Из какой стали делают клапана двигателей – Клапан — марка стали?

Содержание

Клапан — марка стали?

kalmuik 30-07-2008 13:08

Прошу помощи: расковали тепловозный клапан, а он ржавеет. Кто знает марку стали? Подскажите. Просьба в поиск не посылать (трафик+ политика…). Сноп искр на наждаке плотный, тёмно-красный. Буду благодарен за совет — стоит ли возится?

Zajcheg 30-07-2008 13:22

Конечно стоит, сталь отличная, отполируете в зеркало ржаветь не будет. Называется — хромокремнистомолибденовая жаропрочная сталь 40Х10С2М или ЭИ107.

Serjant 30-07-2008 13:29

ну их как минимум 10 марок.
к примеру сталь ЭП 303 55Х20Г9АН4
Сталь 45Х14Н14В2М ГОСТ 5632-72
Сталь 40Х9С2 ГОСТ 5632-72
Сталь 45Х22Н4М3 ГОСТ 5632-72


и так далее..
ну надеюсь в гугле не забанили?(с)

GAU-8A 30-07-2008 13:38

На нож идет только та, которая на ВПУСКНЫХ! Которая на выпускных НЕ годится!

kalmuik 30-07-2008 14:15

Тоарищ Zaicheg, спаибо за инормацию! Господин Serjant, примите мою благодарность! Прошу объяснить, что такое гул (гуль, гуля???), и почему его (её???) нельзя банить? С увжением Kalmuik. P.S. Полоса получилась неплохая: 500х35х8-3. Работы конечно много, но если сталь того стоит, то будет в радость. GAU-8A — Говорили, что клапан ВПУСКНОЙ, но на этот счёт слышал разные мнения. Сам нержавейку, в т.ч. клапана проверяю магнитом. Спасибо всем!

Serjant 30-07-2008 15:52

http://www.google.ru в помощь жаждущим.

GAU-8A

Запомните на всю жизнь. Клапан должен быть ВЫПУСКНОЙ, по той простой причине что он работает при гораздо более жестких условиях. Отработавшие газы имеют большую температуру, чем и обусловлено более качественный материал клапана по сравнению в впускным, где по хорошему топливо и газ(воздух) подаются холодными.

Zajcheg 30-07-2008 16:02

Интересная информация, а у Марьянко написано наоборот. Где правда?

GAU-8A 30-07-2008 16:10
quote:
Отработавшие газы имеют большую температуру, чем и обусловлено более качественный материал клапана по сравнению в впускным

Вы можете конечно и не запоминать на всю жизнь, а тут же забыть, но ВЫПУСКННЫЕ клапаны производятся из хромникельвольфрамовой стали и закалку она не воспринимает. Читайте Марьянко.
anatoly 30-07-2008 16:12

to Serjant:
1. Мне кажется, что нужно провести дискуссию по этому вопросу и поместить это в часто задаваемые вопросы.
2. Утверждение, что только выпускной, на мой взгляд дилетанта неверно, хотя до этого считал с точностью до наоборот. Говорят, что выпускной клапан не калится именно потому, что он жаропрочный, углерода там мало, а легирующих добавок ого-го.
to kalmuik:
Если полоса длинная, то возможно ковали со штока клапана, а не из головки. Потому, что из головки ковать труднее. А на шток идет совсем другая сталь, если клапан большой. Т.е . на головке одна сталь, а на штоке другая. Поэтому выясняйте из какой части ковали. Если из штока, то тип клапана не важен.
С Уважением

HungryForester 30-07-2008 16:23
quote:
Originally posted by Serjant:
более качественный материал клапана по сравнению в впускным, где по хорошему топливо и газ(воздух) подаются холодными.

Ну, впускной тоже более 500К нагревается.

А что значит «более качественный» ?

DmitriyLup 30-07-2008 20:43

Интересно…
У меня на работе у парня полоска раскованая лежит, сейчас тоже себе нож делает. А это правда, что она типо «замозакаливающаяся» и что ее калить не надо? Если так, как ее обрабатывать, какую твердость полоска имеет?
В чем вообще приимущество этой сталюки? (живу около вокзала, могу достать!)

Алекс08 30-07-2008 20:55
quote:
Сам нержавейку, в т.ч. клапана проверяю магнитом. Спасибо всем!

Так нежавейка бывает и магнитная.
В основном такая и калится. По крайней мере мне такая и поподалась.Дмитрий .М 30-07-2008 22:24
quote:
Originally posted by GAU-8A:

Вы можете конечно и не запоминать на всю жизнь, а тут же забыть, но ВЫПУСКННЫЕ клапаны производятся из хромникельвольфрамовой стали и закалку она не воспринимает. Читайте Марьянко.

Ой млин, интересно почему тогда десятки лично откованых выпускнуых клапанов от самой разной техники закалилсь???? Многие до сих пор в пользовании, уже лет так 20…

Мне пох и Марьянко и кто угодно со своими мнениями, у меня есть личный опты и факты. Закаливать нужно уметь.

Дмитрий .М 30-07-2008 22:26

Сержант и anatoly +1000

chief 30-07-2008 22:35

Впускной…. 500К … Ведь выстрелит в карбюратор!

GAU-8A 30-07-2008 22:44
quote:
Мне пох и Марьянко

Не хорошо говорите, об уважаемых в России людях, злобно, плохой вы человек.HungryForester
30-07-2008 23:38
quote:
Originally posted by chief:
Впускной…. 500К … Ведь выстрелит в карбюратор!
quote:
Основными элементами клапана являются головка (тарелка) и стержень (шток). С целью уменьшения гидравлических потерь на впуске и выпуске переход от головки клапана к стержню делается, возможно, более плавным.
Клапана, особенно выпускные, работают высокой тепловой напряженности, температура тарелки впускного клапана достигает при полной нагрузке двигателя 350-500ºС, а выпускного 700-900ºС. Столь высокая тепловая напряженность выпускных клапанов обусловливается главным образом их очень сильным нагревом во время процесса выпуска.

Это отсюда — http://www.motorzona.ru/help/parts-help00025/ — за что купил, за то и продаю, а сам я как-то все больше по ЖРД, чем по ДВС.

Alhim 31-07-2008 12:27
quote:
Originally posted by Serjant:

Запомните на всю жизнь. Клапан должен быть ВЫПУСКНОЙ, по той простой причине что он работает при гораздо более жестких условиях. Отработавшие газы имеют большую температуру, чем и обусловлено более качественный материал клапана по сравнению в впускным, где по хорошему топливо и газ(воздух) подаются холодными.



НЕТ смотреть нужно по конкретной марке стали. Как правило на ВПУСКНЫЕ клапана ставится что нить 4Х10С2М или близкое , а вот на выпускные ставятся стали с большей жаростойкостью (но у нас то ножи работают не при 800 С ). Но повторюсь надо смотреть по конкретной марке стали (или марке машины) — КАМАЗовские , к примеру впускныне-прочнее и ИМХО тверже (померить нечем) , а на другой какой машине может быть наоборот.
anatoly 31-07-2008 04:56

to HungryForester:
Видите-ли, Чифа улыбнуло, что Вы температуру в Кельвинах поставили (500 К), по Цельсию это будет приблизительно в половину меньше в районе 227 С.

С Уважением

anatoly 31-07-2008 05:28

Покопался тут по справочникам. Так по старым — сталь и на впускные и выпускные клапана может идти одна и та же. Но вот при закалке с 1050-1100 С в масло и отпуске при 300 С дает твердость 600 по Бринелю. Посмотрел соответствие — это где-то в районе 55-56 по Роквеллу. При 10 % хрома и 0.4 % углерода — это почти 420, так что если нож сделан из этой самой стали 40Х10С2М, дак и вовсе ничего должен быть.
С Уважением

ЗЫ Может врут справочники ?

kalmuik 31-07-2008 09:46

Господа! Позвольте уточнить ВОПРОС! Как в домашних условиях определить марку стали клапана, хотя бы ориентировочно? Думаю и другим это будет интересно. С увжением
Kalmuik/

Serjant 31-07-2008 09:54

Надо знать с какой машины. это для начала.
Это хоть как то может помочь.
А точную марку стали может дать только 2 источника.

Чертёж этого клапана и хим анализ стали.

kalmuik 31-07-2008 09:59

Убил!

girez 31-07-2008 11:09

Ковал разные клапаны, некоторые удачно. Делал ножы и долоты для резбы.
Попались и полые клапаны(ЗИЛ?), но до горна недошли.
Хорош клапан поезда тепловоза, хороши из дизеля трактора,
старый кузнес хвалил выхлапной ГАЗика.
Есть здесь(ниже) фото инструмента Антанаса Чяснулиса из клапанов
http://rezbaderevo.ru/topic.php?topic_id=435
Буду ковать, заведу ветку.
Собирайте клапана,
Перекуём орала в мечь!
Альгирдас

bakh 31-07-2008 13:00
quote:
Originally posted by girez:
Есть здесь(ниже) фото инструмента Антанаса Чяснулиса из клапанов http://rezbaderevo.ru/topic.php?topic_id=435

Там целый склад чудес!
quote:
Originally posted by girez:
старый кузнес хвалил выхлапной ГАЗика.

Всё-таки «выхлопной»…Indi 02-08-2008 12:28

Чертеж клапана — модератор держит паузу…

kalmuik 04-08-2008 11:47

Взял 4 БелАЗовских клапана — решил проверить: — 2 с малыми головками (скзали — выпускные) они немагнитятся, строгаются напильником, наждаком режутся влёт; — 2 с большими головками (сказали — впускные) магнитятся, напильник не берёт, наждак воет. Где правда? Если неправ поправьте.

guns.allzip.org

Преимущества ножей Х40 (клапана) ― СВ Клинок (sv-knife)

Возможно существующее в среде охотников поверье о том, что нож из клапанной стали круче даже ножа из дамасской – не более чем миф. Однако то, что этот материал отличают просто великолепные рабочие характеристики – чистейшая правда. 

Клинком, выполненным из клапанной стали, например, можно без труда разрубить болт на 12. Для изготовления таких замечательных инструментов используется сталь выпускного клапана для мощных дизельных двигателей. 


Мастера изготавливают клинки именно из этой детали. Дело в том, что старый металл нормализован и отличается отсутствием внутреннего напряжения. Лучше всего для данной цели подходят тепловозные клапана, на изготовление которых идет сталь Х40. 

Самое главное при изготовлении клинка из клапанов – это правильно оттянуть металл. Выполнить из Х40 длинную пластинку достаточно непросто. Такая операция под силу только опытным кузнецам. Закалки данный материал не требует.


Основные характеристики стали Х40

Клапан просто идеально подходит для изготовления абсолютно любых типов клинков. Ножи из нержавеющей стали Х40 могут использоваться в тяжелых условиях. 

Сталь Х40 относится к жаропрочным, высоколегированным. Ее высокие механические свойства не теряются даже при очень высоких температурах (до 600С). Однако при длительном воздействии может снизиться ударная вязкость. 

Эту марку стали в промышленности применяют для изготовления клапанов тракторных, автомобильных, авиационных. 

Основными отличительными характеристиками клапанов являются:


• Высокое содержание углерода в ножах, обеспечивающее клинкам повышенную твердость;
• Хром, присутствующий в составе стали делает ее устойчивой к ржавлению. На таком клинке вы никогда не увидите рыжих пятен. Смазка ножа жиром при длительном хранении не нужна;
• Доступность материала, делает его едва ли не самым распространенным на сегодняшний день из всех, используемых для изготовления.

Преимущества клинков из клапанной стали Х40


Нож Х40 отличается просто замечательными режущими свойствами. Точится не слишком сложно, однако заточку при этом держит очень хорошо. На режущей кромке клинка из клапанной стали даже после использования на достаточно твердых материалах никаких зарубок не появляется. 

Небольшим недостатком данного вида стали считается некоторая хрупкость на излом. Однако для того, чтобы сломать нож из клапана нужно приложить все же достаточно серьезное усилие (твердость стали 57 – 58, что в общем для клинков оптимально). 

Прослужит такой клинок из клапана долго, так как металл Х40 не ржавеет. Кроме того, благодаря наличию в составе стали хрома, лезвие не тускнеет. То есть не требует периодической шлифовки. Простота в уходе – еще одна причина необыкновенной популярности подобных инструментов.


Купить нож клапанной стали отличного качества можно у нас в мастерской. Просматривайте наш каталог, и вы обязательно подберете для себя подходящую модель с замечательными рабочими характеристиками. 

Кроме того мы продаем и другие модели – ножи из дамасской стали, алмазки, нержавеющей стали и т.д.

www.sv-knife.ru

Из какой стали делают клапана двигателей

Клапаны имеют грибовидную форму. Обычно их штампуют, в результате чего волокна располагаются соответственно конфигурации клапана. По условиям работы на двигателе клапаны разделяют на выпускные и впускные.

Условия работы головки и стержня выпускного клапана различны. Головка клапана в процессе работы сильно нагревается (до 600° С и выше), стержень изнашивается, а конец стержня изнашивается и сминается. Поэтому материал выпускного клапана должен сохранять свои механические свойства при высоких температурах (обладать жаропрочностью), не подвергаться местной закалке при остывании, не давать остаточных деформаций,

не подвергаться коррозии при высоких температурах, обладать высоким сопротивлением износу и смятию. Указанным требованиям удовлетворяют окалиностойкие и жаропрочные стали 40Х9С2 и 40Х10С2М, из которых в основном и изготовляют выпускные клапаны.

950° С.

, Нагрев конца стержня клапана для закалки проводится с помощью т. в. ч. или в установке для концевого нагрева в электролите.

. В связи с тем, что условия работы головки и стержня клапана различны, а стержень в процессе работы не нагревается, для экономии жаропрочной стали клапаны иногда изготовляют сварными: головка из жаропрочной стали, а стержень из менее легированной стали (обычно из стали, применяемой для впускных клапанов).

Впускные клапаны изготовляют в основном из сталей 40Х и 40ХН Клапаны из стали 40Х закаливают в масле от 850— 870° С и отпускают при 600—630° С (HRC 30—36). Затем закаливают конец стержня клапана от 820° С с охлаждением в масле (НRC 40—45).

Термическую обработку впускных клапанов можно проводить с использованием тепла после штамповки. При таком способе осуществляют: 1) непосредственную закалку в масле после штамповки с предварительным подстуживанием до 800—850° С или без подстуживания и отпуск при 600—630° С; 2) изотермическую закалку по режиму: штамповка поковок, перенос их в изотермическую среду (щелочь или селитру) с температурой 390—500° С, выдержка 15 мин, охлаждение в воде, промывка в растворе хромпика и окончательная промывка в проточной воде. Наиболее целесообразным является первый вариант как более простой.

МАТЕРИАЛЫ,ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Распределительные валы изготовляют из легированных сталей 15Х, 15НМ и 12ХНЗА, или из углеродистых сталей 40 и 45, или из чугуна. Кулачки и шейки стальных распределительнных валов подвергаются цементации с последующей закалкой или поверхностной закалке, а чугунных — отбеливанию.

Для распределительных шестерен применяют сталь 20 и 45 или серый чугун. Для уменьшения шума при работе зубья шестерни делают косыми, а шестерню изготовляют из текстолита (при стальной ступице).

Толкатели изготовляют из легированных сталей 15Х, 20Х 12ХНЗА и 18ХНЗА, из стали 45 с последующей поверхностной закалкой. В некоторых двигателях толкатели делают из отбеливающихся чугунов. Твердость рабочих торцов толкателя не должна быть ниже HRC 54—56.

Выпускные клапаны в карбюраторных двигателях изготовляют из сталей ЭСХ8, Х9С2, Х10СМ, Х12Н7С, ЭН107 и ЭЯ2. С целью экономии жаропрочные материалы в ряде двигателей применяют только для головок клапанов, а стержни делают из сталей 40Х или 40ХН, затем эти детали сваривают. Для повышения коррозионной стойкости выпускных клапанов и уменьшения износа рабочей поверхности на нее и на головку клапана со стороны цилиндра наплавляют слой твердого сплава ВЗК (на кобальтовой основе), сормайта (на железной основе) или стеллита (60% Niи 15% Сг) толщиной 1,5—2,5 мм.

Для впускных клапанов применяют хромистую и хромони-келевую сталь 40Х, 40ХН, 50ХН, 37С и 40ХНМА.

Седла клапанов изготовляют из серых перлитовых чугунов СЧ 24—48, стали 45. В некоторых случаях седла клапанов отливают из отбеливающихся чугунов, при этом седла хорошо противостоят ударной нагрузке и химическому воздействию газов. Кроме того, обработка точно отливаемых колец для седел сводится только к шлифованию, без обтачивания и притирки.

Направляющие втулки изготовляют из чугуна или из алюминиевой бронзы.

Для пружин применяют специальную пружинную проволоку диаметром 3—5 мм из сталей СОГ, 65Г, 50ХФХ и П1.

Детали крепления тарелки, пружины и стержня клапана (сухари, чеки) изготовляют из сталей 40, 45, 12НЗА и чугуна СП-4Ф и др.

Коромысла штампуют из углеродистых сталей 20 и 30. Применяют также легированные стали 20ХНЗА, 12ХЗА, ЭИ274 и др. Ударной части коромысла с помощью термической обработки придается высокая твердость.

Возможно существующее в среде охотников поверье о том, что нож из клапанной стали круче даже ножа из дамасской – не более чем миф. Однако то, что этот материал отличают просто великолепные рабочие характеристики – чистейшая правда.

Клинком, выполненным из клапанной стали, например, можно без труда разрубить болт на 12. Для изготовления таких замечательных инструментов используется сталь выпускного клапана для мощных дизельных двигателей.

Мастера изготавливают клинки именно из этой детали. Дело в том, что старый металл нормализован и отличается отсутствием внутреннего напряжения. Лучше всего для данной цели подходят тепловозные клапана, на изготовление которых идет сталь Х40.

Самое главное при изготовлении клинка из клапанов – это правильно оттянуть металл. Выполнить из Х40 длинную пластинку достаточно непросто. Такая операция под силу только опытным кузнецам. Закалки данный материал не требует.

Основные характеристики стали Х40

Клапан просто идеально подходит для изготовления абсолютно любых типов клинков. Ножи из нержавеющей стали Х40 могут использоваться в тяжелых условиях.

Сталь Х40 относится к жаропрочным, высоколегированным. Ее высокие механические свойства не теряются даже при очень высоких температурах (до 600С). Однако при длительном воздействии может снизиться ударная вязкость.

Эту марку стали в промышленности применяют для изготовления клапанов тракторных, автомобильных, авиационных.

Основными отличительными характеристиками клапанов являются:

• Высокое содержание углерода в ножах, обеспечивающее клинкам повышенную твердость;
• Хром, присутствующий в составе стали делает ее устойчивой к ржавлению. На таком клинке вы никогда не увидите рыжих пятен. Смазка ножа жиром при длительном хранении не нужна;
• Доступность материала, делает его едва ли не самым распространенным на сегодняшний день из всех, используемых для изготовления.

Преимущества клинков из клапанной стали Х40

Нож Х40 отличается просто замечательными режущими свойствами. Точится не слишком сложно, однако заточку при этом держит очень хорошо. На режущей кромке клинка из клапанной стали даже после использования на достаточно твердых материалах никаких зарубок не появляется.

Небольшим недостатком данного вида стали считается некоторая хрупкость на излом. Однако для того, чтобы сломать нож из клапана нужно приложить все же достаточно серьезное усилие (твердость стали 57 – 58, что в общем для клинков оптимально).

Прослужит такой клинок из клапана долго, так как металл Х40 не ржавеет. Кроме того, благодаря наличию в составе стали хрома, лезвие не тускнеет. То есть не требует периодической шлифовки. Простота в уходе – еще одна причина необыкновенной популярности подобных инструментов.

Купить нож клапанной стали отличного качества можно у нас в мастерской. Просматривайте наш каталог, и вы обязательно подберете для себя подходящую модель с замечательными рабочими характеристиками.

Кроме того мы продаем и другие модели – ножи из дамасской стали, алмазки, нержавеющей стали и т.д.

pro-avtosalon.info

инструкция по изготовлению своими руками

На многих профильных форумах ведутся нешуточные споры, из какого клапана лучше изготавливать нож. Впускной или выпускной использовать? Точного ответа, так и не нашлось. Но из достоверных источников становится ясно, что нож из клапана лучше изготавливать из выпускного варианта. Так как он предназначен для более высоких температур и клинок из него не требует закалки.

Нож из клапана самодельный.

Основные характеристики стали х40

Самое интересное, что сталь для клапанов разной техники изготавливают из разных сплавов. У автомобилей одна, у тепловозов другая, для самолетов, вообще, наверняка засекречена, даже у кораблей, будет своего, специального для нагрузок сплава. И еще интереснее то, что взяв технику одного характера, клапана также могут быть разного состава, к примеру «Камаз» и «Жигули».

Марок стали как минимум с десяток, например: ЭП 303 55Х20Г9АН4, 45Х14Н14В2М ГОСТ 5632-72, 40Х9С2 ГОСТ 5632-72, 45Х22Н4М3 ГОСТ 5632-72 и т.д. А учитывая ТУ заказчика, вообще, и сотня. Но так в народе повелось, что самой популярной является сталь 40-я. Вот о ней и поговорим.

Как пишут сами сталевары и прокатчики, что сталь эта – конструкционная легированная. Применяется в промышленности для изделий повышенной прочности и склонна к отпускной хрупкости. Изделия из нее обладают следующими характеристиками:

  • не поддается ржавлению, благодаря высокому содержанию хрома;
  • повышенная твердость достигается за счет большого содержания углерода;
  • материал можно легко достать, даже в автомобильной мастерской.

Не согласиться тут трудно, действительно характеристики стали довольно высоки. Но даже если не удастся достать именно эту сталь. Металлурги утверждают, что заменить ее можно такими марками: 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР. И это обозначение только отечественного производства, а зарубежных аналогов много.

Преимущества клинков из клапанной стали х40

Сделав нож из такого клапана своими руками, он будет служить десятилетиями, но обязательно изготовить нужно, соблюдая все технологические процессы. Тогда реально, 20 лет как минимум гарантированного удовольствия, ведь таким изделием будет приятно выполнять любую работу.

Сталь х40.

Еще есть несколько преимуществ:

  • заточке поддается довольно легко и держит ее долго;
  • даже после использования с твердыми материалами, зазубрин на лезвии не будет;
  • отличные режущие свойства;
  • твердость клинка получится около 57-58 единиц по шкале Роквелла;
  • не надо постоянно шлифовать, блеск будет постоянным;
  • прост в уходе.

По некоторым данным, любители изготовления ножей своими руками, пишут получаемую твердость в 62-64 HRC. И как пример приводят такой интересный факт, якобы таким изделием можно перерубить болт на 12 и лезвию ничего не будет. Но поверить словам бывает сложно, пока сам не попробуешь.

Процесс изготовления ножа из клапана своими руками

А для того, чтобы попробовать, для начала следует изготовить нож из клапана. О чем пойдет дальше речь. А уже изготовив по всем правилам, собственный клинок, можно будет испытать его на чем угодно.

Самодельный нож из клапанной стали.

Единственное, о чем говорят бывалые сталевары, нож будет иметь некую хрупкость, хотя сложно себе представить что надо сделать с ножом, чтобы он сломался.

Первичная обработка

Для обработки клапана, для начала следует срезать его головку, затем приварить пруток, для нагревания в печи. В технических характеристиках стали 40х, сказано, что для начальной ковки требуется разогреть деталь до 1250 °C, а заканчивать при 800 °C. Для такого разогрева обязательно потребуется горн или муфельная печь.

Достигнув данной температуры, заготовка вынимается и начинается процесс ковки. Ковать требуется большим молотом не 6 кг. Возможно, на начальном этапе потребуется помощь, друга или соседа. Затем молотом поменьше продолжаем выковывать в длину. Не забывая при этом нагревать деталь. Когда, на ваш взгляд, заготовка получила нужные формы, оставляем ее остывать.

Спуски и закалка клинка

На этом этапе отрезаем болгаркой или другим инструментом пруток. Делаем на заготовке разметку, и на шлифовальном станке обрабатываем заготовку. Круг для станка используйте крупной зернистости, это черновая обработка. Не забываем про хвостовик. Когда деталь начинает принимать очертания клинка, сменяем круг на более мелкое зерно и начинаем делать спуски.

Это очень тонкая работа, если мало опыта, лучше опять же нанести симметричную разметку на заготовку, дабы не допустить ошибок, которые чреваты нехорошими последствиями. Изделие можно загубить. Спуски тонкими делать нельзя, иначе после закалки клинок может «повести» и он треснет.

Закалка и спуск клинка для ножа.

Теперь опять придется вернуться к горну или печи. Процесс закалки делается на воздухе, без применения каких-либо жидкостей. Требуется равномерно разогреть заготовку до ярко-красного цвета, что будет соответствовать приблизительно 900-1050 °C. А затем просто вынуть ее и подержать на воздухе, до остывания.

Сборка рукоятки

Перед сборкой рукояти обязательно зачистите клинок от нагара после закалки. И выведите режущую кромку. Если хвостовик короткий, не беда, допустимо ее нарастить прутком. Лезвие лучше обернуть малярным скотчем, чтобы не порезаться и удобнее будет работать.

Как вариант сделать сборную рукоять, из различных компонентов, здесь ограничение только в вашей фантазии. Используйте: текстолит, оргстекло, бересту, дерево различных пород и т.д. Как больстер сгодится и металлическая деталь. При наборе не забываем, все проклеивать. А затем на шлиф машинке придаем рукояти форму.

Если ваша задумка была изготовить ручку из двух планок, то при ковке, нужно сразу же выковывать плоский хвостовик. Также материал выбирайте на свой вкус, затем насверливаем отверстия в хвостовике, крепим больстер. Вытачиваем из заготовок симметричные половинки, просверливаем их в соответствии с хвостовиком. И закрепляем клепками.

Деревянная рукоять ножа.

Во всех случаях, после закрепления материала на рукояти и обработав ее. Следует провести обработку, если имеется дерево, обязательно пропитываем воском или другими влагостойкими специальными средствами.

Коротко обо всем

Надеемся, что материал будет полезен как и начинающим мастерам, так и опытным. Но следует заметить, что работа с таким материалом как клапанная сталь довольно сложная работа и необходимо «набить руку» на нем. При ковке он будет уходить в сторону, но бояться этого не нужно, продолжать работу и он вернется на место.

Опытные мастера рекомендуют, для начала научиться работать с другими металлами, и только потом браться за сталь из клапана. При изготовлении спусков и режущей кромки,соблюдайте аккуратность. А при закалке, не перегрейте клинок, и все у вас получится.

vashnozh.ru

МАТЕРИАЛЫ,ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Распределительные валы изготовляют из легированных сталей 15Х, 15НМ и 12ХНЗА, или из углеродистых сталей 40 и 45, или из чугуна. Кулачки и шейки стальных распределительнных валов подвергаются цементации с последующей закалкой или поверхностной закалке, а чугунных — отбеливанию.

Для распределительных шестерен применяют сталь 20 и 45 или серый чугун. Для уменьшения шума при работе зубья шестерни делают косыми, а шестерню изготовляют из текстолита (при стальной ступице).

Толкатели изготовляют из легированных сталей 15Х, 20Х 12ХНЗА и 18ХНЗА, из стали 45 с последующей поверхностной закалкой. В некоторых двигателях толкатели делают из отбеливающихся чугунов. Твердость рабочих торцов толкателя не должна быть ниже HRC54—56.

Выпускные клапаны в карбюраторных двигателях изготовляют из сталей ЭСХ8, Х9С2, Х10СМ, Х12Н7С, ЭН107 и ЭЯ2. С целью экономии жаропрочные материалы в ряде двигателей применяют только для головок клапанов, а стержни делают из сталей 40Х или 40ХН, затем эти детали сваривают. Для повышения коррозионной стойкости выпускных клапанов и уменьшения износа рабочей поверхности на нее и на головку клапана со стороны цилиндра наплавляют слой твердого сплава ВЗК (на кобальтовой основе), сормайта (на железной основе) или стеллита (60% Niи 15% Сг) толщиной 1,5—2,5 мм.

Для впускных клапанов применяют хромистую и хромони-келевую сталь 40Х, 40ХН, 50ХН, 37С и 40ХНМА.

Седла клапанов изготовляют из серых перлитовых чугунов СЧ 24—48, стали 45. В некоторых случаях седла клапанов отливают из отбеливающихся чугунов, при этом седла хорошо противостоят ударной нагрузке и химическому воздействию газов. Кроме того, обработка точно отливаемых колец для седел сводится только к шлифованию, без обтачивания и притирки.

Направляющие втулки изготовляют из чугуна или из алюминиевой бронзы.

Для пружин применяют специальную пружинную проволоку диаметром 3—5 мм из сталей СОГ, 65Г, 50ХФХ и П1.

Детали крепления тарелки, пружины и стержня клапана (сухари, чеки) изготовляют из сталей 40, 45, 12НЗА и чугуна СП-4Ф и др.

Коромысла штампуют из углеродистых сталей 20 и 30. Применяют также легированные стали 20ХНЗА, 12ХЗА, ЭИ274 и др. Ударной части коромысла с помощью термической обработки придается высокая твердость.

maestria.ru

Из какой стали делают клапана двс

Читайте также:

  1. Азотирование стали
  2. Бесклапанные микронасосы
  3. В зависимости от степени раскисленности выплавляют спокойные, кипящие и полуспокойные стали.
  4. Внутренние напряжения в закаленной стали
  5. Деление железоуглеродистых сплавов на стали и чугуны.
  6. Жаростойкие стали
  7. Закаливаемость и прокаливаемость стали
  8. Закалка стали. Мартенситное превращение
  9. Инструментальные стали и сплавы
  10. Казахстан — близкий тыл Сталинградского фронта.
  11. Казахстанцы в боях за Сталинград.
  12. Кислым мартеновским процессом выплавляют качественные стали.

Материалы для газовых турбин

Наиболее жесткие требования предъявляют к лопаткам газовых турбин, которые работают в области температур 650. 800 °С, и в них возникают большие напряжения от центробежных сил и давления газов. При небольших зазорах уже малые деформации их могут привести к выходу из строя всей турбины. Для длительных сроков службы лопаток газовой турбины при температурах 600. 650 °С рекомендуется аустенитная сталь 08Х16Н13М2Б. Для лопаток газовых турбин и других деталей, работающих длительное время в области температур 650. 700 °С, применяют стали аустенитного класса (45Х14Н14В2М и др.). Более сложная по своему составу аустенитная сталь 08Х15Н24В4ТР имеет рабочую температуру до 750 °С.

Для изготовления деталей, работающих при температурах более высоких, чем 700 °С, применяются сплавы на никелевой или кобальтовой основе, которые по сравнению со сплавами на железной основе более жаропрочны. Сплавы на кобальтовой основе несколько уступают никелевым в жаропрочности, но обладают лучшей жаростойкостью.

Никелевые сплавы могут быть разделены на гомогенные (инконели, нихромы), которые служат в основном как жаростойкие материалы, и стареющие (нимоники), имеющие высокую жаропрочность.

Клапанный узел двигателя внутреннего сгорания — ответственный узел, часто определяющий срок службы мотора до ремонта. В особенно тяжелых условиях работают клапаны выхлопа, они подвергаются одновременному воздействию высоких механических нагрузок при высокой температуре (700. 900 °С) и газовой коррозии в продуктах сгорания. Кроме того, шток клапана работает на износ при повышенных температурах, а его конец не должен сминаться при ударах.

В автомобильных и тракторных моторах небольшой мощности клапаны выпуска изготавливают из сильхромов, которые обладают хорошей жаропрочностью (800. 900 °С) и стойкостью в среде выхлопных газов.

Клапаны мощных моторов изготовляются из более жаропрочных сталей аустенитного класса — 45Х14Н14В2 и 45Х14Н14В2С3.

Сильхромовые стали относятся к группе сталей мартенситного класса, закаливающихся на воздухе. Для сильхрома 40Х9С2 наилучшие свойства получаются после закалки от 975 °С в масле и отпуска при 800 °С с последующим сравнительно быстрым охлаждением на воздухе.

Дата добавления: 2014-01-05 ; Просмотров: 788 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Нож можно встретить практически в любом доме. Подобное изделие также используется при работе или на охоте, во время рыбалки. При желании изготовить подобное изделие можно самостоятельно при использовании различных материалов. Часто ножи изготавливают из клапанов, что связан с высокой прочность и твердостью применяемого сплава Х40 при их изготовлении. За счет включения в состав легирующих элементов повышается показатель коррозионной стойкости. Рассмотрим особенности подобной процедуры подробнее.

Основные характеристики стали Х40

При выборе заготовки для изготовления ножа следует уделять внимание основным свойствам сплава. Клапана изготавливаются при использовании стали Х40, которая обладает высокими эксплуатационными характеристиками. Среди особенностей можно отметить нижеприведенные моменты:

  1. Рассматриваемый металл характеризуется высокой жаропрочностью, что связано с включением в состав большого количества легирующих элементов. Клапана работают в тяжелых эксплуатационных условиях.
  2. Высокие механические свойства не теряются даже при воздействии температуры до 600 градусов Цельсия. Именно поэтому ножи из клапанной стали получили широкое распространение.
  3. При длительном воздействии жара может снизиться показатель ударной вязкости.
  4. Высокий показатель концентрации углерода определяет то, что режущая часть ножа из клапана изнашивается медленно.
  5. Включение в состав хрома приводит к тому, что материал характеризуется отличной коррозионной устойчивостью. Именно поэтому на лезвии ножа из клапана не появятся темные или желтые пятна. Смазка поверхности при длительном хранении изделия не требуется.

Характеристики стали Х40

Приведенная выше информация определяет достаточно большое распространение ножей из клапана.

Однако, основные свойства существенно усложняют процедуру обработки.

Преимущества клинков из клапанной стали Х40

Клапанная сталь ножа характеризуется большим количеством преимуществ перед другими сплавами. Среди них можно отметить нижеприведенные моменты:

  1. Точение проводится не слишком сложно, для этого можно использовать обычный точильный камень.
  2. Даже при использовании изделия для резки труднообрабатываемого материала на поверхности режущей кромки не образуются зазубрины и другие дефекты.
  3. Служит устройство достаточно долго. Это связано с тем, что поверхность характеризуется повышенной устойчивостью к воздействию повышенной влажности.
  4. Простота в уходе. Для того чтобы изделие прослужило в течение длительного периода не нужно проводить какие-либо работы, связанные с обслуживанием.

Нож для рыбалки из клапана

Небольшим недостатком можно назвать то, что подобная сталь обладает достаточно высоким показателем хрупкости на излом. Однако, сломать лезвие достаточно сложно, для этого приходится прикладывать большое усилие.

Процесс изготовления

Весь процесс можно разделить на несколько основных этапов. Обработка дизельных тепловозный клапанов проводится следующим образом:

  1. Подготовительный этап.
  2. Изменяется форма изделия, делаются спуски.
  3. Выполняется закалка.
  4. Сбор рукоятки.

Каждому из них следует уделить довольно много внимания, за счет чего можно сделать качественное изделие, которое прослужит на протяжении длительного периода.

Первичная обработка

Этап первичной обработки проводится для того, чтобы придать заготовке первичную форму, которая будет приближенно напоминать конечное изделие. Подготовительный этап характеризуется следующими особенностями:

  1. Проводится ковка заготовки.
  2. Структура материала уплотняется.

Приведенная выше информация определяет то, что нож из клапана можно изготовить только в случае наличия навыков кузнеца. Кроме этого, требуется соответствующая оснастка, которая применяется для нагрева материала и его деформации.

Спуски

Создание спусков проводится при применении наждака. Этот этап можно охарактеризовать следующим образом:

  1. Проводится формирование режущей кромки, а также острия.
  2. Для точения рассматриваемой заготовки следует применять подходящий камень.

Этому этапу нужно уделить довольно много внимания, так как на данном этапе формируется рабочая часть лезвия.

Закалка

Повысить качество и твердость поверхностного слоя можно путем выполнения закалки. Данная процедура заключается в воздействии высокой температуры, после чего нож из клапана охлаждается на открытом воздухе. Особенностями процедуры назовем следующие моменты:

  1. Требуется печь.
  2. Температура выдержки и время выбираются в зависимости от размеров заготовки.
  3. Рекомендуется проводить охлаждение на открытом воздухе. За счет этого обеспечивается требуемая твердость, но выдерживается пластичность.

В целом можно сказать, что процедура закалки довольно проста и для этого не требуется специальное сложное оборудование.

Сборка рукоятки

Заключительный этап касается в сборке рукоятки. Эту процедуру можно связать с использованием текстиля или ясеня, береста. Выбору материала нужно уделить довольно много внимания, так как от их качества зависит удобство применения. Среди особенностей этого этапа отметим следующие моменты:

  1. В металле делаются отверстия. Для этого потребуется дрель и сверло из износостойкого материала. Отверстия создаются для заклепок.
  2. Из выбранного материала создаются две части, которые будут скрепляться. Ни должны быть максимально симметричными, иначе изделие будет плохо лежать в руке.
  3. Зачастую соединение двух элементов рукоятки проводится при применении заклепок.

После сборки рукоятки нож из клапана будет практически готов к применению.

При желании можно проводить декорирование рукоятки путем выжигания различных рисунков.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Большое разнообразие материалов из которых изготавливают клапаны двс может поставить перед сложным выбором. В этой статье пойдет речь о технологиях производства клапана в каких случаях использовать те или иные клапаны, их достоинства и недостатки, облегчение и проточка «тюльпана», а также поговорим о защищающих покрытиях и методах их нанесения. Эта информация предоставлена, чтобы помочь Вам сделать обоснованное решение при модернизации клапанного механизма.

1.Технологии производства клапанов.

При изготовлении выпускных клапанов особое внимание уделяется методам изготовления и материалам способным длительно выдерживать высокую температуру и при этом сохранять прочность. К впускным требования не столь жесткие так как они имеют дополнительное охлаждение свежей топливовоздушной смесью. Необходимым свойствам соответствуют многие сплавы при соблюдении определенных технологиях, но всегда приходится чем-то жертвовать к тому же вес детали получается большим. Проводится много исследований и выявление новых материалов не стоит на месте. Множество запатентованных технологий еще не нашли своего применения на практике.

Все то множество технологий и их недостатки я описывать подробно не буду, поверхностно пройдемся по основным. Как делается тарелка клапана:

Торцевая раскатка- раскалённый стержень клапана выступает из матрицы и вращающийся под углом к оси матрицы пауссон раскатывает по кругу стержень, который постепенно подается в матрицу до придания необходимой формы. Создается направленная микроструктура метала, параллельная профилю тарелки клапана, что увеличивает прочность.

1-торец заготовки. 2-матрица. 3-паусон. 4-готовая тарелка клапана. 5-стержень.

В следующем методе заготовку подают в матрицу и похожим образом раскатывают тарелку клапана, при этом еще выдавливается ножка в отверстие что тоже дает направленную микроструктуру, подобную волокнам древесины. Существует еще несколько методов имеющих сходство с описанным.

Клапан изготавливают из стали марок: 40Х9С2, 40XH, 40Х10С2М, 20ХН4ФА, 55Х20Г9АН4, 45Х14Н-14В2М, титановых сплавов ПТ-3В, ВТ3, ВТ-14, ВТ6, с намного низкой температурной стойкостью (только впускные клапаны) ВТ18У и ВТ25У и других сплавов. Клапаны из сплавов на основе интерметаллида TiAl имеют сравнимо низкую плотность металла, соответственно и меньший вес с большей твердостью и жаропрочностью даже в сравнении с привычными сплавами на основе титана. Но возникают трудности при изготовлении по привычным технологиям, позволяющим добавить прочность, из-за низкой пластичности. В таком случае изготавливают методом литья, но в этом случае, в структуре металла образуется пористость, которая удаляется только высокотемпературным газоизостатированием, очень дорогая процедура, составляющая себестоимость клапана.

Широко применяется комбинированная система, когда стержень выполняется из низколегированных сплавов с большей твердостью, а тарелка из жаропрочных. Готовые детали в последствии свариваются различными методами или напрессовываются, конструкция считается не очень надежной.

Другой вариант изготовления, стержень и торец клапана изготавливаются из одного сплава, в последствии деформационной и термо обработки создаются разные микроструктуры метала, в головке обеспечиваются высокая твердость и сопротивление ползучести в тарелке высокая термостойкость. Опять же технологии изготовления очень дорогостоящие. Не стану описывать остальные методы, имеющие по 3-4 переходных зоны по микроструктуре и технологию отжига, все они принципиально схожи с выше описанным.

Горячая штамповка в торец- раскалённый стержень просто вдавливается в матрицу в которой метал распределяется как попало с нарушением микроструктуры, самый простой и бюджетный способ, не имеющий необходимой прочности.

2. Виды клапанов

Широко распространены всего два вида тарельчатых клапанов «Тюльпан» и «Т-образный».

Стоит разобраться в недостатках и преимуществах чтобы сделать свой выбор. И так самый распространенный это тюльпан, имеет большой запас прочности обтекаемую форму, часто большой вес.

Т- образный предназначен в большей степени для тюнингованного мотора работящего преимущественно на высоких оборотах. Имеет минимальный радиус перехода от ножки к тарелке, небольшой вес в следствии чего уменьшается нагрузка на газораспределительный механизм продлевая срок службы, сдвигает порог зависания клапана что позволяет использовать стандартные клапанные пружины, не прибегая к усиленным, отбирающих свою долю мощности, меньший износ направляющих втулок, лучшая продувка. О надежности поговорим чуть ниже.

3. Облегчение клапана типа «Тюльпан»

Из экономических соображений многие стремятся самостоятельно облегчить клапаны, покупка новых Т- образных выливается в кругленькую сумму, обычно это клапаны на основе титана, имеющие небольшой вес минимальную металлоёмкость и лучшие характеристики прочности и жаростойкости, однако в виду трудоемкого производства таких деталей себестоимость очень высока.

Выше я уже говорил, что Тюльпан изначально имеет большой запас прочности и есть возможность его облегчить ценой надежности, неоправданного риска попасть на очередную капиталку. Мало кого этот факт останавливает и начинаются поиски тех кто уже опробовал и сделать именно также, соблюдая размеры оппонента. В сети по этой теме можно найти много положительного опыта, реже попадаются печальный исход доработки.

А теперь давайте разберемся почему это происходит. В начале я описывал технологии производства клапанов и материалов. Если вы читали внимательно, то уже поняли, что большое значение имеет технология производства и созданная микроструктура в металле пусть хоть в результате термообработки или метода штамповки. Во время облегчения клапана механически удалятся часть металла в поверхностных слоях которого была заключена основная прочность всей детали. Термонагруженность тарелки возрастает вследствие чего материал клапана не способен выдерживать нагрузку и поддается деформации. Некоторые производители наносят специальные покрытия расширяющие свойства, в конце темы опишу подробнее. Из этого можно сделать вывод, вероятность обрыва тарелки 50/50, ведь вам не известна технология и материалы и действовать вы будете по опыту других или на глазок. Добавим вероятность заводского брака и возможную детонацию, и получите такой результат.

Однако не всегда так случается и судя по опыту немногих, облегченные клапаны ходят по 100тыс и продолжают исправно работать. Если вы все же решились на облегчение, задумайтесь об охлаждении тарелки, в этом поможет замена седел клапанов на бронзовые. Именно через седла отводится большая часть температуры. Об этом я уже писал в теме Седло клапана. Не допускайте острых краев и тонких кромок на тарелке, эти места будут чрезвычайно перегреты повысится вероятность детонации и приведет к прогару и разрушению клапана. Совершенно нет необходимости в фасках, сделайте плавный переход и скруглите кромку тарелки. Не забудьте притереть клапан к седлу, желательно не алмазными пастами. Рассмотрите варианты облегчения остальных подвижных частей- пружинные тарелки, коромысла или толкатели.

Предпочтение стоит отдавать конечно заводским Т- образным клапанам, не оставляя без внимания бренд, их надежность не заставит вас сомневаться. Не думайте опробовать производство из Китая даже если это титан.

4. Защищающие покрытия, методы нанесения.

Распространение получили три метода нанесения покрытия на металлы плазменно-порошковая наплавка, лазерное легирование, наплавка токами высокой частоты. Нанесенное покрытие совершенно другого металла на выпускной клапан расширяет защитные свойства детали, возможность противостоять агрессивной среде. Это позволяет выполнять клапан из более подходящих материалов по термостойкости и прочности, не прибегая к поиску золотой середины. Таким получаем прочный и легкий клапан, не способный противостоять окислению и износу, но применение тонкого слоя специального покрытия решит эту проблему.

Выхлопные газы высокой температуры наносят большой вред клапану, возникает газовая коррозия парами воды, окисление кислородом, оксидом углерода, оксидом серы, которые образуются в результате горения. Механическое воздействие расклепывает рабочую фаску увеличивается ее размер, нарушается герметичность, что приводит к прорыву раскалённых газов в щель и большему прогару.

Далее расскажу о методах нанесения покрытия, ознакомимся с каждым из них подробнее.

Плазменно-порошковая наплавка-

наиболее универсальный метод, подается гранулированный металлический порошок вместе с газом в плазмотрон. Такой метод позволяет наносить качественное покрытие толщеной 0.5-5.0мм, растворимость металла детали в наплавленном слое всего 5%, возможное отклонение от номинала толщены- 0.5мм, минимальная окисляемость наплавляемого слоя за счет подаваемого в плазмотрон газа, минимальная зона термического влияния.

Лазерное легирование-

на деталь воздействует луч лазера разогревая поверхность чуть больше температуры плавления основы. Температура регулируется мощностью лазера и диаметром луча. В результате происходит активное перемешивание легирующего металла размещенного на поверхности основы с металлом детали на глубину примерно 1-2 мм. Такой метод позволяет наносить покрытия стеллита, вольфрамохромокобальтового сплава. Растворимость основного металла в покрытии 5-10%.

Наплавка токами высокой частоты-

На тарелку клапана устанавливается кольцо из наплавляемого металла, между клапаном и кольцом находится порошковый флюс или газовая среда (аргон, азот) под действие тока высокой частоты разогревается кольцо и подогревается тарелка клапана до температуры диффузии металлов, место нанесения покрытия охлаждается водой с другой стороны клапана, таким образом происходит намораживание наплавляемого слоя, при этом клапан вращается для обеспечения равномерности нагрева. Таким образом наносят самофлюсующиеся сплавы ЭП616, ЭП616А, ЭП616Б, ЭП616В значительно дешевле кобальтовых стеллитов и имеют достаточную твердость и стойкость к коррозии. Растворимость основного металла в слое покрытия 20-30%.

Тарелка титанового клапана с покрытием нитрид хрома (CrN)

Пример с покрытием из нитрида титана, обеспечивает высокую твердость.

Противостоит отложению нагара и окислению.

master-kleit.ru

Клапан ДВС

Большое разнообразие материалов из которых изготавливают клапаны двс может поставить перед сложным выбором. В этой статье пойдет речь о технологиях производства клапана в каких случаях использовать те или иные клапаны, их достоинства и недостатки, облегчение и проточка «тюльпана», а также поговорим о защищающих покрытиях и методах их нанесения. Эта информация предоставлена, чтобы помочь Вам сделать обоснованное решение при модернизации клапанного механизма.

 

1.Технологии производства клапанов.

 

При изготовлении выпускных клапанов особое внимание уделяется методам изготовления и материалам способным длительно выдерживать высокую температуру и при этом сохранять прочность. К впускным требования не столь жесткие так как они имеют дополнительное охлаждение свежей топливовоздушной смесью. Необходимым свойствам соответствуют многие сплавы при соблюдении определенных технологиях, но всегда приходится чем-то жертвовать к тому же вес детали получается большим. Проводится много исследований и выявление новых материалов не стоит на месте. Множество запатентованных технологий еще не нашли своего применения на практике.

Все то множество технологий и их недостатки я описывать подробно не буду, поверхностно пройдемся по основным. Как делается тарелка клапана:

 

Торцевая раскатка- раскалённый стержень клапана выступает из матрицы и вращающийся под углом к оси матрицы пауссон раскатывает по кругу стержень, который постепенно подается в матрицу до придания необходимой формы. Создается направленная микроструктура метала, параллельная профилю тарелки клапана, что увеличивает прочность.

1-торец заготовки. 2-матрица. 3-паусон. 4-готовая тарелка клапана. 5-стержень.

В следующем методе заготовку подают в матрицу и похожим образом раскатывают тарелку клапана, при этом еще выдавливается ножка в отверстие что тоже дает направленную микроструктуру, подобную волокнам древесины. Существует еще несколько методов имеющих сходство с описанным.

Клапан изготавливают из стали марок: 40Х9С2, 40XH, 40Х10С2М, 20ХН4ФА, 55Х20Г9АН4, 45Х14Н-14В2М, титановых сплавов ПТ-3В, ВТ3, ВТ-14, ВТ6, с намного низкой температурной стойкостью (только впускные клапаны) ВТ18У и ВТ25У и других сплавов. Клапаны из сплавов на основе интерметаллида TiAl имеют сравнимо низкую плотность металла, соответственно и меньший вес с большей твердостью и жаропрочностью даже в сравнении с привычными сплавами на основе титана. Но возникают трудности при изготовлении по привычным технологиям, позволяющим добавить прочность, из-за низкой пластичности. В таком случае изготавливают методом литья, но в этом случае, в структуре металла образуется пористость, которая удаляется только высокотемпературным газоизостатированием, очень дорогая процедура, составляющая себестоимость клапана.

Широко применяется комбинированная система, когда стержень выполняется из низколегированных сплавов с большей твердостью, а тарелка из жаропрочных. Готовые детали в последствии свариваются различными методами или напрессовываются, конструкция считается не очень надежной.

Другой вариант изготовления, стержень и торец клапана изготавливаются из одного сплава, в последствии деформационной и термо обработки создаются разные микроструктуры метала, в головке обеспечиваются высокая твердость и сопротивление ползучести в тарелке высокая термостойкость. Опять же технологии изготовления очень дорогостоящие. Не стану описывать остальные методы, имеющие по 3-4 переходных зоны по микроструктуре и технологию отжига, все они принципиально схожи с выше описанным.

 

Горячая штамповка в торец- раскалённый стержень просто вдавливается в матрицу в которой метал распределяется как попало с нарушением микроструктуры, самый простой и бюджетный способ, не имеющий необходимой прочности.

2. Виды клапанов

 

Широко распространены всего два вида тарельчатых клапанов «Тюльпан» и «Т-образный».

Стоит разобраться в недостатках и преимуществах чтобы сделать свой выбор. И так самый распространенный это тюльпан, имеет большой запас прочности обтекаемую форму, часто большой вес.

Т- образный предназначен в большей степени для тюнингованного мотора работящего преимущественно на высоких оборотах. Имеет минимальный радиус перехода от ножки к тарелке, небольшой вес в следствии чего уменьшается нагрузка на газораспределительный механизм продлевая срок службы, сдвигает порог зависания клапана что позволяет использовать стандартные клапанные пружины, не прибегая к усиленным, отбирающих свою долю мощности, меньший износ направляющих втулок, лучшая продувка. О надежности поговорим чуть ниже.

3. Облегчение клапана типа «Тюльпан»

Из экономических соображений многие стремятся самостоятельно облегчить клапаны, покупка новых Т- образных выливается в кругленькую сумму, обычно это клапаны на основе титана, имеющие небольшой вес минимальную металлоёмкость и лучшие характеристики прочности и жаростойкости, однако в виду трудоемкого производства таких деталей себестоимость очень высока.


Выше я уже говорил, что Тюльпан изначально имеет большой запас прочности и есть возможность его облегчить ценой надежности, неоправданного риска попасть на очередную капиталку. Мало кого этот факт останавливает и начинаются поиски тех кто уже опробовал и сделать именно также, соблюдая размеры оппонента. В сети по этой теме можно найти много положительного опыта, реже попадаются печальный исход доработки.


А теперь давайте разберемся почему это происходит. В начале я описывал технологии производства клапанов и материалов. Если вы читали внимательно, то уже поняли, что большое значение имеет технология производства и созданная микроструктура в металле пусть хоть в результате термообработки или метода штамповки. Во время облегчения клапана механически удалятся часть металла в поверхностных слоях которого была заключена основная прочность всей детали. Термонагруженность тарелки возрастает вследствие чего материал клапана не способен выдерживать нагрузку и поддается деформации. Некоторые производители наносят специальные покрытия расширяющие свойства, в конце темы опишу подробнее. Из этого можно сделать вывод, вероятность обрыва тарелки 50/50, ведь вам не известна технология и материалы и действовать вы будете по опыту других или на глазок. Добавим вероятность заводского брака и возможную детонацию, и получите такой результат.


Однако не всегда так случается и судя по опыту немногих, облегченные клапаны ходят по 100тыс и продолжают исправно работать. Если вы все же решились на облегчение, задумайтесь об охлаждении тарелки, в этом поможет замена седел клапанов на бронзовые. Именно через седла отводится большая часть температуры. Об этом я уже писал в теме Седло клапана. Не допускайте острых краев и тонких кромок на тарелке, эти места будут чрезвычайно перегреты повысится вероятность детонации и приведет к прогару и разрушению клапана. Совершенно нет необходимости в фасках, сделайте плавный переход и скруглите кромку тарелки. Не забудьте притереть клапан к седлу, желательно не алмазными пастами. Рассмотрите варианты облегчения остальных подвижных частей- пружинные тарелки, коромысла или толкатели.

Предпочтение стоит отдавать конечно заводским Т- образным клапанам, не оставляя без внимания бренд, их надежность не заставит вас сомневаться. Не думайте опробовать производство из Китая даже если это титан.

4. Защищающие покрытия, методы нанесения.

 

Распространение получили три метода нанесения покрытия на металлы плазменно-порошковая наплавка, лазерное легирование, наплавка токами высокой частоты. Нанесенное покрытие совершенно другого металла на выпускной клапан расширяет защитные свойства детали, возможность противостоять агрессивной среде. Это позволяет выполнять клапан из более подходящих материалов по термостойкости и прочности, не прибегая к поиску золотой середины. Таким получаем прочный и легкий клапан, не способный противостоять окислению и износу, но применение тонкого слоя специального покрытия решит эту проблему.

Выхлопные газы высокой температуры наносят большой вред клапану, возникает газовая коррозия парами воды, окисление кислородом, оксидом углерода, оксидом серы, которые образуются в результате горения. Механическое воздействие расклепывает рабочую фаску увеличивается ее размер, нарушается герметичность, что приводит к прорыву раскалённых газов в щель и большему прогару.

Далее расскажу о методах нанесения покрытия, ознакомимся с каждым из них подробнее.

Плазменно-порошковая наплавка-

наиболее универсальный метод, подается гранулированный металлический порошок вместе с газом в плазмотрон. Такой метод позволяет наносить качественное покрытие толщеной 0.5-5.0мм, растворимость металла детали в наплавленном слое всего 5%, возможное отклонение от номинала толщены- 0.5мм, минимальная окисляемость наплавляемого слоя за счет подаваемого в плазмотрон газа, минимальная зона термического влияния.

Лазерное легирование-

на деталь воздействует луч лазера разогревая поверхность чуть больше температуры плавления основы. Температура регулируется мощностью лазера и диаметром луча. В результате происходит активное перемешивание легирующего металла размещенного на поверхности основы с металлом детали на глубину примерно 1-2 мм. Такой метод позволяет наносить покрытия стеллита, вольфрамохромокобальтового сплава. Растворимость основного металла в покрытии 5-10%.

Наплавка токами высокой частоты-

На тарелку клапана устанавливается кольцо из наплавляемого металла, между клапаном и кольцом находится порошковый флюс или газовая среда (аргон, азот) под действие тока высокой частоты разогревается кольцо и подогревается тарелка клапана до температуры диффузии металлов, место нанесения покрытия охлаждается водой с другой стороны клапана, таким образом происходит намораживание наплавляемого слоя, при этом клапан вращается для обеспечения равномерности нагрева. Таким образом наносят самофлюсующиеся сплавы ЭП616, ЭП616А, ЭП616Б, ЭП616В значительно дешевле кобальтовых стеллитов и имеют достаточную твердость и стойкость к коррозии. Растворимость основного металла в слое покрытия 20-30%.

Тарелка титанового клапана с покрытием нитрид хрома (CrN)

           
     
 
 


Пример с покрытием из нитрида титана, обеспечивает высокую твердость.

Противостоит отложению нагара и окислению.

 

 

 

enginepower.pro

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о