Fabricarea si reconditionarea supapelor

1. Conditii tehnice, material, semifabricate

Conditiitehnice. La executia supapelor se impugn conditii riguroase privind pozitia relativa a

suprafetelor taleruluisi a cozii supapei in raport cu tija precum si asupra rectilinitatii tijei.

Principalele conditii tehnice se arata in figura1.

Materiale. Datorita conditiilor de lucru pentru supape se utilizeaza oteluri special termorezistente

si anticorosive la care cromul este elemental principal de aliere pentru rezistenta sa ridicata la

oxidare si coroziune.

In cazul supapelor de admisie unde conditiile de lucru sunt mai putin severe se utilizeaza oteluri

martensitice Cr sau Cr – Ni obisnuite ( de exemplu 40 C 10 X, 41 CN 12 X, STAS 791 – 79). O

buna utilizare o au otelurile Cr-Si, denumite si locrom (3,75% Si si 9% Cr).

Pentru supapele de evacuare se foloses cotelui Cr-Ni austenitice (12…15% Cr, 12…15% Ni, 2…

3,5% W) care au bune proprietati anticorrosive si de rezistenta mecanica la temperaturi ridicate.

In tabelul…se dau caracteristicile unor materiale pentru supape.

Fig 1. Desenul de executie a unei supape.

Pentru a mari rezistenta la uzura a fatetei cat si a capatului tijei supapei, in unele cazuri, acestea

se acopera cu un strat de material dur din categoria stelit, eatonit, nicrom cu continut ridicat de

Cr, Ni, Co, W (tab. 1) pe grosimea de 1,5….2,5 mm.

In vederea imbunatatirii calitatilor de alunecare a supapelor din oteluri austenitice cat si pentru

evitarea tendintei spre gripare tija supapei se cromeaza cu un strat in grosime de 10…20 µm.

Pentru ridicarea rezistentei la coroziune, rezultate satisfacatoare s-au obtinut prin aluminizarea

suprafetelor expuse.

Semifabricate.La executia supapelor semifabricatelor se obtin prin deformare plastica,

electrorefulare, urmata de matritarea de precizie si extrudare, asigurandu-se fibrajul necesar

pentru obtinerea unei inalte stabilitati dimensionale.

Tabelul 1

Caracteristicile unor oteluri pentru supape

Materialul 40C 10X 34MoCN15XOtel

special pt. supape SR

211

Otel Cr.Si X45CrSi9

X85CrMoV182 Cr-Ni austenitie

Compozitia chimica %CSiMnCrNiMoVW

0,36-0,440,17-0,370,50-0,800,80-1,10

----

0,30-0,380,17-0,370,40-0,701,40-1,701,40-1,700,15-0,30

--

0,85-1,02,75-3,5

0,717-191,5-2,5

-0,3-0,6

-

0,483,100,459,00

----

0,85-

1,2517,50

-2,360,50

-

0,452,501,2018,009,00

--

1,00Caracteristici mecanice

Rez. la tractiune σr

[N/mm2]Limita de curgere σr [N/mm2]Alungirea la rupere, ε [%]Limita de curgere, σe [N/mm2]Limita de curgere, σre

[N/mm2] :500°C600°C700°C800°C

Duritatea HRC :Capatul tijei pe scaun canelura

10508509

----

---

110090011

----

---

1020-1180-

15

---

11

48-54--

900-105075012

460240100

-

554271

1000-120090010

500280120

-

504271

80045035

300280200

-

Nu poate fi calit

Proprietati fizice

Densitatea [kg/m2]Conductivitate termica [W/mK]Coefficient mediu de dilatare [l/K]

--

-

--

-

--

-

760021,0

13 · 10-6

780021,0

12 · 10-6

800014,7

18,5 · 10-6

Domeniu de utilizareSupape de edmisie pentru m.a.s.

Supape de admisie si evacuare m.a.s. si m.a.c.

Supape de admisie si evacuare m.a.s. si m.a.c.

Supape de admisie si evacuare solicitari mici m.a.s. si m.a.c.

Supape de admisie si evacuare solicitari medii m.a.c. si m.a.s.

Supape de edmisie si evacuare solicitari mari m.a.c.

Tabelul 2

Materiale pentru acoperiri dure la supapa si scaune de supapa

Materialul StelitSR-211

Stelit 6P 65

Stelit FP 37

Eatonite Nicrom H 50

Compozitia chimica %CSi

MnCrNiCoWFe

2--

273416174

1,252,00

-27-

654,5rest

1,751,20

-25223712

1,5 max

2,41,0-

253915108

0,20,30,820

Rest--

1,0

2,601,750,727,0

---

rest

Duritatea HRC

40-45 40 40 - - 50 min

Densitatea [g/cm2]

- 8,4 8,5 - - 7,6

Coefficient mediu de

dilatare [l/K]

- 15 · 10-6 14,5 · 10-6 - - 13,5 · 10-6

2. Tehnologia de prelucrare mecanica

2.1 Aspecte particulare si etapele principale ale procesului tehnologic. Forma constructive,

precum si caracterul productiei de series au in masa, face posibila automatizarea procesului de

prelucrare mecanica, tehnologiile modern prevad obtinerea unor semifabricate foarte precise, cu

adaosuri mici, astfel cauzinarea sa se poate face numai prin rectificare.

Conditia principal ce trebuie indeplinita la prelucrarea supapei este realizarea unei concentricitati

cat mai perfecte a conului de asezare al capului supapei cu portiunea de ghidare a tijei. In cazul

general supapele se prelucreaza prin strunjire si rectificare.Cand se obtin semifabricate precise,

prelucrarea supapelor se dace numai prin rectificare.

Etapele principale de prelucrare mecanica depind de procesul tehnologic adoptat.

In cazul prelucrarii prin strunjire si rectificare se executa urmatoarele grupe de operatii :operatii

de profiliare a supapei; tratament termic; operatii de finisare; operatii de control. Profilarea

supapei se executa prin strunjire, cu cutite a care grosimea sigura forma canalelor pentru

sigurante, precum si a portiunii de racordare dintre capul supapei si tija.Dupa obtinerea profilului

supapei in stare semifinita se aplica tratamentul termic de durificare a suprafetei capului tijei prin

curenti de inductie.Operatiile de finisare se executa prin rectificare.

Unele procese tehnologice, cuprind si operatia de roluire a tijei in vederea obtinerii unei

suparafete de inalta calitate.

Cand supapele sunt prevazute cu acoperiri din material dure pe capul tijei si pe suprafata conica,

in procesul tehnologic sunt suprinse si operatiile de aplicarea a acestor materiale.

2.2 Prelucrarea supapelor pe linie tehnologica automata.

Caracterul de masa a productiei supapelor, precum si geometrialor, permit automatizarea

procesului tehnologic de fabricatie. In figura 1 si tabelul 2 se arata organizarea fluxului

tehnologic pentru prelucrarea automata a supapelor.