밸브를 설치하고 공기-연료 혼합물과 배기 가스를 증류하기 위해 실린더 헤드 구멍에 설치됩니다. 부품은 공장에서 실린더 헤드에 압착되어 있습니다.

다음 기능을 수행합니다.

• 구멍의 견고함;
• 과도한 열을 실린더 헤드로 전달합니다.
• 메커니즘이 열려 있을 때 필요한 공기 흐름을 제공합니다.

기계적 가공으로 견고성을 회복할 수 없는 경우(과거의 수많은 처리, 소손, 심한 마모) 밸브 시트 교체가 필요합니다. 당신은 이것을 스스로 할 수 있습니다.

부품 수리는 다음과 같은 경우에 수행됩니다.

• 플레이트 소진;
• 가이드 부싱을 교체한 후;
• 적당한 정도의 자연스러운 마모;
• 링과 플레이트 사이의 연결이 끊어진 경우.

집에서 낡고 손상된 안장을 교정하는 작업은 커터를 사용하여 수행됩니다. 또한 용접기나 강력한 장비가 필요할 수도 있습니다. 가스 버너, 표준 세트 렌치실린더 헤드 분해 및 분해, 래핑 페이스트, 드릴에 필요합니다.

좌석 교체

교체 절차는 오래된 부품을 제거하고 새 부품을 설치하는 두 가지 중요한 절차로 구성됩니다.

오래된 심기 요소 제거

밸브 시트 교체는 분해된 가스 분배 메커니즘을 사용하여 분해된 실린더 헤드에서 수행됩니다. 다음을 사용하여 기존 링을 제거할 수 있습니다. 용접 기계, 제작된 재료가 이를 허용하는 경우.

절차를 수행하기 위해 밸브 시트 제거 장치가 만들어집니다. 오래된 불필요한 밸브를 가져오고 그 판을 크기에 맞게 갈아야합니다 내경안장

그런 다음 결과 도구는 가장자리에서 2-3mm 짧은 시트에 들어가고 2-3 곳에서 용접을 통해 "잡습니다". 그 후 금속 링과 함께 밸브가 녹아웃됩니다. 반대쪽망치로.

중요한! 용접 절차로 인해 시트가 약간 변형될 수 있습니다. 이 경우 표준 안장은 고정력이 약하여 엔진 작동 중에 자발적으로 분해될 수 있습니다. 직경이 증가한 링이 필요하며 매장에서 판매되지 않고 주문 제작됩니다.

용접 불가능한 금속으로 만들어진 밸브 시트는 밸브 시트 제거 장치로 파이프 조각을 시트에 나사로 고정하여 제거할 수 있습니다. 이를 위해 내면반지는 나사산이 있습니다. 적절한 직경의 금속 파이프의 외부 표면에 유사한 나사산이 적용됩니다.

오래된 밸브를 가져와 먼저 반대 위치에서 파이프 끝 부분에 용접합니다. 이 경우 밸브 스템을 해당 구멍에 삽입하고 파이프를 나사산에 나사로 고정한 후 스템을 두드려 요소를 제거합니다.

새 안장 설치

새 안장 설치 절차를 시작하기 전에 그 아래의 좌석을 먼지로 청소합니다. 실린더 헤드는 100˚C를 초과하는 온도로 균일하게 가열되어야 합니다. 동시에 금속이 팽창하여 링이 안으로 들어갈 수 있게 됩니다.

장착된 부품은 액체질소를 사용하여 냉각됩니다. 부재시 얼음과 아세톤을 함께 사용하면 금속 온도를 -70˚C로 낮출 수 있습니다. 부품의 치수는 차가운 부품에서 시트 직경과 링 직경의 차이가 0.05-0.09mm를 넘지 않도록 선택됩니다.

밸브 시트는 특수 맨드릴이나 적절한 직경의 파이프 조각을 사용하여 눌러집니다. 부품은 약간의 노력으로 시트에 맞아야 합니다. 링이 뒤틀림 없이 잘 맞는 것이 중요합니다.

실린더 헤드를 압입하고 냉각시킨 후 시트에 엘리먼트가 느슨해졌는지 확인해야 합니다. 틈이 없고 교체된 요소가 제자리에 단단히 고정되어 있으면 교체 절차가 완료된 것으로 간주할 수 있습니다. 다음으로 커터를 사용하여 밸브 시트를 다듬어야 합니다.

중요한! ~에 표준 절차모든 밸브의 밸브 플레이트 교체가 상당히 높게 설정되어 있습니다. 그러나 일부 전문가들은 배기 밸브가 정상 위치보다 약간 더 깊게 위치하도록 모따기를 처리할 것을 권장합니다. 흡기 밸브 시트가 정상 위치에 남아 있습니다.

안장 수리

밸브 시트의 수리는 자연적인 마모 및 루즈핏접시를 자기 자리로 가져가세요.

링의 형상을 복원하기 위해 필요한 각도를 만들 수 있는 밀링 헤드 세트인 밸브 시트 커터가 사용됩니다.

콘은 다음과 함께 사용할 수 있습니다. 특수 장비. 그러나 그것은 비싸다. 따라서 집에서는 확장 기능이 있는 래칫 렌치를 사용합니다. 적절하게 치료된 부위의 각도는 30˚, 60˚, 45˚입니다. 밸브 시트를 각각 생성하기 위한 가공은 적절한 커터를 사용하여 수행됩니다.

연삭 밸브 시트에는 가열이나 기타 처리가 필요하지 않습니다. 그루빙은 "건식"으로 수행됩니다. 향후 랩핑 시에는 특수한 랩핑 페이스트를 사용해야 합니다. 최상의 결과를 얻으려면 드릴을 사용하기보다는 손으로 새 좌석을 래핑하는 것이 좋습니다.

또 다른 유형의 수리는 수리 인서트용 시트 홈 가공입니다. 이를 위해 위에서 설명한 알고리즘에 따라 안장을 제거한 후 특수 절단 도구를 사용하여 해당 장소를 연마합니다. 수리 영역의 크기는 인서트보다 0.01-0.02cm 작아야 합니다. 실린더 헤드를 가열하고 장착된 요소를 냉각시킨 후 설치가 수행됩니다.

당신은 자신의 위험과 위험을 감수하면서 자신을 올바르게 지루하게 만들려고 시도할 수 있습니다. 하지만 절차가 복잡하고 요구되는 사항이 많기 때문에 높은 정밀도이러한 조작은 자격을 갖춘 자동차 수리점이나 자동차 수리 공장에서 가장 잘 수행됩니다.

모따기가 내장된 밸브 디스크. 밸브 디스크 복원을 위한 기술적 프로세스.

밸브.자동 트랙터 엔진 밸브의 서비스 수명은 주로 모따기 마모로 인해 제한됩니다. 그 결과 시트 밸브 모따기 연결에서 실린더 헤드 표면에 대한 플레이트의 침수 깊이가 증가하여 이로 인해 엔진의 경제적 성능 저하: 출력 감소, 연료 및 오일 소비 증가 등. 모따기는 일반적으로 연삭을 통해 복원됩니다. 공칭 값보다 작은 크기로 마모된 경우 밸브를 새 것으로 교체하거나 복원해야 합니다.

밸브 모따기의 빠른 마모는 작동 중에 화학적 및 열적 영향에 노출되고 로드를 통하는 것보다 모따기를 통해 3-5배 더 많은 열이 제거된다는 사실로 설명됩니다. 수리를 위해 수령한 엔진의 거의 모든 밸브는 플레이트 모따기를 따라 마모되었습니다.

새로 제작된 밸브의 모따기 강도를 높이기 위해 IES에서 개발한 U-151 설비에 직접 압축 아크로 표면 처리하는 방법이 그 이름을 따서 명명되었습니다. E.O. 패튼. 주조 링이 밸브 블랭크에 배치된 다음 압축 아크와 융합됩니다. 마모된 밸브를 표면 처리하기 위해 이 방법의 경험을 전달하려는 시도는 긍정적인 결과를 얻지 못했습니다. 이는 마모로 인해 밸브 디스크의 원통형 플랜지 높이가 0.4-0.1mm로 감소하고 밸브 헤드와 적용된 필러 링의 고르지 않은 가열로 인해 얇은 모따기 가장자리가 표면화된다는 사실로 설명됩니다. 어렵습니다. 연소가 발생합니다.

밸브를 복원하는 효과적인 방법은 마모된 모따기에 내열성 분말 경질 합금을 공급하여 플라즈마 표면 처리하는 방법입니다. 이를 위해 GOSNITI, TsOKTB 및 VSKHIZO의 Maloyaroslavets 지점은 IES가 설계한 U-151 기계를 기반으로 합니다. E. O. Paton은 OKS-1192 설치를 개발했습니다. 설치는 밸러스트 가변저항기 RB-300을 갖춘 반자동 표면처리 기계와 VSKHIZO가 설계한 플라즈마 토치로 구성됩니다.

OKS-1192 설치의 기술적 특성

용접 밸브의 표준 크기(디스크 직경), mm 30-70

생산성, 개/시간< 100

가스 소비량, l/min:

플라즈마 형성<3

보호 수송<12

냉각수 유량, l/min >4

분말 공급기 용량, m 3 0.005

전력, kW 6

전체 치수, mm:

설치 610X660X1980

제어 캐비닛 780X450X770

산업용 설비가 없는 경우 밸브를 복원해야 하는 경우 수리 기업은 그림 1에 표시된 구성표에 따라 선반을 기반으로 별도의 기성 장치에서 플라즈마 설비를 조립할 수 있습니다. 42. 밸브는 플레이트 크기에 해당하는 구리 수냉식 금형에 장착되며, 스러스트 베어링과 한 쌍의 베벨 기어를 통해 선반 스핀들에 의해 회전됩니다.

쌀. 42. 밸브의 플라즈마 표면 처리를 위한 설치 다이어그램:

1 - 전원 공급 장치; 2 - 스로틀; 3- 텅스텐 전극; 4 - 내부 노즐; 5 - 보호 노즐; 6 - 밸브; 7 - 구리 몰드; 8, 16 - 베어링; 9 - 설치 본체; 10 - 물 공급 튜브; 11, 12 - 피팅; 13 - 베이스; 14 - 스탠드; 15, 17 - 오일 시일; 18 - 잠금 나사; 19, 20 - 베벨 기어; 21 - 실린더

OKS-1192 설비와 수리시설에서 조립된 설비의 작동 원리는 거의 동일하며 다음과 같습니다. 플라즈마트론에 냉각수(물 공급 네트워크에서), 플라즈마 형성 가스 아르곤(실린더에서) 및 전기 에너지(전원에서)를 공급한 후 간접 압축 아크(플라즈마 제트)가 텅스텐 전극 사이에서 여기됩니다. 그리고 발진기를 이용한 플라스마트론의 내부 노즐. 그런 다음 분말 공급기에서 운반 가스-아르곤과 함께 분말이 버너의 보호 노즐을 통해 회전 밸브의 모따기로 공급되고 동시에 전류가 밸러스트 가변 저항을 통해 밸브에 공급됩니다. 전기 전도성 플라즈마 제트와 밸브 모따기 사이에 압축 아크가 발생하며, 이는 밸브 모따기와 표면 분말을 동시에 녹여 고품질의 조밀한 층을 형성합니다(그림 43).

쌀. 43. 모따기가 내장된 밸브 디스크

질량이 큰 트랙터 엔진 밸브의 표면 모따기를 권장하는 것 외에도 철 기반 분말 경질 합금 PG-S1, PG-US25에 6% Al을 추가하여 사용할 수도 있습니다.

밸브 표면 재료를 선택할 때 크롬-니켈 합금은 내열성과 내마모성이 더 높지만 철 기반 경질 합금보다 가격이 8~10배 더 비싸고 가공이 덜 쉽다는 사실을 참고해야 합니다.

밸브 모따기의 플라즈마 표면화 모드

현재 강도, A 100-140

전압, V 20-30

가스 소비량(아르곤), l/min:

플라즈마 형성 1.5-2

운반(보호) 5-7

증착 속도, cm/s 0.65-0.70

플라즈마 토치에서 밸브 모따기까지의 거리, mm 8-12

층 폭, mm 6-7

층 높이, mm 2-2.2

관통 깊이, mm 0.08-0.34

합금 증착층의 경도 HRC:

PG-SR2, PG-SR3 34-46

PG-S1, PG-US25 46-54

기술적 과정밸브 디스크 복원에는 세척, 결함 감지, 끝 부분 청소 및 탄소 침전물 모따기, 플라즈마 표면 처리, 기계 처리, 제어 등의 주요 작업이 포함됩니다. 밸브의 기계적 처리는 다음 순서로 수행됩니다. 밸브 디스크 끝을 청소합니다. 밸브 플레이트를 외경을 따라 공칭 크기로 연마하고 모따기 플레이트를 전처리합니다. 공칭 크기로 연삭하여 모따기를 가공합니다. 처음 세 가지 작업은 초경 인서트가 있는 커터를 사용하여 선반에서 수행됩니다. 플라즈마 표면 처리를 사용하면 자동차 밸브 플레이트 작업 표면의 내마모성을 새 밸브 플레이트의 내마모성에 비해 1.7~2.0배 높일 수 있습니다.

6.10.1 밸브의 플라즈마 표면화.

중속 해양 디젤 엔진(예: "SULZERA 25")의 배기 밸브는 강철 40Х9С2 및 40Х10С2М으로 만들어집니다.

밸브의 성능 향상을 보장하기 위해 디스크의 밀봉 벨트는 표면 처리를 통해 강화됩니다. 증착된 금속, HAZ 및 모재의 최적 특성을 보장하기 위해 자가 플럭싱 분말 PR-N77Kh15SZR2를 사용한 자동 플라즈마 표면 처리 프로세스가 개발되었습니다. (이전에는 스텔라이트를 이용한 수동 아르곤 아크 표면 처리가 이 작업에 사용되었습니다.)

플라즈마 표면 처리는 직선 극성의 아크 전류 100-110A, 아크 전압 35-37V, 분말 소비량 2kg/h, 표면 처리 속도 7-8m/h의 모드 매개변수를 사용하여 UPN-303 설치에서 수행됩니다. 분말이 플라즈마에 불어 넣어집니다. 표면 처리는 플라스마트론의 후추 진동으로 수행됩니다. 아르곤은 플라즈마 형성, 보호 및 수송 가스로 사용됩니다. 표면 처리 전에 밸브 플레이트는 아세틸렌-산소 화염을 사용하여 200~250°C의 온도로 가열됩니다.

가장자리 준비는 그림 1에 따라 수행됩니다. 1. 용접 벨트 평면의 수평 위치를 보장하기 위해 곡면 설치 조작기의 밸브 스템이 수직에 대해 30° 각도로 배치됩니다. 표면 처리는 하나의 레이어에서 수행됩니다.

표면처리 후 700℃의 온도에서 어닐링을 수행한다.

밸브는 모재 금속 HRC 24-25의 필수 경도, 용착 금속 HRC 38-41의 필수 경도, HAZ 금속 HRC 36-37의 허용 경도를 갖습니다.

6.10.2 스텔라이트로 밸브 표면 처리.

강력한 해양 디젤 엔진의 밸브도 스텔라이트를 사용하여 용접됩니다.

소위 스텔라이트라고 불리는 크롬과 텅스텐을 함유한 코발트 합금은 놀라운 성능 특성으로 구별됩니다. 고온에서 경도를 유지할 수 있고 부식과 침식에 강하며 건식 금속 대 금속 동안 우수한 내마모성을 가집니다. 마찰. 코발트 자체는 내열성이 높지 않습니다. 이 특성은 크롬(25~35%) 및 텅스텐(3~30%) 첨가제를 통해 합금에 부여됩니다. 중요한 구성 요소는 탄소로, 이는 텅스텐 및 크롬과 함께 특수 경질 탄화물을 형성하여 마모에 대한 저항성을 향상시킵니다.

내연 기관의 밸브, 초고속 증기 피팅의 밀봉 표면, 비철 금속 및 합금을 프레스하는 매트릭스 등은 코발트 합금과 융합되어 강철 표면을 덮을 때 철의 전이를 최소화하기 위해 노력해야 합니다. 모재에서 증착된 금속까지, 그렇지 않으면 후자의 특성이 급격히 저하됩니다. 용착된 금속은 저온 및 결정화 균열이 형성되기 쉽기 때문에 표면 처리는 부품의 예비 가열과 종종 그에 따른 가열로 수행됩니다.

모재의 최소 비율을 보장하고 필요한 열 조건을 준수하는 것은 코발트 합금 표면 처리 기술 프로세스의 가장 중요한 특징입니다. 표면 처리는 V2K 및 VZK 합금으로 만든 막대를 사용한 가스 불꽃 또는 아르곤 아크 용접과 VZK 막대로 만든 막대를 사용한 TsN-2 브랜드의 코팅 전극으로 수행됩니다.

부품은 600-700 0 C의 온도로 가열됩니다. 이러한 가열로 인해 모재의 비율이 크므로 (최대 30 %) 최소 철 함량을 얻으려면 표면 처리를 3 층으로 수행해야합니다. 이는 매우 값비싼 표면 재료의 소비를 증가시키고 작업의 노동 강도를 증가시킵니다.

본 발명은 분말야금, 특히 소결된 철 기반 합금에 관한 것이다. 내연 기관용 밸브 시트 인서트를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 내연기관의 밸브 시트 인서트용 소결 경화 분말 재료는 2~5 중량% 크롬으로 사전 합금된 철을 기본으로 하는 75~90 중량% 소결 경화 분말을 함유한 혼합물로부터 얻습니다. 3wt.% 몰리브덴 및 최대 2wt.% 니켈, 공구강 분말 및 고체 윤활제. 이 경우 소결 중에 함침을 통해 구리가 도입됩니다. 기술적 결과는 온도 내마모성이 향상되고 가공성이 향상되었습니다. 4엔. 그리고 월급 24 파일, 테이블 2개.

최신 기술

본 발명은 일반적으로 내연 기관용 밸브 시트 인서트를 제조하는 데 사용되는 소결 철 기반 합금 조성물에 관한 것입니다. 밸브 시트 인서트(VSI)는 매우 공격적인 환경에서 작동합니다. 밸브 시트 인서트에 사용되는 합금은 밸브 시트 결합 표면으로 인한 마모 및/또는 접착에 대한 저항성, 높은 작동 온도로 인한 연화 및 열화에 대한 저항성, 연소 생성물로 인한 부식 유발 열화에 대한 저항성을 요구합니다.

인서트 밸브 시트는 실린더 헤드에 삽입된 후 가공됩니다. 삽입된 밸브 시트 가공 비용은 모든 실린더 헤드 가공 비용의 대부분을 차지합니다. 이는 합금에 내마모성을 부여하는 경질 재료 단계가 가공 중 절삭 공구에 심각한 마모를 유발하기 때문에 밸브 시트 인서트 합금 설계에 있어 주요 과제를 제기합니다.

소결 합금은 사용되는 대부분의 승용차 엔진에 삽입된 밸브 시트 제조 시 주조 합금을 대체했습니다. 분말 야금(압착 및 소결)은 합금 구성에서 이 방법의 유연성으로 인해 VSI 제조에 매우 매력적인 방법으로, 탄화물, 연질 페라이트 또는 펄라이트 상, 경질 마르텐사이트와 같은 매우 다른 상이 공존할 수 있습니다. , Cu가 풍부한 상 등.d. 뿐만 아니라 주어진 형상에 가까운 제품을 얻을 가능성이 있어 가공 비용이 절감됩니다.

인서트 밸브 시트용 소결 합금은 더 높은 열적 및 기계적 부하를 수반하는 내연 기관의 더 높은 출력 밀도, 배기가스 감소 및 엔진 수명 연장을 위한 대체 연료에 대한 요구로 인해 등장했습니다. 이러한 소결 합금은 주로 네 가지 유형으로 분류됩니다.

1) 100% 공구강,

2) 내마모성을 증가시키기 위해 고체상 입자를 첨가한 순철 또는 저합금 철의 매트릭스,

3) 크롬 함량이 높은(>10wt.%) 고탄소강, 및

4) Co 및 Ni 기반 합금.

이러한 재료는 대부분의 내구성(내구성) 요구 사항을 충족합니다. 그런데 다들 어렵다. 가공, 기계적 가공을 용이하게 하기 위해 많은 첨가제를 사용함에도 불구하고.

유형 1, 2, 3은 탄화물 함량이 높은 재료입니다. 미국 특허 번호 6,139,599, 5,859,376, 6082,317, 5,895,517 및 기타 특허에는 코어 펄라이트 상(5-100% 펄라이트)에 분산된 큰 고체 입자와 분리된 미세한 탄화물 입자 및 자체 윤활 화합물을 포함하는 소결된 철 기반 합금이 기술되어 있습니다. 좌석 배기 밸브 용.

합금 내 탄화물 입자의 수와 크기를 늘리면 내구성(저항성)이 증가하지만 가공(생사의 압축성 및 강도)과 완성된 인서트 밸브 시트의 기계 가공성에 해를 끼칩니다. 또한, 탄화물 입자나 큰 고체 입자가 존재할 경우 소결품의 강도가 현저히 저하됩니다.

미국 특허 번호 6,139,598에는 삽입 가능한 밸브 시트용 재료가 설명되어 있습니다. 좋은 조합압축성, 고온 내마모성 및 기계 가공성. 이 재료를 생산하는 데 사용되는 혼합물은 Cr과 Ni(>20% Cr 및 Ni)를 함유한 강철 분말의 복잡한 혼합물입니다.<10% Ni), порошка Ni, Cu, порошка ферросплава, порошка инструментальной стали и порошка твердой смазки. Несмотря на то что такой материал может обеспечить значительное улучшение прессуемости и износостойкости, большое количество легирующих элементов определяет высокую стоимость материала (Ni, инструментальная сталь, обогащеннный Cr стальной порошок, ферросплавы).

미국 특허 제6,082,317호에는 코발트계 고체 입자가 철계 합금 매트릭스에 분산되어 있는 밸브 시트 인서트 재료가 기술되어 있습니다. 기존의 경질 입자(탄화물)에 비해 코발트 기반 경질 입자는 마모성이 적어 결합 밸브의 마모가 적다고 주장됩니다. 이 소재는 내연 기관과 같이 밸브의 금속 표면과 밸브 시트 사이의 직접적인 접촉이 필요한 응용 분야에 적합하다고 명시되어 있습니다. 코발트 합금은 특성의 균형이 우수하지만 Co의 가격으로 인해 이러한 합금은 자동차 응용 분야에 매우 비쌉니다.

발명의 상세한 설명

본 발명은 가공성이 우수하고 내열성 및 내마모성이 우수한 프레스 및 소결 합금을 제공함으로써 상기 언급된 단점을 극복하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 고강도, 저탄소 마텐자이트 매트릭스, 미세하게 분산된 탄화물 가공성 첨가제 및 기공 충전 Cu가 풍부한 상 "네트워크"의 독특한 조합을 제공함으로써 가공 문제를 해결합니다. 고체 마텐자이트 매트릭스에 분산된 고체 입자의 양은 상대적으로 적어 합금 비용이 절감됩니다.

본 발명에 따르면, 소결 경화 합금은 다음을 함유하는 매트릭스를 갖는다: 2-5 중량% Cr; 0-3 중량% Mo; 0-2 중량% Ni, 나머지는 Fe이며 바람직하게는 이들 원소와 완전히 사전 합금됩니다. 내마모성과 내온도성을 향상시키기 위해 공구강 5~25wt.%와 MnS, CaF2또는 MoS2그룹에서 선택된 가공첨가제 중 1종 이상을 1~5wt.% 첨가한다. 열전도도를 획기적으로 향상시키기 위해 소결 과정에서 성형체를 함침시켜 첨가한 Cu 합금을 10~25wt.%로 기공을 채운다. 구리 함침은 또한 합금의 가공성을 향상시킵니다.

본 발명의 더 나은 이해를 위해, 다음은 종래 기술에 따른 일반적인 밸브 시트 인서트 재료의 특성과 비교하여 기본 특성을 제시한다. 실시예 물질에 대한 분말 혼합물(조성물)의 조성을 표 1에 나타내었고, 그 특성을 표 2에 나타내었다.

표 1에서 Fe는 혼합물에 사용되는 기본분말로서 순철분말 또는 합금강분말이다. 공구강 분말은 혼합물의 두 번째 성분을 나타내며 M2 또는 M3/2 유형의 공구강 분말 형태로 혼합물에 도입되었습니다. 소결 과정에서 성형체를 함침시켜 Cu를 첨가하는데; 흑연과 고체 윤활제가 분말 성분으로 혼합물에 첨가됩니다.

모든 분말은 증발된 윤활제와 혼합되어 6.8g/cm 3 으로 압축되고 1120°C(2050°F)에서 소결됩니다. 열처리는 소결 후 공기 중에서 또는 질소 분위기에서 550°C로 뜨임하여 수행됩니다.

처리 후, 각 합금의 일반적인 샘플에 대해 중요한 특성이 결정되었습니다. 가공성은 예시 재료로 만든 2000개의 밸브 시트 인서트에 대해 페이스 노치 및 플런지 절삭을 수행하여 결정되었습니다. 매 50회 절단 후에 공구 마모를 측정했습니다. 절단 횟수에 대한 마모 그래프를 작성하고 선형 회귀 분석을 수행했습니다. 회귀선의 기울기는 마모율을 나타내며 가공성의 기준으로 사용되었습니다. 또한 각 가공성 테스트가 끝나면 시트 인서트의 절삭 깊이를 절삭 측면 가장자리를 따라 측정했습니다. 절단 깊이는 테스트된 재료의 가공성을 나타내는 지표로도 사용되었습니다.

고온 조건에서의 내마모성은 고온 슬라이딩 마모 시험기로 측정되었습니다. 시험 재료로 만든 접지된 직사각형 막대를 고정하고 산화알루미늄 볼이 샘플의 평평한 표면을 따라 양방향으로 미끄러지도록 허용했습니다. 테스트 동안 테스트 샘플의 온도는 450°C로 유지되었습니다. 스크래치의 깊이는 이러한 조건에서 샘플의 내마모성을 나타내는 지표였습니다.

고온 경도는 동일한 온도에서 최소 5번의 판독값을 기록하고 결과를 평균함으로써 다양한 샘플 온도에서 측정되었습니다.

열전도율 값은 측정된 비열용량, 열확산율, 특정 온도에서의 밀도 값을 곱하여 계산되었습니다.

표 2는 공구강을 5배 더 많이 함유한 기존 밸브 시트 인서트 재료와 비교하여 새로운 재료의 모든 특성을 보여줍니다. 본 발명의 재료("신규 합금")는 동일한 고온 내마모성과 유사한 고온 경도를 갖는 예시적인 재료보다 2.5배 내지 3.7배 더 잘 가공된다.

삽입된 배기 밸브 시트의 최대 예상 작동 온도가 약 350°C인 것을 고려하면, 표 2에 제시된 결과는 신소재가 소재 B 밸브 시트보다 더 나은 성능을 발휘할 것이며 거의 밸브 시트 소재 A와 마찬가지로 상당히 우수한 성능을 나타냄을 보여줍니다. 재료 A보다 가공성이 우수합니다. 가공성, 비용, 열 전도성 및 내마모성의 복합 효과로 인해 이 재료는 인서트 밸브 시트와 같은 고가의 엔진 재료를 이상적으로 대체할 수 있습니다.

상기 설명을 고려하여 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 첨부된 청구범위 내에서 본 발명은 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 발명은 청구범위에 의해 정의된다.

주장하다

1. 철계 분말, 공구강 분말, 고체 윤활제 및 구리를 포함하는 혼합물로부터 얻어지는 내연기관의 밸브 시트 인서트용 소결 강화 분말재료로서, 소결을 통해 강화된 90wt.% 철 기반 분말, 2~5wt.% 크롬, 최대 3wt.% 몰리브덴 및 최대 2wt.% 니켈로 사전 합금화되었으며, 구리는 소결 중에 함침을 통해 도입됩니다.

제1항에 있어서, 혼합물이 5 내지 25 중량%의 공구강 분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 재료.

제1항에 있어서, 공구강은 공구강 M2 및 M3/2를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 재료.

제3항에 있어서, 공구강은 M2강인 것을 특징으로 하는 재료.

제1항에 있어서, 구리가 혼합물의 10-25 중량%의 양으로 도입되는 것을 특징으로 하는 재료.

제1항에 있어서, 철계 분말 89 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 재료.

제2항에 있어서, 8 중량%의 M2 공구강 분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 재료.

제1항에 있어서, 고체 윤활제 3 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 물질.

제5항에 있어서, 구리가 혼합물의 20 중량%의 양으로 도입되는 것을 특징으로 하는 물질.

제1항에 있어서, 중량%로 다음을 함유하는 혼합물로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 물질:

구리는 혼합물의 20 중량%의 양으로 도입된다.

11. 크롬 합금 철계 분말, 공구강 분말, 고체 윤활제 및 구리를 포함하는 혼합물로부터 얻어지는 가공성, 내마모성 및 고열전도율이 향상된 내연기관 밸브 시트 인서트용 소결 분말 소재로서, 소결로 강화된 철 기반 분말, 2-5wt.% 크롬, 최대 3wt.% 몰리브덴 및 최대 2wt.% 니켈로 사전 합금된 혼합물과 소결 중에 함침을 통해 구리가 도입됩니다.

제11항에 있어서, 가속 냉각 없이 노에서 소결한 후 마르텐사이트 미세 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 소결 재료.

제11항에 있어서, 5~25 중량%의 공구강 분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 소결 재료.

제11항에 있어서, 구리가 혼합물의 10-25 중량%의 양으로 도입되는 것을 특징으로 하는 소결 재료.

15. 크롬 함유 철계 분말, 공구강 분말, 고체 윤활제를 포함하고 구리를 함유한 혼합물을 소결하여 얻은 매트릭스를 가지며, 가공성, 내마모성 및 열전도율이 향상된 내연 기관용 소결 밸브 시트 인서트, 매트릭스는 철계 분말을 포함하는 혼합물을 소결하여 얻어지고, 소결에 의해 경화되고, 2~5wt.% 크롬, 최대 3wt.% 몰리브덴 및 최대 2wt.%와 미리 혼합되거나 합금된 것을 특징으로 하는 .% 니켈 및 구리는 소결 중 함침에 의해 도입됩니다.

제15항에 있어서, 가속 냉각 없이 소결한 후 완전한 마르텐사이트 미세구조를 갖는 것을 특징으로 하는 소결된 밸브 시트 인서트.

제15항에 있어서, 공구강 분말 5~25 중량%를 함유한 혼합물로부터 얻은 매트릭스를 함유하는 것을 특징으로 하는 소결 밸브 시트 인서트.

제17항에 있어서, 혼합물은 공구강 분말로서 M2 공구강 분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 소결 밸브 시트 인서트.

제17항에 있어서, 8 중량%의 공구강 분말을 함유한 혼합물로부터 얻은 매트릭스를 함유하는 것을 특징으로 하는 소결 밸브 시트 인서트.

제17항에 있어서, MnS, CaF2, MoS2의 그룹에서 선택된 하나 이상의 물질인 고체 윤활제 1-5 중량%를 함유한 혼합물로부터 얻은 매트릭스를 함유하는 것을 특징으로 하는 소결 인서트 밸브 시트 .

제20항에 있어서, 매트릭스는 3 중량%의 고체 윤활제를 함유하는 혼합물로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 소결 밸브 시트 인서트.

제15항에 있어서, 매트릭스는 혼합물의 10-25 중량%의 양으로 구리로 함침되는 것을 특징으로 하는 소결된 인서트 밸브 시트.

제22항에 있어서, 매트릭스는 혼합물 중량의 20 중량% 양으로 구리로 함침되는 것을 특징으로 하는 소결된 인서트 밸브 시트.

24. 소결경화 크롬합금 철계 분말, 공구강 분말 및 고체윤활제를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계, 압착하는 단계를 포함하는, 가공성, 내마모성 및 고열전도율이 향상된 내연기관용 인서트 밸브시트의 제조방법 , 혼합물을 제조할 때, 크롬 2~5중량%, 몰리브덴 최대 3중량%, 몰리브덴 최대 2중량%로 미리 합금화된 소결로 강화된 철계 ​​분말을 사용하는 것을 특징으로 하는 구리 소결 및 함침 .% 니켈, 구리 함침은 소결과 동시에 수행됩니다.

제24항에 있어서, 소결 후에 공작물은 경화되지 않고 냉각되어 완전한 마르텐사이트 구조를 얻는 것을 특징으로 하는 방법.

제24항에 있어서, 5-25 중량%의 공구강 분말을 함유하는 혼합물이 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.

제24항에 있어서, 소결하는 동안 성형체에 혼합물의 10-25 중량% 양의 구리가 함침되는 것을 특징으로 하는 방법.

제24항에 있어서, 중량%로 다음을 함유하는 혼합물이 제조되는 것을 특징으로 하는 방법:

소결하는 동안, 혼합물의 중량을 기준으로 20 중량%의 구리를 성형체에 함침시킨다.

밸브 시트 복원.밸브 시트의 마모가 최대 허용치를 초과하지 않는 경우 기능 복원은 필요한 모따기 각도의 형성으로 귀결됩니다. 밸브 시트의 모따기를 가공하기 전에 마모된 밸브 스템 가이드 부싱을 새 것으로 교체하고 맨드릴에 설치된 리머로 가공합니다. 처리된 구멍은 가이드 부싱과 밸브 시트 구멍의 필요한 정렬을 보장하는 밸브 시트의 모따기를 카운터싱킹하기 위한 기술 기반으로 사용됩니다. 밸브 시트는 플로팅 카트리지를 사용하여 처리됩니다. 밸브 시트가 허용 한계 이상으로 마모된 경우 밸브 시트를 설치하여 복원합니다.

시트를 눌러 밸브 시트를 복원할 때 간섭으로 인해 연결의 고정성이 보장됩니다. 시트와 실린더 헤드의 재질에서 발생하는 응력으로 인해 필요한 강도가 달성됩니다. 장시간 가열하면 응력이 감소하여 맞춤 강도가 감소할 수 있습니다. 따라서 밸브 시트를 제조하려면 주철 VCh50-1.5, 특수 주철 No. 3 TM 33049와 같은 고강도 내열 재료를 사용해야합니다. 최근 크롬-니켈 기반의 EP-616 합금은 널리 퍼지다. 좌석 구멍은 특수 맨드릴에 설치된 특수 카운터싱크로 처리됩니다. 카운터싱크의 직경은 밸브 인서트용으로 가공할 구멍의 크기에 따라 선택됩니다. 공구의 센터링은 밸브 부싱용 구멍에 설치된 가이드 콜릿 맨드릴을 사용하여 수행됩니다. 이는 시트 인서트와 센터링 표면의 가공 표면의 높은 동심도를 보장합니다. 또한 견고한 가이드를 사용하면 2N135 수직 드릴링 머신에서 구멍을 처리하고 처리된 표면에 필요한 치수 및 기하학적 정확도를 얻을 수 있습니다. 지루할 때 헤드는 특수 장치에 설치됩니다.

먼저 밸브 시트를 미리 천공한 다음 마지막으로 기계 스핀들의 100rpm에서 한 번에 수동으로 공급합니다. 시트(그림 58 및 59)는 맨드릴을 사용하여 이런 방식으로 준비된 밸브 시트에 압착됩니다. 이 경우 실린더 헤드는 80~90°C의 온도로 예열되고 시트는 액체 질소를 사용하여 -100~120°C로 냉각됩니다. 헤드는 가열조 OM-1600에서 가열되고 Dewar 용기를 사용하여 냉각됩니다. 링은 파손될 때까지 뒤틀림 없이 헤드의 오목한 부분에 눌러야 합니다(그림 60). 압착 후 시트는 90° 간격으로 호를 그리며 4개 지점에서 균일하게 코킹됩니다. 그런 다음 밸브 시트 모따기를 가공하기 위해 실린더 헤드를 OR-6685 스탠드에 설치하고 가이드 부싱의 구멍을 넓히고 밸브 시트 모따기를 접시형으로 만듭니다. 부싱의 구멍은 한 패스에서 50rpm 및 0.57mm/rev의 피드로 리밍되고, 카운터싱킹은 카운터싱크의 200rpm에서 수행되며 여러 패스에서 0.57mm/rev의 피드입니다.

밀링 또는 연삭을 통해 실린더 헤드 평면을 반복적으로 처리한 결과 헤드의 아래쪽 벽이 얇아지고 내구성이 떨어지므로 이 부품 그룹의 경우 시트를 눌러 밸브 시트를 복원하는 것이 충분히 신뢰할 수 없습니다. 이 경우 가스 표면 처리를 사용하여 밸브 시트를 복원해야 합니다. 마모된 밸브 시트 외에 헤드에도 균열이 있는 경우 먼저 시트를 복원한 다음 균열을 용접해야 합니다.

엔진 작업 시 기계적 및 열적 부하의 영향으로 인해 실린더 헤드의 하부 평면에 상당한 내부 응력이 축적되며 분포의 값과 특성이 매우 다를 수 있습니다. 축적된 응력으로 인해 헤드가 휘어지고 어떤 경우에는 균열이 발생합니다. 냉간 전기 아크 용접을 사용하는 경우 잔류 응력이 있는 특정 영역에 추가되는 용접 응력과 설치(헤드를 조일 때) 및 작업 응력으로 인해 새로운 균열이 발생합니다. 따라서 소켓 표면 처리의 경우 잔류 응력을 줄이고 새로운 응력이 발생하지 않는 방법을 사용해야 합니다. 이 방법은 열간 용접으로, 부품에 가해지는 응력을 최소화하면서 고품질 용접을 보장합니다.

열간 용접 시 헤드는 600~650°C의 온도로 예열되고 부품 온도는 최소 500°C에서 용접됩니다. 가열 하한은 주철의 특성에 따라 설정되며 연성이 이 온도 이하로 급격히 떨어지면 용접 응력이 발생합니다. 가열하기 전에 헤드의 밸브 시트를 철저히 청소합니다.

헤드를 가열하기 위해 전기 또는 기타 가열 기능을 갖춘 가열 챔버 퍼니스가 사용됩니다. 최대 5개의 헤드를 동시에 가열할 수 있는 챔버 전기로 N-60을 사용하는 것이 좋습니다.

부품의 가열 및 냉각 속도는 매우 중요합니다. 실린더 헤드의 급격한 가열로 인해 추가적인 스트레스가 발생할 수 있습니다.

가열이 완료되면 이동식 용접 테이블을 로 입구로 이동하고 그 위에 헤드를 얹습니다.

용접은 산소-아세틸렌 토치 GS-53 또는 GS-ZA(모스크바)를 사용하여 균열 크기에 따라 팁 번호 4 또는 5를 사용하여 수행됩니다. 용착된 금속의 높은 품질을 보장하려면 모양이 좋고 예리하게 정의된 토치 불꽃을 사용해야 하며, 용접 토치 마우스피스는 기술적인 상태가 양호해야 합니다. 균열을 용접하고 밸브 시트를 표면화할 때 화염의 환원 부분을 사용하여 화염에 포함된 수소, 이산화탄소, 일산화탄소의 함량으로 인해 금속이 산화되는 것을 방지합니다. 표면 처리 과정에서 화염 코어는 부품 표면에서 2~3mm 떨어진 곳에 위치해야 합니다. 용접은 용접 풀의 균일하고 지속적인 가열로 수행됩니다.

등급 A의 주철 막대는 필러 막대로 사용됩니다(구성%): 3...3.6C; 3...2.5 Si; 0.5...0.8MP; P 0.5...0.8; S0.08; 0.05Cg; 0.3니. 막대의 직경은 8~12mm입니다(균열 폭에 따라 선택). 로드 표면을 철저히 청소하고 탈지해야 합니다. 잘게 분쇄된 소성 붕사 또는 건조 소다회와 50% 혼합물이 플럭스로 사용됩니다.

FSC-1, ANP-1 및 ANP-2 플럭스를 사용해도 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.

용접이 완료되면 실린더 헤드를 다시 오븐에 넣어 용접 응력을 완화합니다. 헤드는 680°C로 가열된 후 먼저 천천히(퍼니스를 사용하여) 400°C까지 냉각된 다음 마른 모래나 보온병에서 일정에 따라 방식을 관찰합니다. 완전히 냉각된 헤드는 슬래그와 스케일을 제거하고 가공을 위해 보내집니다. 먼저, 결합 평면은 원통형 커터 180X X 125mm를 사용하는 수평 밀링 기계 유형 6N82 또는 인서트 커터 VK6 또는 VK8이 있는 엔드밀을 사용하는 수직 밀링 기계 6M12P에서 밀링됩니다.

평면의 기계적 가공 후 용접 품질이 제어됩니다. 용접 부위는 껍질이나 슬래그가 포함되지 않고 깨끗해야 합니다. 밸브 시트 모따기 가공은 위에서 설명한 시트 모따기 가공과 동일한 방식으로 카운터싱크로 수행됩니다.

밸브 연삭.실린더 헤드를 분해하기 전에 오일과 탄소 침전물을 청소하고 재조립 중에 제자리에 설치할 수 있도록 플레이트 끝에 밸브 일련 번호를 표시하십시오.

밸브를 건조시키려면 인젝터가 없는 실린더 헤드, 로커암, 로커암 축 및 로커암 축을 플레이트의 결합 표면에 고정하여 밸브를 정지시키는 스터드를 설치해야 합니다. 그림에 표시된 장치를 사용하여 건조를 수행합니다. 84. 이를 위해 장치의 스러스트 볼트 1을 로커 축을 고정하는 스터드 아래 구멍에 나사로 고정하고 해당 밸브의 스프링 플레이트에 장치의 압력판 2를 설치한 다음 장치의 핸들 3을 누릅니다. 레버를 누르고 밸브 스프링을 누르고 크래커를 제거한 다음 밸브 어셈블리의 모든 부품을 제거합니다. 같은 방법으로 다른 모든 밸브를 순차적으로 건조시키고 밸브 스프링 및 관련 부품을 제거합니다.

실린더 헤드를 회전시키고 가이드 부싱에서 밸브를 제거합니다. 밸브와 시트의 먼지, 탄소 침전물, 기름 침전물을 철저히 청소하고 등유나 특수 세척액으로 세척한 후 건조시킨 후 검사하여 수리 정도를 확인합니다. 작업 모따기에 경미한 마모와 작은 구멍이 있는 경우, 플레이트와 로드가 휘어지지 않고 밸브와 시트의 모따기에 국부적인 화상이 없는 경우에만 연삭을 통해 밸브의 견고성을 복원할 수 있습니다.

이러한 결함이 있는 경우에는 시트와 밸브를 그라인딩하거나 결함이 있는 부품을 새것으로 교체한 후 그라인딩을 수행해야 합니다.

밸브를 분쇄하려면 녹색 탄화규소 미세분말 3부분(부피 기준)과 엔진 오일 2부분, 디젤 연료 1부분을 완전히 혼합하여 준비된 특수 분쇄 페이스트를 사용하십시오. 기계적으로 혼합하지 않으면 미세분말이 침전될 수 있으므로 사용하기 전에 랩핑 혼합물을 완전히 혼합하십시오.

결합 표면이 위를 향하도록 실린더 헤드를 플레이트 또는 특수 장치 위에 놓습니다. 밸브 베벨에 얇고 균일한 래핑 페이스트를 바르고 깨끗한 엔진 오일로 밸브 스템을 윤활한 후 실린더 헤드에 설치합니다. 시트의 모따기에 페이스트를 바르는 것이 허용됩니다. 연삭은 특수 장치 또는 흡입 컵이 있는 드릴을 사용하여 밸브의 왕복 회전 운동을 통해 수행됩니다. 20...30 N (2...3 kgf)의 힘으로 밸브를 누르고 한 방향으로 1/3 바퀴 돌린 다음 힘을 풀고 반대 방향으로 1/4 바퀴 돌립니다. . 원을 그리며 갈지 마십시오.

주기적으로 밸브를 들어올리고 모따기에 페이스트를 추가하고 밸브와 시트의 모따기에 최소 1.5mm 너비의 연속 무광택 벨트가 나타날 때까지 위에 표시된 대로 계속 연마합니다. 무광택 벨트의 찢어짐 및 가로 긁힘이 허용되지 않습니다. 적절한 래핑을 사용하면 밸브 시트 모따기의 무광택 벨트가 더 큰 베이스에서 시작되어야 합니다.

연삭이 끝나면 밸브와 실린더 헤드를 등유나 특수 세척액으로 충분히 헹구고 건조시킵니다.

주목! 밸브나 실린더 헤드에 래핑 페이스트의 약간의 잔류물이라도 있으면 실린더 라이너와 피스톤 링이 마모되고 마모가 가속화될 수 있습니다.

밸브, 스프링 및 고정 부품을 실린더 헤드에 설치하고 도구를 사용하여 밸브를 건조시킵니다(그림 84 참조).

등유 또는 디젤 연료를 입구 및 출구 채널에 교대로 부어 밸브 시트 인터페이스의 랩핑 품질을 점검하여 누출이 있는지 확인하십시오. 잘 겹쳐진 밸브는 등유나 디젤 연료가 1분 동안 통과하지 못하도록 해야 합니다.

연필로 문지르는 정도를 확인하는 것도 괜찮습니다. 이렇게 하려면 부드러운 흑연 연필을 사용하여 접지된 깨끗한 밸브의 모따기를 가로질러 10-15개의 선을 동일한 간격으로 적용한 다음 조심스럽게 밸브를 시트에 삽입하고 시트에 단단히 눌러 1/4만큼 돌립니다. 회전하다. 연삭 품질이 좋으면 밸브 작업면의 모든 선을 지워야 합니다. 랩핑 품질 테스트 결과가 만족스럽지 않으면 랩핑을 계속해야 합니다.