RU2772481C1 - Способ восстановления рабочей фаски клапана газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания - Google Patents
Способ восстановления рабочей фаски клапана газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772481C1 RU2772481C1 RU2021114405A RU2021114405A RU2772481C1 RU 2772481 C1 RU2772481 C1 RU 2772481C1 RU 2021114405 A RU2021114405 A RU 2021114405A RU 2021114405 A RU2021114405 A RU 2021114405A RU 2772481 C1 RU2772481 C1 RU 2772481C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve face
- working valve
- restoring
- working
- valve
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N Silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N oxozirconium Chemical compound [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N Boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N N#B Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001037 White iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к способу восстановления рабочей фаски клапана газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания и может быть использовано в моторостроительном и ремонтном производстве. Проводят очистку, дефектоскопию и первичную механическую обработку рабочей фаски клапана. Затем осуществляют наплавку порошковой композиции на основе никеля с добавлением карбида кремния и диоксида циркония методом короткоимпульсной лазерной обработки и выглаживание поверхности рабочей фаски клапана с выдерживанием угла фаски в диапазоне 45±0,5° и получением шероховатости поверхности рабочей фаски клапана Ra 0,32. Обеспечивается получение сверхтвердого износостойкого жаропрочного покрытия с низким коэффициентом трения 0,12-0,15, толщиной в пределах 10-15 мкм, обладающего градиентностью свойств по толщине, и термопрочностью при 1000°С. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к восстановлению и защите рабочей фаски клапана двигателя внутреннего сгорания (ДВС) путем нанесения покрытия порошковой композиции на основе никеля с добавлением карбида кремния и диоксида циркония на подготовленную поверхность рабочей фаски клапана, и может быть использовано в моторостроительных и ремонтных производствах.
Известны способы восстановления деталей машиностроения сложной формы, клапанов двигателей внутреннего сгорания. [1,4,5] Также известен способ восстановления седла клапана заключающийся в предварительной очистке и механической обработке поверхности сопряжения с первичной наплавкой подслоя никеля и последующей механической обработкой. Последующей наплавки рабочего слоя жаропрочной аустенитной стали плавящимся электродом током обратной полярности с проковкой каждого валика со скоростью, не позволяющей металлу остыть. Осуществления окончательной механической обработки рабочей поверхности седла. [2]
Недостатками приведенного способа являются: 1) большое число операций, 2) высокая длительность восстановления, 3) подверженность материала окислению при повышенных температурах.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является создание способа восстановления рабочей фаски клапана с небольшим количеством операций, а также с использованием жаропрочных, износостойких, твердых материалов.
Данное решение достигается за счет использования лазерного способа наплавки [3], а также за счет использования порошковой композиций на основе никеля с добавлением легирующих элементов - карбида кремния и диоксида циркония.
Сущность метода заключается в предварительной механической обработке рабочей фаски клапана шлифовальным станком. Последующим этапом является наплавление порошковой композиции на основе никеля с добавлением карбида кремния и диоксида циркония методом короткоимпульсной лазерной обработкой порошковой обмазки. Завершающей операцией является пластическая деформация полученного покрытия скользящим алмазным выглаживателем. Порошковую композицию подготавливают в виде суспензии, которую наносят на обрабатываемую часть изделия тонким слоем, затем с помощью лазерного короткоимпульсного излучения оплавляют, при этом используют порошковую смесь следующего состава:
- Никель Ni:
- Карбид кремния SiC:
- Диоксид циркония ZrO2:
На фиг.1 представлен клапан после первичной механической обработки. На фиг.2 представлен вид рабочей фаски после наплавки порошковой композиции. На фиг.3 изображена схема выглаживания рабочей фаски.
Способ восстановления заключается в проведении очистки, дефектоскопии, удалении слоя материала (фиг.1) с сопрягающейся поверхности клапана до получения прямой образующей линии тарелки клапана с углом в 45° и шероховатостью Ra 0,8. Следующим этапом (фиг.2) является высокочастотная лазерная наплавка порошковой композиции 2 на основе никеля с легирующими керамическими элементами, например карбида бора, нитрида бора, карбида кремния и др. на поверхность клапана 1. Завершающим этапом восстановления (фиг.3) является выглаживание поверхности рабочей фаски клапана 1 с выдержкой угла фаски в (45±0,5)°, шероховатости Ra 0,32 при помощи алмазного выглаживателя 3.
Технический результат при использовании этого способа заключается в получении сверхтвердого износостойкого жаропрочного покрытия с низким коэффициентом трения порядка 0,12-0,15; толщиной в пределах 10-15 мкм, обладающего градиентностью свойств по толщине. Микротвердость поверхности покрытия составляет 1040 кг/мм2, термопрочность 1000°С. Шероховатость достигает значения Ra 0,32, угол фаски выдерживается в диапазоне (45±0,5°).
Список источников, принятых во внимание при составлении заявки
1. RU 2119557 C1, C25D 3/20.3аявлено: 1997.01.24. Опубликовано: 1998.09.27. Описание к изобретению патента РФ. Способ восстановления и упрочнения деталей.
2. RU 2448825 С2, В23Р 6/00, B23K 9/04. Заявлено: 2010.07.01. Опубликовано: 2012.01.10. Описание к изобретению патента РФ. Способ получения седла клапанов чугунных головок цилиндров ДВС при их изготовлении или восстановлении методом электродуговой наплавки.
3. RU 2497978 С2, С23С 24/08, B22F 3/10. Заявлено: 2011.07.22. Опубликовано: 2013.01.27. Описание к изобретению патента РФ. Способ формирования покрытия и установка для его осуществления.
4. RU 2516418 С2, В23Р 6/00. Заявлено: 2011.06.29. Опубликовано: 2013.01.10. Описание к изобретению патента РФ. Способ восстановления наружной рабочей поверхности деталей из белого чугуна.
5. SU 100737 A1, C23D 5/00. Заявлено: 1953.07.30. Опубликовано: 1955.01.01. Описание к изобретению патента СССР. Способ защитного покрытия клапанов авиадвигателей.
Claims (2)
1. Способ восстановления рабочей фаски клапана газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, включающий наплавку восстанавливающего материала на основе никеля, отличающийся тем, что сначала проводят очистку, дефектоскопию и первичную механическую обработку рабочей фаски клапана, затем осуществляют наплавку порошковой композиции на основе никеля с добавлением карбида кремния и диоксида циркония методом короткоимпульсной лазерной обработки и выглаживание поверхности рабочей фаски клапана с выдерживанием угла фаски в диапазоне 45±0,5° и получением шероховатости поверхности рабочей фаски клапана Ra 0,32.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выглаживание поверхности рабочей фаски клапана проводят с помощью алмазного выглаживателя.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2772481C1 true RU2772481C1 (ru) | 2022-05-20 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1540984A1 (ru) * | 1988-05-05 | 1990-02-07 | Всесоюзное Научно-Производственное Объединение Восстановления Деталей "Ремдеталь" | Способ наплавки клапанов |
| RU2339822C9 (ru) * | 2006-09-13 | 2009-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский механический завод" | Клапан выпускной двигателя внутреннего сгорания, способ его изготовления и жаропрочный сплав для него |
| RU2448825C2 (ru) * | 2010-07-01 | 2012-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Способ получения седла клапанов чугунных головок цилиндров двс при их изготовлении или восстановлении методом электродуговой наплавки |
| US20120217226A1 (en) * | 2009-10-31 | 2012-08-30 | Mtu Aero Engines Gmbh | Method and device for producing a component of a turbomachine |
| CN106925894A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-07-07 | 江苏理工学院 | 一种激光微造型制备轴承耐腐蚀表面的方法 |
| RU2718793C1 (ru) * | 2019-03-05 | 2020-04-14 | Евгений Викторович Харанжевский | Способ получения сверхтвердых износостойких покрытий с низким коэффициентом трения |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1540984A1 (ru) * | 1988-05-05 | 1990-02-07 | Всесоюзное Научно-Производственное Объединение Восстановления Деталей "Ремдеталь" | Способ наплавки клапанов |
| RU2339822C9 (ru) * | 2006-09-13 | 2009-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский механический завод" | Клапан выпускной двигателя внутреннего сгорания, способ его изготовления и жаропрочный сплав для него |
| US20120217226A1 (en) * | 2009-10-31 | 2012-08-30 | Mtu Aero Engines Gmbh | Method and device for producing a component of a turbomachine |
| RU2448825C2 (ru) * | 2010-07-01 | 2012-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Способ получения седла клапанов чугунных головок цилиндров двс при их изготовлении или восстановлении методом электродуговой наплавки |
| CN106925894A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-07-07 | 江苏理工学院 | 一种激光微造型制备轴承耐腐蚀表面的方法 |
| RU2718793C1 (ru) * | 2019-03-05 | 2020-04-14 | Евгений Викторович Харанжевский | Способ получения сверхтвердых износостойких покрытий с низким коэффициентом трения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8471168B2 (en) | Methods of treating metal articles and articles made therefrom | |
| US8828312B2 (en) | Dilution control in hardfacing severe service components | |
| US20100279146A1 (en) | Refractory metal tool for friction stir welding comprising a shoulder made of tungsten, molybdenum, tantalum, niobium or hafnium alloy and a coated or treated surface | |
| JPWO2004111394A1 (ja) | タービン部品、ガスタービンエンジン、タービン部品の製造方法、表面処理方法、翼部品、金属部品、及び蒸気タービンエンジン | |
| CN104789921A (zh) | 一种金属表面喷涂复合涂层的工艺 | |
| Hlushkova et al. | Structure and properties of powder gas-plasma coatings based on nickel | |
| CN102615431A (zh) | 一种灰铸铁缸盖自动化激光熔覆再制造方法 | |
| Zhemanyuk et al. | Experience of introduction of the technology of reconditioning microplasma powder surfacing at repair of high-pressure turbine blades in batch production | |
| US20060039788A1 (en) | Hardface alloy | |
| RU2772481C1 (ru) | Способ восстановления рабочей фаски клапана газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания | |
| Tušek et al. | Electrospark deposition for die repair | |
| Venkatesh et al. | Tribological characteristics of Stellite hard faced layer on mild steel | |
| Khorram et al. | Surface modification of IN713 LC superalloy with Metco 204NS by laser surface alloying | |
| WO1990013682A1 (en) | Poppet valve manufacture | |
| US20050152805A1 (en) | Method for forming a wear-resistant hard-face contact area on a workpiece, such as a gas turbine engine part | |
| CN108203825B (zh) | 监测柴油机缸盖表面损伤过程的抗热疲劳镍基复合涂层及其应用 | |
| CN107937860A (zh) | 一种氩弧重熔Fe基耐磨层的制备方法 | |
| CN114807926A (zh) | 一种在蠕墨铸铁发动机气门座表面进行激光熔覆的方法 | |
| Garleanu et al. | Effect of chemical composition on hard deposits properties in the case of weld refurbishment of heavy crushing hammers | |
| RU2823409C1 (ru) | Способ подготовки поверхности графитированного электрода к нанесению защитного покрытия | |
| US10844757B2 (en) | Valve for internal-combustion engines | |
| Singh et al. | Past, present and future-the characterization of surface of topography of plasma transferred arc coating | |
| Kamma et al. | Fatigue properties of alloy 718 overlay-coated with a Co-based X40 alloy by the Micro Spark Coating | |
| Leunda et al. | Inner walls laser cladding of WC reinforced Ni coatings | |
| KR20130004709A (ko) | 대형엔진용 피스톤 크라운면을 제작하는 방법 및 그를 이용한 대형엔진용 피스톤 |