурьму, кобальт, бериллий, хром, олово, марганец, кремний, кадмий, цинк, железо, никель, свинец и углерод в количестве 0,2-10% и остальное медь.
Для образования сравнительно мягкого удаленного от чугуна слоя наплавляют алюминиевую бронзу, содержащую компоненты в следующем соотношении, %:
Алюминий 8-11
Никель 4-6
Железо 3-5
Марганец 1-2
Медь Остальное
Для образования сравнительно твердого удаленного от чугуна слоя наплавляют алюминиевую бронзу, содержащую компоненты в следующем соотношении, %:
Алюминий 13-16
Железо 4-5
Кремний 0,2-0,8
Марганец 1-2
Углерод Менее 0,2
Медь Остальное
Целесообразным является то, что для получения двухслойного покрытия наплавляют алюминиевую бронзу с получением слоя толщиной 2-3 мм, преимущественно 2,5 мм.
Предпочтительным является то, что алюминиевую бронзу наплавляют на чугун, содержащий графит.
Наплавленная непосредственно на чугун алюминиевая бронза оказывается неожиданным образом в своей близкой к чугуну зоне существенно более твердой, чем в своей удаленной от чугуна зоне. Поэтому в пределах одного и того же слоя автоматически образуются близкий к материалу-основе, сравнительно твердый несущий слой и удаленный от материала-основы, сравнительно мягкий удаленный от чугуна слой, который может служить приработочным слоем, самопроизвольно исчезающим на этапе приработки, так что затем вступает в действие несущий слой. Во время опытов с наплавленным непосредственно на чугун слоем алюминиевой бронзы в зоне внешнего удаленного от чугуна слоя были обнаружены ожидаемые твердость и цвет алюминиевой бронзы. В нижележащей, близкой к чугуну зоне удалось установить, однако, четырехкратную твердость по сравнению с внешним слоем. Поскольку посредством покрытия можно получить одновременно мягкий удаленный от чугуна и твердый несущий слои, это предпочтительным образом обеспечивает высокую экономичность.
Поставленная задача решается также посредством способа получения защитного покрытия из алюминиевой бронзы, включающего нанесение на деталь из чугуна покрытия, содержащего мягкий удаленный от чугуна слой и более твердый и износостойкий несущий слой, в котором согласно изобретению покрытие на деталь наносят путем наплавки, при этом на слой алюминиевой бронзы, наплавленной непосредственно на чугун, наплавляют по меньшей мере один дополнительный слой из алюминиевой бронзы, причем каждый из слоев содержит удаленный от чугуна мягкий слой и близкий к чугуну более твердый несущий слой.
При наплавлении двух слоев алюминиевой бронзы, причем первый слой наплавляют непосредственно на образующий материал-основу чугун, а второй -непосредственно на первый, в каждом слое образуются два слоя в виде сравнительно мягкого, удаленного от чугуна и более твердого по сравнению с ним, близкого к чугуну слоев, причем степень твердости слоев внешнего слоя выше степени твердости соответствующих слоев находящегося ниже слоя. Это решение следует, в частности, предпочесть тогда, когда желательной является особенно высокая степень твердости.
Целесообразным является то, что перед наплавкой осуществляют нагрев детали. Нагрев осуществляют до температуры 400°С. За счет этого можно увеличить толщину твердого несущего слоя. Целесообразным является то, что алюминиевую бронзу наплавляют на соответствующую основу посредством сварки. Это оказывается простым и экономичным.
Применяемая алюминиевая бронза может быть приведена в отношении своего состава в соответствие с потребностями каждого отдельного случая.
Целесообразным является то, что по меньшей мере один слой наплавляют из алюминиевой бронзы, содержащей 8-25% алюминия, по меньшей мере один из компонентов, выбранный из группы, включающей сурьму, кобальт, бериллий, хром, олово, марганец, кремний, кадмий, цинк, железо, никель, свинец и углерод в количестве 0,2-10% и остальное медь.
Предпочтительным является то, что по меньшей мере один слой наплавляют из алюминиевой бронзы, содержащей компоненты в следующем соотношении, %:
Алюминий 8-11
Никель 4-6
Железо 3-5
Марганец 1-2
Медь Остальное
Также предпочтительным является то, что по меньшей мере один слой наплавляют из алюминиевой бронзы, содержащей компоненты в следующем соотношении, %:
Алюминий 13-16
Железо 4-5
Кремний 0,2-0,8
Марганец 1-2
Углерод Менее 0,2
Медь Остальное
Для получения двухслойного покрытия наплавляют алюминиевую бронзу с получением слоя толщиной 2-3 мм, преимущественно 2,5 мм.
Целесообразным является то, что алюминиевую бронзу наплавляют на чугун, содержащий графит.
В двигателе, в частности поршневом двигателе, содержащем по меньшей мере одну деталь, выполненную из чугуна, согласно изобретению деталь выполнена из чугуна, содержащего преимущественно поверхностный, вермикулярный или шаровидный графит, при этом на деталь нанесено защитное покрытие из алюминиевой бронзы, представляющее собой слой, содержащий удаленный от чугуна слой и несущий слой, причем твердость несущего слоя в четыре раза превышает твердость удаленного от чугуна слоя.
У двигателей, по меньшей мере, с одной выполненной из чугуна деталью, снабженной на своей поверхности защитным покрытием со сравнительно мягким, изнашивающимся на этапе приработки удаленного от чугуна и находящимся под ним, существенно более твердым и более износостойким несущим слоями, можно за счет применения способа, согласно изобретению, достичь простым образом длительного срока службы. При этом защитное покрытие, имеющее состоящий из алюминиевой бронзы слой, содержит две зоны в виде удаленного от чугуна слоя (9) и несущего слоя (8), причем твердость и цвет образующей удаленный от чугуна слой (9) зоны соответствуют нормальным твердости и цвету применяемой алюминиевой бронзы, а образующая лежащий под ней несущий слой (8) зона имеет четырехкратную твердость по сравнению с внешней зоной.
Другие целесообразные меры приведены в нижеследующем описании примера выполнения посредством чертежей, на которых представлено:
- фиг.1 - частичный вид цилиндра двухтактного дизельного двигателя большого рабочего объема в разрезе;
- фиг.2 - увеличенный фрагмент устройства по фиг.1, снабженного защитным покрытием.
Представленное изобретение может найти применение везде там, где деталь, выполненная из чугуна, преимущественно из серого чугуна с поверхностным, вермикулярным или шаровидным графитом, требует на поверхности защитное покрытие, содержащее внешний, сравнительно мягкий удаленный от чугуна и находящийся под ним, существенно более твердый несущий слои. Это могут быть, например, различные детали двигателей, такие как поршни, поршневые кольца, канавки для поршневых колец, юбки поршней, рабочие поверхности цилиндров и т.д., поскольку эти детали требуют внешнего мягкого удаленного от чугуна слоя, исчезающего на этапе приработки, и внутреннего, более твердого несущего слоя, который действует вслед за этапом приработки и должен обладать длительным сроком службы.
Изображенный на фиг.1 цилиндр двухтактного дизельного двигателя большого рабочего объема содержит гильзу 1, снабженную впускными окнами (не показаны), на которую надета головка (не показана), снабженная выпускным устройством. Внутренняя сторона гильзы 1 цилиндра выполнена в качестве рабочей поверхности, с которой взаимодействует поршень 4, снабженный расположенными в соответствующих канавках 2 поршневыми кольцами 3. Гильза 1 цилиндра, поршень 4 и поршневые кольца 3 выполнены из чугуна, как правило, серого чугуна, содержащего поверхностный, вермикулярный или шаровидный графит. В зоне рабочей поверхности гильзы 1 цилиндра, периферийной поверхности поршневых колец 3 и боковых стенок канавок 2 на изображенном примере показано соответствующее защитное покрытие 5, которое обладает лучшими несущими свойствами, чем состоящий из чугуна материал-основа, и в соответствии с этим повышает срок службы.
Подобное защитное покрытие 5 может быть само собой нанесено также на другие детали двухтактного дизельного двигателя большого рабочего объема, подверженные аналогичным условиям нагрузки, например крейцкопфные подшипники или крейцкопфные направляющие.
Защитное покрытие 5, как лучше всего видно из фиг.2, образовано слоем 7 подходящей алюминиевой бронзы, наплавленным на материал-основу 6 целесообразно посредством сварки. При этом, как оказалось совершенно неожиданным образом, образуются два слоя 8, 9, обозначенных на фиг.2 прерывистой разделительной линией. При этом внешний удаленный от материала-основы слой 9 имеет ожидаемые от применяемой алюминиевой бронзы цвет и твердость. Этот внешний удаленный от чугуна слой является в соответствии с этим сравнительно мягким и потому пригоден в качестве приработочного слоя, который на этапе приработки исчезает сам по себе. Нижележащий, близкий к материалу-основе слой 8 обладает по сравнению с ним существенно большей твердостью и может поэтому служить в качестве износостойкого несущего слоя, действующего в случае исчезновения удаленного от чугуна слоя.
Во время опытов с алюминиевой бронзой, которая дает обычно твердость 200 HV, во внешнем слое была установлена ожидаемая твердость 200 HV, а во внутреннем слое - в четыре раза более высокая твердость 800 HV. Толщина слоя 7, содержащего оба слоя 8, 9, составляла около 2,5 мм, причем толщина внутреннего твердого несущего слоя составляла около 1,5 мм, а внешнего мягкого удаленного от чугуна слоя - около 1 мм. За счет подогрева материала-основы 6 примерно до 400°С удалось увеличить ширину твердого несущего слоя 8.
В качестве материала для образования слоя 7 может найти применение алюминиевая бронза, содержащая 8-25% А1, по меньшей мере, один из компонентов Sb, Co, Be, Cr, Sn, Mn, Si, Cd, Zn, Fe, Ni, Pb и С в количестве соответственно 0,2-10% и остальное Си. Если должен быть получен сравнительно мягкий удаленный от чугуна слой, то может найти применение алюминиевая бронза, содержащая 8-11% А1, 4-6% Ni, 3-5% Fe, 1-2% Мn и остальное Сu. При применении подобной алюминиевой бронзы твердость в зоне внешнего удаленного от чугуна слоя 9 составила около 200 HV. Подобная алюминиевая бронза была положена в основу описанного выше примера. В некоторых случаях внешний удаленный от чугуна слой 9 должен иметь немного большую твердость. Здесь целесообразным оказывается применение алюминиевой бронзы с 13-16% А1, 4-5% Fe, 0,2-0,8% Si, 1-2% Мn, самое большее 0,2% С и остальное Си. При применении подобной алюминиевой бронзы удалось достичь твердости удаленного от чугуна слоя 9 около 350 HV. Твердость внутреннего несущего слоя 8 была в любом случае существенно выше твердости внешнего удаленного от чугуна слоя 9. Здесь удалось достичь твердости около 900 HV.
Состоящий из алюминиевой бронзы слой 7, как уже упомянуто выше, может быть наплавлен на материал-основу 6 в процессе сварки. При этом могут найти применение электрическая световая дуга, или пламя, или лазерные лучи.
Другие опыты показали, что друг на друге можно размещать также несколько слоев, преимущественно два слоя, причем степень твердости слоев возрастает по мере удаления от материала-основы 6, т.е. степень твердости внешнего слоя выше степени твердости находящегося под ним слоя. Так, например, во время опытов с двумя слоями из одной и той же алюминиевой бронзы с 13-16% А1, 4-5% Fе, 0,2-0,8% Si, 1-2% Mn, менее 0,2% С и остальное Сu в зоне верхнего слоя была установлена твердость примерно до 400 HV, а в зоне наружного слоя второго слоя - твердость примерно до 600 HV.

Claims (17)

1. Способ получения защитного покрытия из алюминиевой бронзы, включающий нанесение на деталь из чугуна покрытия, содержащего мягкий удаленный от чугуна слой и более твердый и износостойкий несущий слой, отличающийся тем, что покрытие на деталь наносят путем наплавки с получением слоя из алюминиевой бронзы, содержащего удаленный от чугуна мягкий слой и близкий к чугуну более твердый несущий слой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед наплавкой осуществляют нагрев детали.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что нагрев осуществляют до температуры 400°С.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что наплавляют алюминиевую бронзу, содержащую 8-25% алюминия, по меньшей мере один из компонентов, выбранный из группы, включающей сурьму, кобальт, бериллий, хром, олово, марганец, кремний, кадмий, цинк, железо, никель, свинец и углерод в количестве 0,2-10% и остальное медь.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для образования сравнительно мягкого удаленного от чугуна слоя наплавляют алюминиевую бронзу, содержащую компоненты в следующем соотношении, %:
Алюминий 8-11
Никель 4-6
Железо 3-5
Марганец 1-2
Медь Остальное
6. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для образования сравнительно твердого удаленного от чугуна слоя наплавляют алюминиевую бронзу, содержащую компоненты в следующем соотношении, %:
Алюминий 13-16
Железо 4-5
Кремний 0,2-0,8
Марганец 1-2
Углерод менее 0,2
Медь Остальное
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что для получения двухслойного покрытия наплавляют алюминиевую бронзу с получением слоя толщиной 2-3 мм, преимущественно 2,5 мм.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что алюминиевую бронзу наплавляют на чугун, содержащий графит.
9. Способ получения защитного покрытия из алюминиевой бронзы, включающий нанесение на деталь из чугуна покрытия, содержащего мягкий удаленный от чугуна слой и более твердый и износостойкий несущий слой, отличающийся тем, что покрытие на деталь наносят путем наплавки, при этом на слой алюминиевой бронзы, наплавленной непосредственно на чугун, наплавляют по меньшей мере один дополнительный слой из алюминиевой бронзы, причем каждый из слоев содержит удаленный от чугуна мягкий слой и близкий к чугуну более твердый несущий слой.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что перед наплавкой осуществляют нагрев детали.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что нагрев осуществляют до температуры 400°С.
12. Способ по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что по меньшей мере один слой наплавляют из алюминиевой бронзы, содержащей 8-25% алюминия, по меньшей мере один из компонентов, выбранный из группы, включающей сурьму, кобальт, бериллий, хром, олово, марганец, кремний, кадмий, цинк, железо, никель, свинец и углерод в количестве 0,2-10% и остальное медь.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что по меньшей мере один слой наплавляют из алюминиевой бронзы, содержащей компоненты в следующем соотношении, %:
Алюминий 8-11
Никель 4-6
Железо 3-5
Марганец 1-2
Медь Остальное
14. Способ по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что по меньшей мере один слой наплавляют из алюминиевой бронзы, содержащей компоненты в следующем соотношении, %:
Алюминий 13-16
Железо 4-5
Кремний 0,2-0,8
Марганец 1-2
Углерод Менее 0,2
Медь Остальное
15. Способ по любому из пп.9-14, отличающийся тем, что для получения двухслойного покрытия наплавляют алюминиевую бронзу с получением слоя толщиной 2-3 мм, преимущественно 2,5 мм.
16. Способ по п.9, отличающийся тем, что алюминиевую бронзу наплавляют на чугун, содержащий графит.
17. Двигатель, в частности поршневой двигатель, содержащий по меньшей мере одну деталь, выполненную из чугуна, отличающийся тем, что деталь выполнена из чугуна, содержащего преимущественно поверхностный, вермикулярный или шаровидный графит, при этом на деталь нанесено защитное покрытие из алюминиевой бронзы, представляющее собой слой, содержащий удаленный от чугуна слой и несущий слой, причем твердость несущего слоя в четыре раза превышает твердость удаленного от чугуна слоя.
RU2001122573/02A 1999-01-13 2000-01-07 Способ получения защитного покрытия на поверхности выполненных из чугуна деталей, а также двигатель, по меньшей мере, с одной выполненной из чугуна деталью, снабженной на своей поверхности защитным покрытием RU2235805C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19900942A DE19900942C2 (de) 1999-01-13 1999-01-13 Verfahren zur Erzeugung eines Schutzbelags sowie Maschine mit wenigstens einem derartigen Schutzbelag
DE19900942.2 1999-01-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001122573A RU2001122573A (ru) 2003-09-27
RU2235805C2 true RU2235805C2 (ru) 2004-09-10

Family

ID=7894082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001122573/02A RU2235805C2 (ru) 1999-01-13 2000-01-07 Способ получения защитного покрытия на поверхности выполненных из чугуна деталей, а также двигатель, по меньшей мере, с одной выполненной из чугуна деталью, снабженной на своей поверхности защитным покрытием

Country Status (12)

Country Link
EP (1) EP1151148B1 (ru)
JP (1) JP3877528B2 (ru)
KR (1) KR100537764B1 (ru)
CN (1) CN1153846C (ru)
AT (1) ATE219167T1 (ru)
AU (1) AU2435400A (ru)
DE (2) DE19900942C2 (ru)
ES (1) ES2178630T3 (ru)
NO (1) NO332017B1 (ru)
PL (1) PL192366B1 (ru)
RU (1) RU2235805C2 (ru)
WO (1) WO2000042238A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA019463B1 (ru) * 2011-06-27 2014-03-31 Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" Способ получения износостойкой поверхности стальных и чугунных деталей

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10164754B4 (de) * 2001-07-27 2004-03-04 Diehl Metall Stiftung & Co.Kg Aluminiumbronze
JP2005307857A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Toyota Motor Corp シリンダブロック及びその製造方法
EP1762756A3 (de) * 2005-09-13 2007-03-28 Wärtsilä Schweiz AG Kolbenringpackung
DE102006023396B4 (de) * 2006-05-17 2009-04-16 Man B&W Diesel A/S Verschleißschutzbeschichtung sowie Verwendung und Verfahren zur Herstellung einer solchen
DE102007019510B3 (de) 2007-04-25 2008-09-04 Man Diesel A/S Zu einer Gleitpaarung gehörendes Maschinenteil sowie Verfahren zu dessen Herstellung
EP2392812A1 (de) * 2010-06-01 2011-12-07 Wärtsilä Schweiz AG Verschleissarme Hubkolbenbrennkraftmaschine
EP2481512A1 (de) * 2011-01-26 2012-08-01 Voestalpine Stahl GmbH Verfahren zum Herstellen einer Rolle mit einer durch Auftragschweissen erzeugten Schicht ; Rolle zum Führen und/oder Stützen eines Strangs einer Stranggießanlage mit solcher Schicht
CN102744525B (zh) * 2012-06-14 2014-06-11 燕山大学 一种耐高温磨损内衬的复合制备方法
CN103114219B (zh) * 2013-01-16 2014-12-10 苏州金仓合金新材料有限公司 海洋工程用高强度耐腐蚀锡锌铜基合金块及其制备方法
CN103045896B (zh) * 2013-01-16 2015-08-05 苏州金仓合金新材料有限公司 海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金棒及其制备方法
CN104614215B (zh) * 2015-01-30 2017-06-16 中国船舶重工集团公司第十二研究所 高锰铝青铜标准物质及其制备方法
CN106246909A (zh) * 2016-08-15 2016-12-21 苏州亘富机械科技有限公司 一种涂覆有二硫化钼涂层的钢质正桶面活塞环
DE102017116480A1 (de) * 2017-07-21 2019-01-24 Federal-Mogul Friedberg Gmbh Kolbenring mit kugelgestrahlter Einlaufschicht und Verfahren zur Herstellung
DE102017124813B3 (de) * 2017-10-24 2018-11-29 Federal-Mogul Deva Gmbh Verbund-Bronzelager
CN111299902B (zh) * 2019-12-20 2021-11-02 河南省煤科院耐磨技术有限公司 一种用于熔化极气体保护焊的高耐蚀性铝青铜焊丝
CN113046739A (zh) * 2019-12-26 2021-06-29 山东省科学院激光研究所 一种耐磨机床导轨板制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0035377A1 (en) * 1980-02-28 1981-09-09 Wall Colmonoy Limited Bond-coating alloys for thermal spraying
US5132083A (en) * 1986-12-15 1992-07-21 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Laser padding material and a laser padding method using the same
JP2866384B2 (ja) * 1988-11-04 1999-03-08 オイレス工業株式会社 耐摩耗性を有する摺動部材用アルミニウム青銅鋳物
JP2726796B2 (ja) * 1993-12-28 1998-03-11 大同メタル工業株式会社 複層摺動部材及びその製造方法
DK174241B1 (da) * 1996-12-05 2002-10-14 Man B & W Diesel As Cylinderelement, såsom en cylinderforing, et stempel, et stempelskørt eller en stempelring, i en forbrændingsmotor af dieseltypen samt en stempelring til en sådan motor.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA019463B1 (ru) * 2011-06-27 2014-03-31 Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" Способ получения износостойкой поверхности стальных и чугунных деталей

Also Published As

Publication number Publication date
DE19900942A1 (de) 2000-07-20
ATE219167T1 (de) 2002-06-15
PL192366B1 (pl) 2006-10-31
EP1151148A1 (de) 2001-11-07
NO332017B1 (no) 2012-05-29
NO20013427D0 (no) 2001-07-10
KR100537764B1 (ko) 2005-12-19
JP3877528B2 (ja) 2007-02-07
KR20010093259A (ko) 2001-10-27
JP2002535484A (ja) 2002-10-22
EP1151148B1 (de) 2002-06-12
WO2000042238A1 (de) 2000-07-20
DE19900942C2 (de) 2003-04-10
ES2178630T3 (es) 2003-01-01
PL350447A1 (en) 2002-12-16
AU2435400A (en) 2000-08-01
DE50000216D1 (de) 2002-07-18
NO20013427L (no) 2001-09-13
CN1336969A (zh) 2002-02-20
CN1153846C (zh) 2004-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2235805C2 (ru) Способ получения защитного покрытия на поверхности выполненных из чугуна деталей, а также двигатель, по меньшей мере, с одной выполненной из чугуна деталью, снабженной на своей поверхности защитным покрытием
RU2239000C2 (ru) Способ получения износостойкой поверхности у стальных деталей и двигатель, содержащий, по меньшей мере, одну такую деталь
RU2001126055A (ru) Способ получения износостойкой поверхности у стальных деталей и машина, содержащая, по меньшей мере, одну такую деталь
EP0900326B1 (en) A cylinder element, such as a cylinder liner, a piston, a piston skirt or a piston ring, in an internal combustion engine of the diesel type, and a piston ring for such an engine
RU2001122573A (ru) Способ получения защитного покрытия на поверхности выполненных из чугуна деталей, а также двигатель, по меньшей мере, с одной выполненной из чугуна деталью, снабженной на своей поверхности защитным покрытием
KR970701305A (ko) 실린더 라이너 및 그 제조방법(a method of manufacturing a cylinder liner. and such a liner)
JP2008261329A (ja) ピストンリング溝をコーティングするための溶射方法、溶射ワイヤーの使用、および溶射層を有するピストン
RU2421546C2 (ru) Покрытие для защиты от износа металлических конструктивных элементов машин и способ его получения
JP4040301B2 (ja) 多層鉛フリー被覆プレートを有する滑り軸受およびその製造方法
JPS60188661A (ja) ピストンリング
JPS60188660A (ja) ピストンリング
JP3931964B2 (ja) 往復ピストン式機関
JP6356704B2 (ja) デポジット防止コーティングを伴うピストンおよびその構築方法
JP4267459B2 (ja) ピストンリングの溶射
US3133739A (en) Piston ring
RU2005136884A (ru) Поршень для двигателя большого объема и способ изготовления работающего на износ защитного слоя у подобного поршня (варианты)
JPH0132304B2 (ru)
JPH08151953A (ja) 内燃機関用ピストンおよびその製造方法
JPH03277870A (ja) ピストンリング及びその製造方法
KR20230090317A (ko) 전이층을 갖는 피스톤 링
RU2281983C2 (ru) Термическое напыление на детали машины
JPS60258426A (ja) 再溶融硬化カムシヤフト
USRE18814E (en) Piston
RU2224127C2 (ru) Поршень двигателя внутреннего сгорания
JP3726363B2 (ja) 耐摩耗アルミ鋳ぐるみ品

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170108