Из чего сделан выпускной клапан: МАТЕРИАЛЫ,ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ – Зачем в клапаны мотора закачивают натрий — ответ эксерта — журнал За рулем

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.

Клапан — марка стали?

kalmuik

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

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

Serjant

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

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

kalmuik

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

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

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

GAU-8A

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

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

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

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

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

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

Сержант и anatoly +1000

chief

Впускной…. 500К … Ведь выстрелит в карбюратор! 😛

GAU-8A

Мне пох и Марьянко
Не хорошо говорите, об уважаемых в России людях, злобно, плохой вы человек.

HungryForester

chief
Впускной…. 500К … Ведь выстрелит в карбюратор! 😛
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

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

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

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

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

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

Убил! 😞

girez

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

girez
Есть здесь(ниже) фото инструмента Антанаса Чяснулиса из клапанов http://rezbaderevo.ru/topic.php?topic_id=435
Там целый склад чудес!
girez
старый кузнес хвалил выхлапной ГАЗика.
Всё-таки «выхлопной»…

Indi

Чертеж клапана — модератор держит паузу…

kalmuik

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.

инструкция по изготовлению своими руками

На чтение 6 мин. Просмотров 546 Опубликовано

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 клапанаНож из клапанаНож 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.

х40х40Сталь 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.

Нож из клапанной сталиНож из клапанной сталиСамодельный 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.

Спуск и закалка клинкаСпуск и закалка клинкаЗакалка 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.

Рукоять ножаРукоять ножаДеревянная 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.

Предыдущая

ИзготовлениеНож из полотна механической пилы

Следующая

ИзготовлениеКак сделать нож из косы своими руками

Клапан выпускной двигателя внутреннего сгорания, способ его изготовления и жаропрочный сплав для него

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в поршневых авиационных и автомобильных ДВС. Клапан выпускной ДВС содержит шток с наконечником, головку зонтичной формы с ребрами жесткости, которых не более восьми, каждое ребро имеет скос к горизонтальной поверхности не более 20°. Клапан изготовлен отливкой в вакууме по выплавляемым моделям в нагретые керамические формы с дальнейшей термообработкой в среде защитного газа при температуре 1200°С +20°С в течение не менее 4,5 часов, после чего осуществляют механическую обработку с последующим нанесением покрытия. Приведен состав сплава, используемого для изготовления клапана. Выпускной клапан такой конструкции, изготовленный данным способом и из предлагаемого сплава, высокотехнологичен, имеет незначительную трудоемкость, надежен в работе, обладает большой стойкостью к износу, имеет длительный срок службы и оптимальную массу. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в поршневых авиационных двигателях внутреннего сгорания.

Известен клапан впускной двигателя внутреннего сгорания, имеющий шток, головку грибковой формы и участок перехода между ними с ребрами жесткости (патент Японии №61-229908 МПК F01L 3/20, F02В 31/00). В этом прототипе клапаны впуска ребра жесткости развивают поверхность для испарения топливовоздушной смеси, уменьшая ее адгезию на головку клапана в процессе работы двигателя.

Для клапана выпускного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) ребра жесткости устраняют коробление его рабочей фаски, играют дополнительную теплоотводящую роль от нее и интенсифицируют принудительное вращение действия клапанных пружин, дополнительной реакцией выхлопных газов, способствуя более плотной посадке клапана в его седло и стиранию нагара с рабочей фаски, повышая надежность и срок службы клапана без прогара при оптимальной его массе.

Данная техническая задача решается с помощью клапана выпускного ДВС, имеющего шток с наконечником, головку зонтичной формы с ребрами жесткости в ее донной части, равномерно на ней расположенными до 8 ребер по окружности с подъемом гребня каждого ребра не более 20° по направлению к горизонтали.

На фиг.1 изображен клапан выпускной, на фиг.2 — его разрез А-А, на фиг.3 — схема литья выпускного клапана двигателя внутреннего сгорания в вакууме в нагретые керамические формы.

Клапан выпускной состоит из штока 1, головки 2 зонтичной формы с 4 ребрами жесткости 3 в ее донной части со стороны штока.

Для сохранения оптимальной массы клапана количество ребер жесткости достаточно не более 8 с подъемом (скосом) каждого до 20° к горизонтали. Под ролик толкателя клапана на конце штока, противоположном головке, расположен наконечник 4, выполненный из металла большей твердости, чем шток, для лучшей износостойкости этого торца штока. Головка 2 зонтичной формы имеет рабочую фаску 5, поверхность которой притирается к седлу клапана при сборке для обеспечения герметичности и мощности двигателя в работе.

Клапан выпускной ДВС — высокотеплонапряженная деталь двигателя, и именно приведенная конструкция, отличаясь простотой, стабильно обеспечивает не меньшую рабочую тепловую нагрузку, чем в клапане с внутренней теплоотводной полостью, заполняемой натрием для сбалансированности передачи тепла от грибка к штоку (стр.402-403 П.И.Орлов «Конструкция авиационных двигателей», Оборонгиз, 1940, т.2). Ребра жесткости увеличивают теплоотвод из зоны рабочей фаски 5 на шток 1 в процессе работы двигателя, что очень важно, и, кроме того, под воздействием турбулентного потока газов от сгорания топливовоздушной смеси приводят в более интенсивное вращение клапан, положительно дополняя воздействие клапанных пружин на его вращение, чем содействует более плотной и герметичной посадке в свое седло, стирая с рабочей фаски налипающие частицы нагара и исключая тем возникновение прогаров фаски, обеспечивая надежную герметичность посадки клапана в седло при работе двигателя на самых теплонапряженных режимах.

Известен способ изготовления клапана выпускного двигателя внутреннего сгорания, получаемого отливкой по выплавляемым моделям в нагретые керамические формы (патент Великобритании №2110299, МПК F01L 3/02 — прототип).

Недостатком данного способа является необходимость в стабилизирующей термообработке для сохранения высоких прочностных характеристик материала.

Технологической задачей данной разработки является упрощение технологии изготовления клапана с повышением его технологичности, снижение трудоемкости и сокращение необходимой точности размеров с высоким качеством прочностных характеристик материала для надежной работы столь ответственной и высоконагруженной детали двигателя.

Способ изготовления клапана выпускного двигателя внутреннего сгорания, включающий отливку клапана по выплавляемым моделям в нагретые керамические формы без механической обработки оребренной части головки и с припуском до 1-2 мм на остальных поверхностях. После отливки осуществляется стабилизирующая термообработка в среде защитного газа при температуре 1200+20°С в течение не менее 4,5 часов с последующей механической обработкой и нанесением нитридтитанового покрытия, что обеспечивает получение плотной, гомогенно-равноосной и стабильной структуры металла клапана с плотностью 8,9 г/см3 с высоким уровнем прочностных характеристик и точности размеров при рабочих температурах. На фиг.3 изображена схема литья клапана выпускного двигателя внутреннего сгорания в вакууме в нагретые керамические формы. Равноосная плотная макроструктура литого выпускного клапана обеспечивает высокие характеристики его механических свойств, приведенные в таблице 1.

После термообработки и предварительной чистовой проточки фаски и штока к торцу стержня клапана приваривается наконечник из высокохромистой стали, затем торец стержня подрезается, шлифуется и подвергается поверхностной закалке и отпуску на высокую твердость HRC≥50. Затем следуют операции шлифовки, полирования и суперфиниширования штока и головки клапана до окончательных размеров и покрытие нитридом титана. После покрытия нитридом титана шток повторно суперфинишируют, а рабочую фаску каждого клапана притирают к своему седлу в цилиндре при сборке.

Известен литейный жаропрочный сплав на основе никеля, содержащий углерод, хром, титан, алюминий, кобальт, ниобий, вольфрам, молибден, железо, лантан, гафний, бор, церий и иттрий, дополнительно содержит тантал и рений при следующем соотношении 16 легирующих элементов, мас.%:

углерод0,12-0,18
хром4,3-5,6
титан0,9-1,3
алюминий5,65-6,25
кобальт8,0-10,0
ниобий4,0-4,8
вольфрам10,9-12,5
молибден2,5-3,5
железо0,1-1,0
лантан0,005-0,015
гафний0,01-0,1
бор0,005-0,015
церий0,005-0,025
иттрий0,005-0,025
тантал0,15-0,35
рений0,15-0,35
никельостальное (≥60%)

(пат. №2081930, С22С 19/05 — аналог)

К недостатку этого многокомпактного сплава относится малая стойкость к истиранию и износу при температурах более 900°С, несмотря на обилие легирующих элементов.

Наиболее близким аналогом является (патент США №3497349, МПК С22С 19/05) жаропрочный сплав для клапана выпускного ДВС (на основе никеля), содержащий никель, углерод, хром, молибден, железо, вольфрам, бор, ниобий, кремний, марганец при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углероддо 0,1
хром15-30
ниобий4,0-8,5
кремнийдо 1
марганецдо 1
молибденне более 2
железодо 10
вольфрамне более 5
бордо 0,1
никельостальное

К недостатку вышеуказанного сплава относится наличие ниобия, примесей кремния и марганца, что не гарантирует от образования окислов даже в вакууме, не способствует образованию упрочняющей интерметаллидной фазы, не позволяет получить сплав с плотной мелкозернистой структурой.

Технической задачей данного изобретения является повышение стойкости сплава к износу рабочей фаски выпускного клапана ДВС при температурах более 900°С и получение сплава с плотной мелкозернистой структурой.

Для решения поставленной задачи используется жаропрочный сплав интерметаллидного упрочнения, без аллотропических превращений в плотной равноосной структуре, стабилизированной после литья в вакууме термообработкой до 1200°С+20°С, сравнительно простого химического состава, содержащий никель, углерод, хром, молибден железо, вольфрам, бор. Данный сплав содержит дополнительно алюминий, титан, цирконий и церий, что влияет на процесс кристаллизации и на образование упрочняющей интерметаллидной фазы при стабилизирующей термообработке и следующем соотношении всех составляющих в сплаве, мас.%:

никель не менее 66
углерод 0,17±0,05
хром16±2
вольфрам 5,5±0,5
молибден 4±0,5
железо не более 5
бор 0,2±0,005
алюминий 2±0,25
титан 2±0,25
цирконий 0,1±0,025
церий 0,01±0,005

Таким образом, выпускной клапан ДВС такой конструкции, изготовленный из данного сплава и таким способом, высокотехнологичен, имеет небольшую трудоемкость, надежен в работе, позволяет получить плотную мелкозернистую структуру, обладает большой стойкостью к износу, имеет длительный срок службы, оптимальную массу. Взаимозаменяемость литых и кованых клапанов при эксплуатации и ремонте двигателей сохраняется.

1. Клапан выпускной двигателя внутреннего сгорания, содержащий шток с наконечником, головку зонтичной формы с ребрами жесткости в ее донной части, отличающийся тем, что ребер жесткости не более 8, причем каждое ребро имеет скос к горизонтальной поверхности не более 20°.

2. Способ изготовления клапана выпускного двигателя внутреннего сгорания, включающий отливку клапана по выплавляемым моделям в нагретые керамические формы, отличающийся тем, что после отливки осуществляют стабилизирующую термообработку в среде защитного газа при температуре 1200°С+20°С в течение не менее 4,5 ч, механическую обработку и нанесение покрытия.

3. Жаропрочный сплав для клапана выпускного двигателя внутреннего сгорания, содержащий никель, углерод, хром, молибден, железо, вольфрам, бор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий, титан, цирконий и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Никельне менее 66
Углерод0,17±0,05
Хром16±2
Алюминий2±0,25
Титан2±0,25
Вольфрам5,5±0,5
Молибден4±0,5
Железоне более 5
Бор0,2±0,005
Церий0,01±0,005
Цирконий0,1±0,025

Как сделать нож из клапана тепловоза своими руками

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.

Нож из клапанаНож из клапана Нож из клапана

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 Х40Характеристики стали Х40

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 клапанаНож для рыбалки из клапана

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.
Ковка ножаКовка ножа

Ковка ножа

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.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о