Состав порошковых материалов для изготовления поршневых колец двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к составам порошковых материалов для изготовления поршневых колец двигателей внутреннего сгорания. Порошковый материал на основе железа для поршневых колец двигателя внутреннего сгорания содержит, масс.%: углерод от 0,3 до менее 0,4, марганец от более 6,0 до 13,0, никель 3,0-5,0, железо - остальное. Материал характеризуется высокой износостойкостью.

 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления поршневых колец двигателей внутреннего сгорания и широко использоваться в машиностроении.

В настоящее время материалы, из которых изготавливаются поршневые кольца, имеют существенные недостатки:

а) при эксплуатации двигателя тепловая нагрузка на поршневые кольца очень велика, что вызывает механические сотрясения колец, изготовленных из чугуна, вызывая изменения размера замка и пропорциональное снижение упругости, вызываемое износом кольца по рабочей поверхности, тогда радиальное давление, пропорциональное кубу толщины кольца, с уменьшением последней чрезвычайно быстро снижается. Так, например, уменьшение радиальной толщины кольца с 3 до 2,9 мм уже дает снижение упругости на 10%. В большинстве случаев сохранение упругости поршневых колец, определяющее надежность двигателя, имеет гораздо большее значение, чем их поведение при износе, и является существенным недостатком поршневых колец из чугуна;

б) хромированные кольца имеют недостатки, так как они являются очень твердыми, конструкторы двигателей должны использовать точные технологии обработки отверстий цилиндров, чтобы добиться оптимальной работы, и вызывают ускоренный износ гильз цилиндра и лицевой поверхности самих колец;

в) поршневые кольца, сделанные только из нержавеющей стали, являются усовершенствованием хромированных чугунных колец. По сути нержавеющая сталь является материалом, в который входит большое количество хрома. И нет ничего особенного в том, что кольца имеют свойства, аналогичные свойствам хромированных колец, и имеют такие же недостатки, как хромированные кольца;

г) при попытках увеличения срока службы колец и обеспечения быстрой их приработки были созданы молибденовые кольца. Такие кольца является обычно кольцами с основой из чугуна с молибденовым покрытием на своей поверхности. Молибден имеет многие противоизносные свойства хрома, а в некоторых случаях он может иметь даже большую сопротивляемость износу [1]. С течением времени молибденовые кольца стали, вероятно, основными в форсированных двигателях, так как они долговечные, относительно легко прирабатываются и более надежные. Используемые вышеперечисленные материалы не технологичны, основная их масса при изготовлении поршневых колец уходит в стружку.

Анализ способов получения и составов спеченных материалов на основе железа показывает, что является целесообразным изготовление поршневых колец для двигателей внутреннего сгорания из порошковых сталей с добавкой легирующих элементов аустенитного класса: марганец от более 6,0 до 13,0%; углерод от 0,3 до менее 0,4%; никель 3,0-5,0%; железо - остальное. Рассмотрим влияние легирующих элементов на структуру и свойства поршневых колец из порошковых материалов на основе железа.

Влияние углерода: углерод является одним из основных элементов, присутствующих в материалах на основе железа для изготовления поршневых колец из порошковых материалов. Углерод расширяет область существования твердых растворов на основе железа и способствует закаливанию комплекснолегированных высокохромистых сталей [2].

Влияние марганца: марганец уменьшает вредное влияние кислорода и серы, при дальнейшем повышении его содержания сталь становится вязкой аустенитного класса.

Влияние никеля: никель является одним из важнейших легирующих элементов, присутствующих почти во всех инструментальных материалах. Благодаря образованию карбидов, никель оказывает положительное влияние на упругость и способствует повышению износостойкости.

Указанные выше легирующие элементы расширяют Y - область диаграммы состояния Fe-C. Порошковые материалы становятся аустенитного класса и обладают вязкостью, поверхностно упрочнение происходит во время прессования и в процессе эксплуатации под действием деформации.

Литература

1. Гессингер Г.Х. Порошковая металлургия жаропрочных сплавов / Г.Х. Гессингер; пер. с англ. - Челябинск: Металлургия; Челябинское отделение, 1988. - 320 с.

2. Материаловедение и технология металлов: учебник / Г.П. Фетисов [и др]. - М.: Высшая школа, 2002. - 638 с.

Порошковый материал на основе железа для поршневых колец двигателя внутреннего сгорания, содержащий углерод, марганец, никель и железо, отличающийся тем, что он содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %:

углерод от 0,3 до менее 0,4
марганец от более 6,0 до 13,0
никель 3,0-5,0
железо остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным инварным сплавам. Заявлен высокопрочный инварный сплав, содержащий, мас.%: никель от 25,0 до менее 38,0, кобальт 0,5÷20,0, углерод 0,05÷1,2, титан 0,05÷4,0, молибден 0,02÷6,0, ванадий 0,01÷4,0, ниобий 0,02÷5,0, вольфрам 0,02÷5,0, цирконий 0,01÷2,0, железо - остальное.

Изобретение относится к металлургии. Гальванизированный горячим погружением стальной лист содержит в мас.%: С 0,10-0,4, Si 0,01-0,5, Mn 1,0-3,0, О 0,006 или менее, Р 0,04 или менее, S 0,01 или менее, Al 0,1-3,0, N 0,01 или менее, Fe и неизбежные загрязняющие примеси - остальное.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к железо-хром-алюминиевому сплаву с высокой коррозионной стойкостью, низкой скоростью испарения хрома и высокой жаропрочностью, получаемому пирометаллургическим способом.

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для автоматической сварки реакторных сталей при изготовлении изделий в энергетическом машиностроении.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении быстрорежущей стали из отходов изношенного режущего инструмента. В способе осуществляют расплавление отходов в индукционной тигельной печи с последующим проведением химанализа полученного расплава и введением в расплав недостающих легирующих элементов в виде соединений вольфрама, и/или ванадия, и/или молибдена, и/или кобальта, и/или хрома для обеспечения марочного состава стали.

Изобретение относится к получению высокоплотного фрикционного порошкового фосфорсодержащего материала на основе железа, который может быть использован для изготовления тяжелонагруженных конструкционных деталей фрикционного назначения, испытывающих динамические и истирающие нагрузки.

Изобретение относится к области металлургии, к технологии производства холоднокатаного проката повышенной прочности из низколегированной стали с высокими показателями пластичности и может быть использовано для изготовления деталей, применяемых в автомобилестроении.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к технологии производства холоднокатаного проката повышенной прочности из низколегированной стали с высокими показателями пластичности, и может быть использовано для изготовления деталей, применяемых в автомобилестроении.

Изобретение относится к листу из электротехнической стали. Лист получен из стали, содержащей в мас.%: С 0,007 или менее, Si 4 - 10 и Mn 0,005 - 1,0, остальное Fe и случайные примеси, при этом лист имеет толщину от 0,01 мм или более до 0,10 мм или менее и профиль шероховатости Ра 1,0 мкм или менее.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения хороших свариваемости стального листа, свойства при изгибе, способности к отбортовке и предела прочности TS 1180 МПа или выше, повышения относительного удлинения получают стальной лист, который имеет определенный химический состав и микроструктуру, включающую в объемных долях: ферритную фазу от 40% до 60%, бейнитную фазу от 10% до 30%, отпущенную мартенситную фазу от 20% до 40% и остаточную аустенитную фазу от 5% до 20%, при этом удовлетворяет условию, согласно которому доля отпущенной мартенситной фазы, имеющей длину основной оси ≤5 мкм, к общей объемной доле отпущенной мартенситной фазы составляет от 80% до 100%.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Порошок засыпают в пресс-форму, разравнивают и проводят прессование в вертикальном направлении параллельно сторонам изделия.
Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ включает механическое легирование шихты на основе алюминия углеродом в высокоэнергетической мельнице, формование заготовки и ее последующую горячую обработку давлением.

Изобретение может быть использовано при изготовлении композиционного оксидно-металлического инертного кислородвыделяющего анода для электролитического получения металлов, в частности, алюминия.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению корпуса бурового инструмента. Порошковую смесь, содержащую твердые частицы, частицы металлической матрицы и органический материал, инжектируют в полость пресс-формы, уплотняют порошковую смесь для формования неспеченного корпуса и спекают до заданной конечной плотности для формирования, по меньшей мере, части корпуса бурового инструмента.

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к изготовлению сектора газотурбинного двигателя. Способ изготовления сектора колеса газотурбинного двигателя (11), содержащего лопатки (9), установленные в полках (7, 8) лопаток включает изготовление лопаток (9) отдельно от полок (7, 8) лопаток; приготовление смеси металлического порошка с термопластическим связующим материалом; впрыскивание смеси в литейную форму для получения заготовок полок (7, 8) лопаток; удаление связующего материала из заготовок полок (7, 8) лопаток; соединение лопаток (9) с заготовками полок (7, 8) лопаток путем установки лопаток (9) между внутренней (8) и внешней (7) полками лопаток.

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при производстве цилиндрических поковок заданной плотности штамповкой скомпактированных спеченных заготовок, полученных из металлических порошков.

Изобретение относится к области изготовления заготовок из композиционных углерод-углеродных материалов и предназначено для изготовления фрикционных элементов тормозных дисков для авиационной техники и наземного транспорта.

Изобретение относится к электроду для поверхностной обработки с получением износостойкой пленки за счет энергии электрического разряда и к способу изготовления упомянутого электрода.
Изобретение относится к средствам управления положением стрелочного перевода железнодорожного, трамвайного пути, в частности к стрелочной гарнитуре. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к текстурированному листу из электротехнической стали, который может быть использован в качестве сердечника трансформатора. Текстурированный лист из электротехнической стали с низкими шумовыми характеристиками содержит линейные области напряжений, располагаемые с интервалом в направлении прокатки стального листа. Линейные области напряжений продолжаются под углом 30° или менее к направлению, ортогональному направлению прокатки стального листа. Потери в железе W17/50 составляют 0,720 Вт/кг или менее, магнитная индукция B8 составляет 1,930 Тл или более. Объем, занимаемый замыкающими доменами в деформированном участке, составляет от 1,00% или более до 3,00% или менее от общего объема, занимаемого магнитными доменами в стальном листе. Снижается уровень шума, создаваемого стальным сердечником трансформатора, изготовленным из наложенных друг на друга текстурированных листов электротехнической стали, в которых благодаря обработке по измельчению магнитных доменов уменьшены потери в железе. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 2 пр.
Наверх