Regeneracja zaworów silników okrętowych metodą napawania plazmowego
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
W artykule przedstawiono zastosowanie procesu napawania plazmowego (PTA) do regeneracji zużytych przylgni zaworów wylotowych okrętowych silników Diesla. Zużyte zawory, po odpowiedniej selekcji, poddano obróbce skrawaniem w celu nadania odpowiedniego kształtu powierzchni przylgni, a następnie poddano procesowi napawania plazmowego z wykorzystaniem trzech rodzajów proszków na bazie kobaltu. Wybrane proszki charakteryzowały się wysoką zawartością chromu (ok. 30%), niską zawartością niklu (ok. 2%) oraz różnymi zawartościami wolframu (ok. 5÷9%). Napawanie zostało przeprowadzone automatycznie za pomocą urządzenia do napawania plazmowego proszkowego EUTRONIC GAP 200 firmy CASTOLIN. Po napawaniu zastosowano obróbkę skrawaniem w celu nadania wymaganej geometrii oraz gładkości powierzchni. Wykonano badania metalograficzne oraz pomiary mikrotwardości na powierzchni przylgni oraz na przekroju poprzecznym prostopadłym do powierzchni napoiny. Wytworzone warstwy wykazują budowę dendrytyczną, składającą się z roztworu stałego (zawierającego głównie kobalt, żelazo i nikiel) oraz eutek- tyki węglikowej (bogatej w wolfram, chrom i krzem). Warstwy wykonane z proszku o większej zawartości wolframu wykazały większą twardość na przekroju poprzecznym napoiny. Zastosowanie takiej metody regeneracji zaworów może wydłużyć czas ich eksploatacji.
Marine engine valves plasma hard-facing regeneration
Abstract
The paper examines the application of plasma transferred arc (PTA) hard-facing to regenerate the exhaust valve face used marine diesel engines. Worn jumper, after appropriate selection, were machined in order to give proper shape of face of wear surface and then PTA hard-facing using three types of cobalt-based powders. Selected powders were characterized by a high content of chromium (30%), a low content of nickel (about 2%) and different contents of tungsten (about 5÷9%). Welding was performed automatically using the Castolin EUTRONIC GAP 200. After hard-facing process, machining gives the desired geometry and surface quality. Study was carried out metallographic and microhardness measurements on the face of wear surface and the cross-section perpendicular to the surface of weld metal. A dendritic structure consisting of a solid solution (mainly with cobalt, iron and nickel) and the eutectic carbide (rich in tungsten, chromium and silicon) are observed in the layers. The layers are made of powder with a higher tungsten content show higher hardness on cross-section of weld metal. Using this method of valves regeneration can extend their life- time.
Downloads
Article Details
Creative Commons CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Welding Technology Review (WTR) articles are published open access under a CC BY licence (Creative Commons Attribution 4.0 International licence). The CC BY licence is the most open licence available and considered the industry 'gold standard' for open access; it is also preferred by many funders. This licence allows readers to copy and redistribute the material in any medium or format, and to alter, transform, or build upon the material, including for commercial use, providing the original author is credited.
References
DOliveira A. S.C., Vilav R., Feder C.G.: High temperature behaviour of plasma transferred arc and laser Co-based alloy coatings; Applied Surface Science 201, 2002.
D`Oliveira A.S.C., Da Silva P.S.C.P.: Microstructural features of consecutive layers of Stellite 6 deposited by laser cladding; Surface and Coatings Technology 153, 2002.
De Mol Van Otterloo J.L., De Hosson J.Th.M.: Microstructural features and mechanical properties of cobalt-based laser coating; Acta Materalia, v 45, 3/1997.
Yongqiang Yang: Microstructure and properties of laser- clad high temperature wear-resistant alloys; Applied Surface Science 140, 1999.
Jiang W. H., Guan H. R., Hu Z. Q., Developments of a heat treatment for a directionaly solidified cobalt-base superalloy, Metallurgical and Materials Transactions: A: Physical Metallurgy and Materials Science. Warrendale: Aug 1999. Vol. 30A, Iss. 8.
Sprawozdanie z pracy naukowo-badawczej pt.: Opracowanie warunków technologicznych napawania laserowego i plazmowego proszkami na osnowie kobaltu, przylgni grzybków
zaworów ze stali X40CrSiMo10-2 oraz wykonanie partii
próbnej zaworów GRANT KBN 015721 4TO8C 06224.
Hejwowski T., Wroński A.: Wytwarzanie powłok odpornych na zużycie, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin
Smith W.M.: Surface Materials Processing. Second Edition,
Backmann Verlag, Berlin-London-Paris-Warsaw, 2001.
Yang F.M., Sun X.S., Guan H.R., Hu Z.Q.: High-Temperature Low- Cycle Fatigue Behaviour of K40S Cobalt-Base Superalloy, Metallurgical and Materials Transactions, Apr.
, 34A.
DOliveira A.S.C.M., Paredes R.S.C., Santos R.L.C. Pulsed
current plasma transferred arc hardfacing, Journal of Materials Processing Technology 171, 2006, s. 167174.
d`Oliveira A.S.C., Vilar R., Feder C.G.: High temperature behaviour of plasma transferred arc and laser Co-based alloy
coatings, Applied Surface Science 201, 2002, s. 154-160.
Zhao R., Barber G.C., Wang Y.S., Larson J.E.: Wear mechanism analysis of engine exhaust valve seats with a laboratory simulaton, Tribology Transactions; Apr 1997; 40, 2;
ProQuest Science Journals, 2009.