SE433245B - Method for reinforcing a groove for receiving a piston ring in a piston made from an aluminium alloy - Google Patents
Method for reinforcing a groove for receiving a piston ring in a piston made from an aluminium alloyInfo
- Publication number
- SE433245B SE433245B SE7906133A SE7906133A SE433245B SE 433245 B SE433245 B SE 433245B SE 7906133 A SE7906133 A SE 7906133A SE 7906133 A SE7906133 A SE 7906133A SE 433245 B SE433245 B SE 433245B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- piston
- groove
- weld
- receiving
- piston body
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/0015—Multi-part pistons
- F02F3/003—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
79oe1zs-9 D 2 beständig metall tills denna helt fyllt det ringformade spåret, varvid temperaturen hos kolvkroppen hållas konstant inom nämnda temperaturområde. 79oe1zs-9 D 2 resistant metal until it completely fills the annular groove, the temperature of the piston body being kept constant within said temperature range.
Bindematerialet är nickelaluminid, medan den slítbeständiga metallen är rostfritt stål. Det slitbeständiga metallskiktet är således medelst skiktet av bindematerialet bundet (vidhäftat) vid kolvkroppen av aluminiumlegering.The binder material is nickel aluminide, while the wear-resistant metal is stainless steel. The wear-resistant metal layer is thus bonded (adhered) to the piston body of aluminum alloy by means of the layer of the binder material.
Sedan kolvkroppen kylts, upptas i det slitbeständiga metallskiktet ett spår med förutbestämda dimensioner för upp- tagande av den övre kolvringen.After the piston body has cooled, a groove with predetermined dimensions is accommodated in the wear-resistant metal layer for receiving the upper piston ring.
Detta kända förfarande gör det möjligt att avsevärt för- stärka spåret för upptagande av den övre kolvringen, men är mycket arbetskrävande, eftersom man i förväg måste uppta det ringformade spåret och påånga skiktet av bindematerialet på dess yta..This known method makes it possible to considerably reinforce the groove for receiving the upper piston ring, but is very labor-intensive, since the annular groove must be picked up in advance and the layer of the binder material on its surface must be vapor-deposited.
Skiktet av bindematerialet säkerställer inte den till- räckliga vidhäftningshâllfastheten mellan det slitbeständiga metallskiktet och aluminiumlegeringen varav kolven är fram- ställd, beroende på sprickbildning i skiktet av bindematerialet under inverkan av termiska och mekaniska, under kolvens arbets- förlopp uppkommande spänningar.The layer of binder material does not ensure the sufficient adhesion strength between the wear-resistant metal layer and the aluminum alloy from which the piston is made, due to cracking in the layer of binder material under the influence of thermal and mechanical stresses arising during the workflow of the piston.
Detta leder till att den påångade, slitbeständiga metal- len klyvs bort och flagar av, så att kolven blir funktions- oduglig.This leads to the vaporized, wear-resistant metal being split off and flaking off, so that the piston becomes inoperable.
För närvarande förstärks spår för upptagande av kolv- ringar i kolvar av aluminiumlegeringar ofta medelst insats- stycken i form av ringformade, slitbeständiga svetsar, som påsvetsas i kolvkroppen.At present, grooves for receiving piston rings in pistons of aluminum alloys are often reinforced by means of inserts in the form of annular, wear-resistant welds, which are welded into the piston body.
Ett förfarande för förstärkning av ett spår för uppta- gande av en kolvring vid en kolv av aluminiumlegering är exempelvis känt (jämför amerikanska patentskriften 3 Olü 771).For example, a method of reinforcing a groove for receiving a piston ring on an aluminum alloy piston is known (cf. U.S. Pat. No. 3 Olü 771).
Detta patent avser ett förfarande för förstärkning av ett spår för upptagande av en övre kolvring i en kolv vid en förbrän- níngsmotor.This patent relates to a method of reinforcing a groove for receiving an upper piston ring in a piston of an internal combustion engine.
Detta kända förfarande är baserat på att ett ringformat spår i förväg upptas i kolvkroppen av aluminiumlegering vid det ställe där den övre kolvringen skall vara placerad. Det ringformade spårets dimensioner är större än de hos spåret för upptagande av den övre kolvringen. I det ringformade spå- ret anbringas en slitbeständig, ringformad svets, som är avsedd att forma ett insatsstycke innehållande partiklar av slit- 7906133-9 beständig metall.This known method is based on an annular groove being pre-received in the piston body of aluminum alloy at the place where the upper piston ring is to be located. The dimensions of the annular groove are larger than those of the groove for receiving the upper piston ring. A wear-resistant, annular weld is applied to the annular groove, which is intended to form an insert containing particles of wear-resistant metal.
Svetsen kan påsvetsas i det ríngformade spåret genom gassvetsning eller ljusbâgsvetsning med tillsatstråd. Huvud- beståndsdelen av materialet, som tillsatstråden (till- satselektroden i trådform) är framställd av är en metall- legering, som säkert kan vidhäftas vid det material varav kolven är framställd.The weld can be welded into the annular groove by gas welding or arc welding with filler wire. The main component of the material from which the filler wire (filler electrode in wire form) is made is a metal alloy, which can be securely adhered to the material from which the piston is made.
Genom att kolven är framställd av aluminiumlegering, utgöres i detta fall huvudbeståndsdelen av det material varav tillsatselektroden är framställd, av en aluminiumlegering, som är besläktad med aluminiumlegeringen för framställning av kolven. I aluminíumlegeríngen för tillsatselektroden i trådform är dessutom partiklar av tungt, hållfast material, exempelvis en järnbaserad legering, likformigt fördelade.Because the piston is made of aluminum alloy, in this case the main constituent of the material from which the auxiliary electrode is made is an aluminum alloy, which is related to the aluminum alloy for making the piston. In addition, in the aluminum alloy of the auxiliary electrode in wire form, particles of heavy, durable material, for example an iron-based alloy, are uniformly distributed.
Huvudbeståndsdelen av materialet som svetsen i det ring- formade spåret är framställd av (svetsgodset) utgöres således av den aluminiumlegering som funktionssäkert"vidhäftas vid aluminiumlegeringen för kolven.The main component of the material from which the weld in the annular groove is made (the weld metal) thus consists of the aluminum alloy which is reliably "adhered" to the aluminum alloy of the piston.
I aluminiumlegeringen, som utgör huvudbeståndsdelen av svetsgodset, är dessutom likformigt fördelade partiklar av den järnbaserade legeringen, vilka ger svetsen slitbeständigheten.In addition, in the aluminum alloy, which constitutes the main component of the weld metal, there are uniformly distributed particles of the iron-based alloy, which give the weld wear resistance.
I svetsen upptas därefter, på i och för sig känt sätt, ett spår för upptagande av den övre kolvringen.A groove for receiving the upper piston ring is then accommodated in the weld in a manner known per se.
Jämfört med det ovan beskrivna kända förfarandet säker- ställer detta förfarande en högre vidhäftningshållfasthet mellan svetsgodset och den aluminiumlegering som kolven är framställd av.Compared with the known method described above, this method ensures a higher adhesive strength between the weld metal and the aluminum alloy from which the piston is made.
Detta uppnås genom att huvudbeståndsdelen av svetsgod- set utgöres av en aluminiumlegering som är besläktad med den aluminiumlegering som kolven är framställd av.This is achieved in that the main component of the weld metal consists of an aluminum alloy which is related to the aluminum alloy from which the piston is made.
Detta kända förfarande är emellertid också mycket ar- betskrävande, eftersom det ringformade spåret i förväg måste upptas i kolvkroppen.However, this known method is also very labor-intensive, since the annular groove must be taken up in the piston body in advance.
Vid pâsvetsning av svetsen i det ringformade spåret uppkommer dessutom, i den zon där svetsgodset smälter ihop med aluminiumlegeringen hos kolven, ofrånkomliga, för svets- ning av aluminiumlegeringar typiska fel, exempelvis porer, icke genomsmälta områden, oxidinneslutningar, vilka fungerar som spänningskonoentratorer, som förorsakar spriokbildníng i hop- smältningszonen under inverkan av termiska ooh mekaniska späna 7906133~9 ningar. Detta minskar avsevärt vidhäftningshållfastheten mellan svetsgodset och den aluminiumlegering som kolven är s framställd av, varigenom kolven kan bli funktionsoduglig.In addition, when welding the weld in the annular groove, in the zone where the weld metal fuses with the aluminum alloy of the piston, inevitable defects typical for welding aluminum alloys occur, for example pores, non-molten areas, oxide inclusions which act as stress concentrators crack formation in the melting zone under the influence of thermal and mechanical stresses 7906133 ~ 9 ings. This considerably reduces the adhesion strength between the weld metal and the aluminum alloy from which the piston is made, whereby the piston may become inoperable.
Det huvudsakliga ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för förstärkning av ett spår för upptagande av en kolvring vid en av aluminiumlege- ring framställd kolv, vid vilket förfarande svetsen i kolv- kroppen framställs på sådant sätt, att processtekniken för framställning av svetsen blir enklare och vidhäftningshåll- fastheten mellan svetsgodset och den aluminiumlegering som kolven är framställd av, ökar.The main object of the present invention is to provide a method for reinforcing a groove for receiving a piston ring in a piston made of aluminum alloy, in which method the weld in the piston body is manufactured in such a way that the process technique for producing the weld becomes simpler and the adhesion strength between the weld metal and the aluminum alloy from which the piston is made increases.
Detta uppnås vid förfarandet enligt ingressen till patentkravet l genom att den ringformade, Slitbestäflåiga svetsen framställs genom genomsmältning av kolvkroppen under samtidigt införande av ett legeringsmaterial i aluminium- legeringen som kolven är framställd av och som smälter.This is achieved in the method according to the preamble of claim 1 in that the annular, wear-resistant weld is produced by melting the piston body while simultaneously introducing an alloy material into the aluminum alloy from which the piston is made and which melts.
Detta förfarande gör det möjligt att påsvetsa den slit- beständiga, ringformade svetsen i kolvkroppen utan att i för- väg i densamma uppta ett ringformat spår vars dimensioner är större än de hos spåret för upptagande av kolvringen, vil- ket i hög grad förenklar förfarandet.This method makes it possible to weld the wear-resistant, annular weld in the piston body without pre-occupying in it an annular groove whose dimensions are larger than those of the groove for receiving the piston ring, which greatly simplifies the method.
Huvudbeståndsdelen av svetsgodset vari spåret för upp- tagande av kolvringen upptas, utgöres dessutom av den alu- miniumlegering som kolven är framställd av, varigenom man kan öka vidhäftningshållfastheten mellan svetsgodset och aluminiumlegeringen som kolven är framställd av.The main component of the weld metal in which the groove for receiving the piston ring is accommodated also consists of the aluminum alloy from which the piston is made, whereby one can increase the adhesion strength between the weld metal and the aluminum alloy from which the piston is made.
Det är lämpligt, att man genomsmälter kolvkroppen till ett djup, som utgör 0,3-LB av det förutbestämda_djupet hos spåret för upptagande av kolvringen.i Den del av spårets ändyta, vars djup utgör 0,3-0,5 av -spårets djup, förslits mest, varför svetsen måste ha ett minsta djup lika med 0,3 av spårets förutbestämda djup.It is convenient to fuse the piston body to a depth which is 0.3-LB of the predetermined depth of the groove for receiving the piston ring. In that part of the end surface of the groove whose depth is 0.3-0.5 of the depth of the groove , wears the most, so the weld must have a minimum depth equal to 0.3 of the predetermined depth of the groove.
Ifall spåret för upptagande av kolvringen, å andra sidan, är helt utformat i svetsen, är det lämpligt att svetsens djup högst uppgår till 1,3 av det förutbestämda djupet hos spåret för upptagande av kolvringen, eftersom kolvkroppens fortsatta genomsmältning inte leder till någon ökning av slitbeständig- heten hos spåret för upptagande av kolvringen i svetsen.If, on the other hand, the groove for receiving the piston ring is completely formed in the weld, it is suitable that the depth of the weld does not exceed 1.3 of the predetermined depth of the groove for receiving the piston ring, since the continued melting of the piston body does not lead to any increase in the wear resistance of the groove for receiving the piston ring in the weld.
Legeringsmaterialet är lämpligen nickel.The alloy material is suitably nickel.
L. 7906133-9 LW Genom att nickel reagerar med den aluminiumlegering som kolven är framställd av, bildas nickelaluminider, vilka upp- visar en flög hårdhet (ßoo-ioo kp/mmg) och i form av finfin-dela- de partiklar är likformigt fördelade i den smälta aluminium- legeringen som kolven är framställd av, varigenom svetsgodset får en slitbeständig struktur.L. 7906133-9 LW By nickel reacting with the aluminum alloy from which the piston is made, nickel aluminides are formed, which show a slight hardness (ßoo-10 kp / mmg) and in the form of finely divided particles are uniformly distributed in the molten aluminum alloy from which the piston is made, whereby the weld metal has a wear-resistant structure.
Det kan också vara lämpligt, att man som legeringsmaterial använder en legering av nickel och krom.It may also be appropriate to use an alloy of nickel and chromium as the alloying material.
Genom att nickel-kromlegeringen reagerar med den smälta aluminiumlegeringen som kolven är framställd av, bildas i det- ta fall nickel- och kromaluminider, vilka ger svetsgodset slit- beständigheten. Genom att krom förekommer i nämnda aluminium- legering, kan man dessutom öka värmebeständigheten hos sven godset.Because the nickel-chromium alloy reacts with the molten aluminum alloy from which the piston is made, nickel and chromium aluminides are formed in this case, which give the weld metal the wear resistance. Because chromium is present in the said aluminum alloy, it is also possible to increase the heat resistance of the Sven goods.
Det kan också vara lämpligt, att man före genomsmältningen av kolvkroppen, uppvärmer densamma till en förutbestämd tempera- tur i området 100-30000, varefter denna uppvärmningstemperatur för kolvkroppen, vid genomsmältníngen, hålles konstant inom nämnda temperaturomrâde genom att kolvkroppen kyls medelst tryckluft.It may also be suitable that before the crucible of the piston body is heated, it is heated to a predetermined temperature in the range 100-30000, after which this heating temperature of the piston body, during the melting, is kept constant within said temperature range by cooling the piston body by means of compressed air.
Genom att kolvkroppen i förväg uppvärms till den förut- bestämda temperaturen, som hålles konstant vid genomsmältningen av kolvkroppen, kan man säkerställa lika genomsmältningsdjup för den aluminiumlegering som kolven är framställd av, och en likformig fördelning av legeringsmaterialet över svetsens hela längd.By preheating the piston body to the predetermined temperature, which is kept constant during the melting of the piston body, it is possible to ensure equal melting depth for the aluminum alloy from which the piston is made, and a uniform distribution of the alloy material over the entire length of the weld.
Den förberedande uppvärmningen bidrar dessutom till en utjämning och minskning av restspänningar i svetsen vid kyl- ning av kolvkroppen efter avslutad genomsmältning, före upp- tagandet av spåret för kolvringen i kolvkroppen, vilket ökar vidhäftningshållfastheten mellan svetsen och aluminiumlege~ ringen som kolven är framställd av.The preparatory heating also contributes to an equalization and reduction of residual stresses in the weld when cooling the piston body after completion of melting, before taking up the groove for the piston ring in the piston body, which increases the adhesion strength between the weld and the aluminum alloy from which the piston is made.
Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 i snitt visar en del av en kolvkropp försedd med ett flertal spår för upptagande av kolvringar, varvid spåret för upptagande av en övre kolv- ring är upptaget i ett insatsstycke, som utgörs av en slit- beständig, ringformad, i kolvkroppen anbragt svets; fig. 2 visar schematiskt genomsmältningen av kolvkroppen, vid det ställe där spåret för upptagande av den övre kolvringen är J 7906133-9 6 anordnat, med hjälp av en värmeenergikälla; fig. 3 visar i snitt en del av kolvkroppen med den slitbeständiga, ringforma- de svetsen efter avslutad genomsmältning; fig. H visar i snitt en del av kolvkroppen med den slitbeständiga, ring- formade svetsen efter mekanisk bearbetning av kolvkroppen utmed kolvens yttre omkrets; fig. 5 visar i snitt en del av kolvkroppen med en slitbeständig, ringformad svets, i vilken ett spår för upptagande av den övre kolvringen är utformat; fig. 6 visar en del av kolven med en slitbeständig, ringformad svets, i vilken ett spår för upptagande av den övre kolvringen är upptaget, varvid svetsens djup utgör 1,3 av det ifrågavaran- de spårets djup; fig. 7 visar en del av kolven med en slitbe- ständig, ringformad svets, i vilken spåret för upptagande av den pövre kolvringen är upptaget, varvid svetsens djup utgör 0,3 av spårets djup; och fig. 8 visar i snitt en del av en kolvkropp försedd med ett flertal spår för upptagande av kolvringar, varvid spåren är utformade i insatsstycken, vilka vart och ett utgörs av en slitbeständig, ringformad, i kolvkroppen an- bragt svets. I Av fig. 1 framgår att en kolvkr0PP (en kolv) l, som är framställd av aluminiumlegering och avsedd för en förbrännings- motorñeär försedd med tvâ spår 2 för upptagande av kolvringar samt/ett spår 3 för upptagande av en övre kolvring.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows in section a part of a piston body provided with a plurality of grooves for receiving piston rings, the groove for receiving an upper piston ring being received in an insert, which consists of a wear-resistant, annular weld arranged in the piston body; Fig. 2 schematically shows the melting of the piston body, at the place where the groove for receiving the upper piston ring is arranged, by means of a heat energy source; Fig. 3 shows in section a part of the piston body with the wear-resistant, annular weld after completion of melting; Fig. H shows in section a part of the piston body with the wear-resistant, annular weld after mechanical processing of the piston body along the outer circumference of the piston; Fig. 5 shows in section a part of the piston body with a wear-resistant, annular weld, in which a groove for receiving the upper piston ring is formed; Fig. 6 shows a part of the piston with a wear-resistant, annular weld, in which a groove for receiving the upper piston ring is accommodated, the depth of the weld being 1.3 of the depth of the groove in question; Fig. 7 shows a part of the piston with a wear-resistant, annular weld, in which the groove for receiving the powder piston ring is received, the depth of the weld being 0.3 of the depth of the groove; and Fig. 8 shows in section a part of a piston body provided with a plurality of grooves for receiving piston rings, the grooves being formed in insert pieces, each of which consists of a wear-resistant, annular weld arranged in the piston body. Fig. 1 shows that a piston body (a piston) 1, which is made of aluminum alloy and intended for an internal combustion engine provided with two grooves 2 for receiving piston rings and / a groove 3 for receiving an upper piston ring.
Nedan beskrivs ett förfarande för förstärkning av spåret 3 för upptagande av den övre kolvringen. .A method of reinforcing the groove 3 for receiving the upper piston ring is described below. .
Kolvkroppen l uppvärms i förväg till en temperatur av 100-30000, varefter kolvkroppen l (fig. 2) medelst en värmeener- gikälla Ä bringas att genomsmälta vid det ställe där spåret 3 för upptagande av den övre kolvringen är utformat. i Kolvkroppen l genomsälts genom att den vrids kring sin axel i förhållande till den stationärt anordnade värmeenergi- källan 4. Kolvkroppen 1 genomsmälts till ett djup, som utgör 0,3-1,3 av det förutbestämda djupet hos spåret 3 för upptagan- de av den övre kolvringen.The piston body 1 is preheated to a temperature of 100-30000, after which the piston body 1 (Fig. 2) is caused to melt through by means of a heat energy source Ä at the place where the groove 3 for receiving the upper piston ring is formed. The piston body 1 is melted through by rotating it about its axis in relation to the stationary heat energy source 4. The piston body 1 is melted through to a depth which constitutes 0.3-1.3 of the predetermined depth of the groove 3 for receiving the upper piston ring.
Samtidigt som kolvkroppen l bringas att genomsmälta, inmatas ett legeringsmaterial 6 i den alumíniumlegering 5 som kolven är framställd av och som smälter. Enligt en utförings- form av uppfinningen utgörs legeringsmaterialet 6 av nickel- haltig tråd. Enligt en andra utföringsform av uppfinningen ut- görs legeringsmaterialet 6 av tråd framställd av nickel-krom-_, 7906133-9 ~: legering.At the same time as the piston body 1 is caused to melt through, an alloy material 6 is fed into the aluminum alloy 5 from which the piston is made and which melts. According to an embodiment of the invention, the alloy material 6 consists of nickel-containing wire. According to a second embodiment of the invention, the alloy material 6 is made of wire made of nickel-chromium-9: 9906133-9: alloy.
Vid genomsmältningen hålls den förberedande värmnings- temperaturen för kolvkroppen l konstant i intervallet 100-BOOOC genom att kolvkroppen 1 kyls med tryckluft (kylanordningen visas inte på ritningen).During melting, the preparatory heating temperature of the piston body 1 is kept constant in the range 100-BOOOC by cooling the piston body 1 with compressed air (the cooling device is not shown in the drawing).
Efter avslutad genomsmältníng av kolvkroppen l bildas i denna en slitbeständig, ringformad svets 7, som är avsedd att bilda ett ínsatsstycke (fig. 5). Huvudbeståndsdelen av materia- let i den slitbeständiga, ringformade svetsen (svetsgodset) utgörs av den aluminiumlegering varav kolvkroppen l är fram- ställd. Denna aluminiumlegering innehåller likformigt fördelade nickelaluminider (enligt den första utföringsformen av upp- finningen) eller nickel- och kromaluminider (enligt den andra utföringsformen av uppfinningen). Svetsen 7 har en ojämn utsida 8, som skjuter utanför kolvkroppens l utsida 9. Slutligen svarvas kolvkroppens 1 utsida 9 tillsammans med svetsens 7 ut- sida 8 (fig. 4) för avlägsnande av överskott av det slitbe- ständiga svetsgodset (i svetsen 7) och för att ge kolvkroppen l de önskade slutdimensionerna.After completion of the melting of the piston body 1, a wear-resistant, annular weld 7 is formed therein, which is intended to form an insert (Fig. 5). The main component of the material in the wear-resistant, annular weld (weld metal) consists of the aluminum alloy from which the piston body 1 is made. This aluminum alloy contains uniformly distributed nickel aluminides (according to the first embodiment of the invention) or nickel and chromium aluminides (according to the second embodiment of the invention). The weld 7 has an uneven outside 8, which projects outside the outside 9 of the piston body 1. Finally, the outside 9 of the piston body 1 is turned together with the outside 8 (Fig. 4) of the weld 7 to remove excess of the wear-resistant weld metal (in the weld 7). and to give the piston body 1 the desired final dimensions.
I den bearbetade, slitbeständiga, ringformade svetsen 7 svarvas därefter spåret 5 med de förutbestämda dimensionerna, för upptagande av den övre kolvringen (fíg. 5).In the machined, wear-resistant, annular weld 7, the groove 5 is then turned with the predetermined dimensions, for receiving the upper piston ring (Fig. 5).
I fig. 6 visas hur den slitbeständíga, ringformade svetsen 7 framställs i kolvkroppen l till ett djup som utgör 1,3 av djupet hos spåret 3 för upptagande av den övre kolvringen. Vid denna utföringsform av svetsen 7 förstärks hela ytan av spåret 3. Fig. 7 visar hur man i kolvkroppen l framställer den slit- beständiga, ringformade svetsen 7 med ett djup lika med 0,3 av djupet hos spåret 3 för upptagande av Vid denna utföringsform förstärker den slitbeständiga, ring- formade svetsen 7 den del av spårets 3 ändyta som under kolvens arbetsförlopp blir utsatt för den största förslitningen.Fig. 6 shows how the wear-resistant, annular weld 7 is produced in the piston body 1 to a depth which constitutes 1.3 of the depth of the groove 3 for receiving the upper piston ring. In this embodiment of the weld 7, the entire surface of the groove 3 is reinforced. Fig. 7 shows how the wear-resistant, annular weld 7 is produced in the piston body 1 with a depth equal to 0.3 of the depth of the groove 3 for receiving In this embodiment the wear-resistant, annular weld 7 reinforces the part of the end surface of the groove 3 which is subjected to the greatest wear during the working process of the piston.
Ovan beskrivs förfarandet för förstärkning av spåret 5 för upptagande av den övre kolvringen, men man kan också, om så erfordras, ävenledes förstärka spåren 2 för upptagande av kolvringar, såsom framgår av fig. 8.The method for reinforcing the groove 5 for receiving the upper piston ring is described above, but it is also possible, if necessary, to reinforce the grooves 2 for receiving piston rings, as shown in Fig. 8.
Förfarandet enligt uppfinningen har genomförts vid fram- ställning av en av aluminiumlegering tillverkad kolv som har en diameter av 210 mm och är avsedd för en förbränningsmotor.The process according to the invention has been carried out in the production of a piston made of aluminum alloy which has a diameter of 210 mm and is intended for an internal combustion engine.
Kolven uppvärmdes í förväg till en temperatur av 200°C J 79o613z~9 8 (dvs i temperaturområdet 100-30000), varefter man, vid det ställe där spåret för upptagande av den övre kolvringen skulle anordnas, medelst en plasmabrännare genomsmälte den av aluminium- legeringen framställda kolven, samtidigt som kolvkroppen vreds i förhållande till den stationärt anordnade plasmabrännaren.The piston was preheated to a temperature of 200 ° CJ 79o613z ~ 9 8 (ie in the temperature range 100-30000), after which, at the point where the groove for receiving the upper piston ring would be arranged, it was melted through a plasma torch by the aluminum alloy. produced the piston, at the same time as the piston body is rotated relative to the stationary plasma torch.
Aluminiumlegeringen (hos kolven) genomsmälte till ett djup av 6,5 mm, vilket utgör 0,8 av det förutbestämda djupet hos spåret för den övre kolvringen.The aluminum alloy (of the piston) melted to a depth of 6.5 mm, which is 0.8 of the predetermined depth of the groove of the upper piston ring.
Samtidigt införde man i den smälta aluminiumlegeringen, ett legeringsmateríal i form av tråd av nickel.At the same time, an alloy of nickel wire was introduced into the molten aluminum alloy.
Vid genomsmältningen kyldes kolven medelst tryckluft med en temperatur av 20-30°C, varigenom temperaturen vid den för- beredande värmningen av kolven hölls konstant under genomsmält- ningen, då den var 200°C. Efter avslutad genomsmältning genom-i förde man - innan spåret svarvats i den framställda slitbestän- diga, ringformade svetsen - en metallografisk undersökning av strukturen hos den slitbeständiga, ringformade svetsen.During the melting, the flask was cooled by means of compressed air at a temperature of 20-30 ° C, whereby the temperature during the preparatory heating of the flask was kept constant during the melting, when it was 200 ° C. After completion of the melt-through, a metallographic examination of the structure of the wear-resistant, annular weld was carried out before the groove was turned in the produced wear-resistant annular weld.
Undersökningen visade, att svetsgodset får en heterogen och finkornig struktur, då nickel vid genomsmältningen införs i den smälta aluminiumlegering varav kolven är framställd.The investigation showed that the weld metal acquires a heterogeneous and fine-grained structure when nickel is introduced into the molten aluminum alloy from which the piston is made.
Svetsgodsets heterogena struktur består av den aluminium- legering (som kolven är framställd av) som mättats med finför- delade partiklar av nickelaluminid i fast fas, vilka ger svet- sen dess slitbeständighet.The heterogeneous structure of the weld metal consists of the aluminum alloy (from which the piston is made) which is saturated with finely divided particles of nickel aluminide in solid phase, which give the weld its wear resistance.
Svetsgodset saknar dessutom icke-genomsmälta områden, och volymen porer utgör högst 0,2 % av volymen hos det genom- _smälta svetsgodset.In addition, the welds have no undigested areas, and the volume of pores does not exceed 0.2% of the volume of the welded-through welds.
Den metallografiska undersökningen har vidare visat att en skarpt markerad övergångsgräns saknas mellan svetsgodset och aluminiumlegeringen hos kolven, vilket bidrar till en hög vidhäftningshållfasthet mellan svetsgodset och aluminiumle- geringen.The metallographic examination has further shown that a sharply marked transition boundary is missing between the weld metal and the aluminum alloy of the piston, which contributes to a high adhesion strength between the weld metal and the aluminum alloy.
Det enligt uppfinningen föreslagna förfarandet för för- stärkning av spår för kolvringar gör framställningen av kolvar med förstärkta spår för upptagande av kolvringar 1,5-2 gånger mindre arbetskrävande än kända förfaranden av detta slag.The method proposed according to the invention for reinforcing grooves for piston rings makes the production of pistons with reinforced grooves for receiving piston rings 1.5-2 times less labor-intensive than known methods of this kind.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE7906133A SE433245B (en) | 1979-07-16 | 1979-07-16 | Method for reinforcing a groove for receiving a piston ring in a piston made from an aluminium alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE7906133A SE433245B (en) | 1979-07-16 | 1979-07-16 | Method for reinforcing a groove for receiving a piston ring in a piston made from an aluminium alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE7906133L SE7906133L (en) | 1981-01-17 |
| SE433245B true SE433245B (en) | 1984-05-14 |
Family
ID=20338521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE7906133A SE433245B (en) | 1979-07-16 | 1979-07-16 | Method for reinforcing a groove for receiving a piston ring in a piston made from an aluminium alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE433245B (en) |
-
1979
- 1979-07-16 SE SE7906133A patent/SE433245B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE7906133L (en) | 1981-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3006124B1 (en) | Work roll manufactured by laser cladding and method therefor | |
| CN102031995B (en) | Multiple alloy turbine rotor section, welded turbine rotor incorporating same and method of their manufacture | |
| JP5129546B2 (en) | System for manufacturing a rotor having an MMC ring element and an airfoil element having an integral airfoil | |
| CN106103958B (en) | Monobloc piston featuring an additionally machined combustion bowl rim and internal cooling gallery | |
| US4233490A (en) | Method of reinforcing aluminium alloy piston ring groove | |
| US20120222645A1 (en) | Piston for an internal combustion engine and method for its production | |
| CN104321457A (en) | Cylinder liner and method for producing same | |
| WO2012130455A2 (en) | Slide component and method for production of cladding on a substrate | |
| EA001332B1 (en) | Sintered mechanical part with abrasionproof surface and method for producing same | |
| CN104511702B (en) | For welding the welding material of superalloy | |
| US6511710B2 (en) | Method of internally coating a weapon barrel by a plasma flame | |
| Sankar et al. | Friction welding of electron beam melted γ-TiAl alloy Ti–48Al–2Cr–2Nb | |
| CN103867248B (en) | Gas exchange valve and the method for manufacturing gas exchange valve | |
| US20050173493A1 (en) | Method for repairing defects in a conductive substrate using welding | |
| JP2017519643A (en) | Malleable boron-supported nickel-based welding material | |
| US4382169A (en) | Weld deposition of metal other than aluminium onto aluminium-base alloy | |
| SE433245B (en) | Method for reinforcing a groove for receiving a piston ring in a piston made from an aluminium alloy | |
| US20180111231A1 (en) | Method for metallurgically bonding a cylinder liner into a bore in an engine block | |
| US7743965B2 (en) | Process to deposit a protective coating on the inner wall of a tube, and notably a gun barrel produced according to this process | |
| EP0079897A1 (en) | Piston manufacture | |
| WO2007059568A1 (en) | A method of manufacturing metallic composites in an inert atmosphere and composites produced thereby | |
| Chernenko | Friction welding AD1 aluminium to 12Kh18N10T steel | |
| Chernyshov et al. | Welding of metal composites | |
| Nadarajan Murugan et al. | Production and Evaluation of Microstructure and Mechanical Properties of Stellite 6 Prototype Parts by Robotic Wire Arc Additive Manufacturing | |
| GB2096514A (en) | Deposition of metal on aluminium-based alloys |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7906133-9 Effective date: 19920210 Format of ref document f/p: F |