Regeneracja zaworów silników okrętowych metodą napawania plazmowego

• Autorzy: Smoleńska H. , Kończewicz W. , Łabanowski J.

Warianty tytułu

EN

Marine engine valves plasma hard-facing regeneration

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

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 CASTOLlN. 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 eutektyki 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.

EN

The paper examines the application of plasma transfer 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 lifetime.

Słowa kluczowe

PL

napawanie plazmowe; regeneracja; zawór silnikowy; silnik okrętowy

EN

plasma hard-facing; regeneration; engine valve; marine engine

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Spawalnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 83, nr 9
• Strony: 73--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il.

Twórcy

autor

Smoleńska H.

autor

Kończewicz W.

autor

Łabanowski J.

• Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] D'Oliveira 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.
• [2] 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.
• [3] 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.
• [4] Yongqiang Yang: Microstructure and properties of laser-clad high temperature wear-resistant alloys; Applied Surface Science 140, 1999.
• [5] 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.
• [6] 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.
• [7] Hejwowski T., Wroński A.: Wytwarzanie powłok odpornych na zużycie, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2000.
• [8] Smith W.M.: Surface Materials Processing, Second Edition, Backmann Verlag, Berlin-London-Paris-Warsaw, 2001.
• [9] Yang P.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. 2003, 34A.
• [10] D'Oliveira 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. 167-174.
• [11] 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.
• [12] Zhao R., Barber G.G., 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.