專(zhuān)利名稱(chēng)：修補(bǔ)部件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種修補(bǔ)磨損部件的方法。
背景技術(shù)：
例如，在作為內(nèi)燃機(jī)的柴油機(jī)的中，如圖4所示，通過(guò)緊固夾緊螺栓104將由鑄鐵 制成的曲軸箱101和由鑄鐵制成的氣缸蓋102彼此固定，墊圈103夾在曲軸箱101和氣缸 蓋102之間，該墊圈103由碳鋼(例如SS400等效鋼、SPCC(JIS G3141)或類(lèi)似物)制成。 請(qǐng)注意，圖4中的參考數(shù)字105表示襯套。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)平5-302674專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)平7-197850專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)平10-299568專(zhuān)利文獻(xiàn)4 日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)JP2004-25691
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題在這樣的柴油機(jī)中，如果夾緊螺栓104在使用時(shí)稍微變松，那么曲軸箱101和氣缸 蓋102就會(huì)摩擦墊圈103，使得曲軸箱101和氣缸蓋102的與墊圈103相接觸的端面磨損。 這在曲軸箱101和氣缸蓋102之間造成間隙。如果曲軸箱101和氣缸蓋102如上所述磨損，那么就要拋棄曲軸箱101和氣缸蓋 102而用新的更換。這樣的更換不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)而且導(dǎo)致成本高。這樣的問(wèn)題不限于上面所述的柴油機(jī)的曲軸箱101和氣缸蓋102，還會(huì)類(lèi)似地在 任何由金屬材料制成的部件中產(chǎn)生。在此情形下，本發(fā)明的目的是提供一種修補(bǔ)部件的方法，該方法使金屬材料制成 的磨損部件能夠再使用。解決問(wèn)題的手段根據(jù)本發(fā)明的第一方面用于解決上述問(wèn)題的一種修補(bǔ)部件的方法是修補(bǔ)由金屬 材料制成的磨損部件的方法，其特征在于包括通過(guò)將鎳鋁合金熱噴涂到部件的磨損部分 上而形成結(jié)合層；然后，通過(guò)將不銹鋼熱噴涂到結(jié)合層上而形成增加層。鑒于本發(fā)明的第一方面，根據(jù)本發(fā)明的第二方面的修補(bǔ)部件的方法的特征在于 所述部件由鑄鐵制成。鑒于本發(fā)明的第一方面或第二方面，根據(jù)本發(fā)明的第三方面的修補(bǔ)部件的方法的 特征在于所述不銹鋼是鉻不銹鋼。鑒于本發(fā)明的第一方面至第三方面中任一方面，根據(jù)本發(fā)明的第四方面的修補(bǔ)部 件的方法的特征在于所述結(jié)合層的厚度為0. Imm至3mm。鑒于本發(fā)明的第一方面至第四方面中任一方面，根據(jù)本發(fā)明的第五方面的修補(bǔ)部 件的方法的特征在于所述熱噴涂用電弧絲極噴涂方法進(jìn)行。
鑒于本發(fā)明的第一方面至第五方面中任一方面，根據(jù)本發(fā)明的第六方面的修補(bǔ)部 件的方法的特征在于所述部件是形成內(nèi)燃機(jī)的部件。


圖1說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的修補(bǔ)部件的方法的主要實(shí)施例中的修補(bǔ)過(guò)程。圖2示出在根據(jù)本發(fā)明的修補(bǔ)部件的方法的主要實(shí)施例中使用的電弧絲極焊接 裝置的主要部分的示意性結(jié)構(gòu)圖。圖3示出檢查試驗(yàn)的結(jié)果的圖，用于驗(yàn)證根據(jù)本發(fā)明的修補(bǔ)部件的方法的效果。圖4示出柴油機(jī)的曲軸箱和氣缸蓋之間選取的抵接部分的放大橫截面圖。
具體實(shí)施例方式下面基于附圖描述根據(jù)本發(fā)明的修補(bǔ)部件的方法的實(shí)施例。不過(guò)，本發(fā)明不限于 下述的基于附圖的僅有的實(shí)施例。主要實(shí)施例下面基于圖1和2描述根據(jù)本發(fā)明的修補(bǔ)部件的方法的主要實(shí)施例。圖1說(shuō)明修 補(bǔ)部件的方法的修補(bǔ)過(guò)程。圖2示出電弧絲極焊接裝置的主要部分的示意性結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)本發(fā)明的修補(bǔ)部件的方法是修補(bǔ)由金屬材料鑄鐵制成并已磨損的部件10，如 圖1所示(參見(jiàn)圖1A)。在該方法中，利用電弧絲極噴涂方法將鎳鋁合金熱噴涂到部件10 的磨損部分上，以形成結(jié)合層11(參見(jiàn)圖1B)。隨后，利用電弧絲極噴涂方法將鉻不銹鋼熱 噴涂到結(jié)合層11上，以形成增加層12 (參見(jiàn)圖1C)。圖2示出了電弧絲極噴涂方法的實(shí)施。具體地說(shuō)，利用兩對(duì)送絲輪2，把由將被熱 噴涂的材料制成的一對(duì)絲1分別從一對(duì)導(dǎo)絲嘴3的基端輸送到前端，進(jìn)而一對(duì)絲1相互接 觸。同時(shí)，在該對(duì)導(dǎo)絲嘴3之間施加直流電壓。由此，在相互接觸的絲1的前端產(chǎn)生電弧， 絲1的前端熔化。利用從空氣噴嘴4噴射的壓縮空氣5使絲1的熔化材料熱噴涂到熱噴涂 主體6上，從而形成熱噴涂層7。部件10具有在其上形成的增加層12，結(jié)合層11夾在增加層12和部件10之間，在 該部件10上，利用這樣的電弧極性噴涂方法，增加層12能夠牢固、緊密地附著在結(jié)合層11 上。因此，能夠可靠地防止增加層12的剝離。由此，假定這樣一種情況對(duì)例如如背景技術(shù)所述的情況下的磨損部分進(jìn)行如上 所述的修補(bǔ)，其中，在作為內(nèi)燃機(jī)的柴油機(jī)中，曲軸箱101 (由鑄鐵制成)和氣缸蓋102(由 鑄鐵制成)的一部分因與墊圈103(由碳鋼制成(例如，由SS400等效鋼、SPCCCJIS G3141) 或類(lèi)似物制成))摩擦而磨損。在此情況下，在再使用所述曲軸箱101和氣缸蓋102的柴油 機(jī)中，即使因柴油機(jī)的工作而形成的載荷被施加到增加層12上，也不會(huì)發(fā)生增加層12的剝 離，從而能夠安全地使用該柴油機(jī)。因此，利用根據(jù)本發(fā)明的修補(bǔ)部件的方法，磨損的部件10能夠得到再使用。另外，假定這樣一種情況在再使用已經(jīng)過(guò)上述修補(bǔ)的曲軸箱101和氣缸蓋102 的柴油機(jī)中，如背景技術(shù)中描述的那樣，因?yàn)閵A緊螺栓104在使用時(shí)稍微變松，所以曲軸箱 101和氣缸蓋102又與墊圈103摩擦。在此情況下，由于增加層12比墊圈103堅(jiān)硬，因而增 加層12不會(huì)磨損，而是墊圈103磨損。
因此，即使在曲軸箱101和氣缸蓋102之間又產(chǎn)生間隙，曲軸箱101和氣缸蓋102 也不需要修補(bǔ)，需要做的僅僅是用新件更換低價(jià)值的墊圈103。因而，對(duì)于經(jīng)過(guò)了上述修補(bǔ) 的柴油機(jī)，可以顯著減少修補(bǔ)的勞動(dòng)和成本。而且，增加層12的厚度能夠根據(jù)需要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。不過(guò)，該厚度優(yōu)選地設(shè)定在 0. Imm至3mm的范圍內(nèi)。這是因?yàn)樾∮?. Imm的厚度太薄，可能會(huì)曝露出結(jié)合層11，而大于 3mm的厚度可能造成橫穿裂紋(transverse crack)，進(jìn)而惡化粘附。另外，雖然不用特別限定，但結(jié)合層11優(yōu)選地設(shè)定為大約0. Imm0這是因?yàn)轱@著小 于0. Imm的厚度可能造成部件10的基體材料會(huì)曝露，由此抑制了結(jié)合層11行使它的功能， 而顯著大于0. Imm的厚度會(huì)導(dǎo)致結(jié)合層11的材料浪費(fèi)。其它實(shí)施例在上述實(shí)施例中，描述中已經(jīng)給定熱噴涂鉻不銹鋼以形成增加層12，從而使部件 10得到修補(bǔ)。然而，本發(fā)明并不局限于此。作為另一實(shí)施例，例如，可熱噴涂諸如鉻鎳不銹 鋼的另一種不銹鋼以形成增加層，從而可使部件得到修補(bǔ)。另外，在上述實(shí)施例中，描述中已經(jīng)給定需要修補(bǔ)的是柴油機(jī)中磨損的曲軸箱101 和氣缸蓋102。然而，本發(fā)明并不局限于此。作為另一實(shí)施例，在部件例如為在如汽油機(jī)這 樣的另一種內(nèi)燃機(jī)中磨損的曲軸箱和氣缸蓋的情況下，很明顯可以獲得與上述實(shí)施例一樣 的操作和效果。而且，只要是金屬材料制成的磨損部件需要修補(bǔ)的情況，本發(fā)明就能夠與上 述實(shí)施例相同的方式應(yīng)用到該情況下。尤其是，在需要修補(bǔ)的是鑄鐵制成的磨損部件的情 況下，可以以顯著水平獲得與上述實(shí)施例的情況下相同的操作和效果。因此，其是非常優(yōu)選 的。示例試樣的制備利用電弧絲極噴涂方法將鎳鋁合金熱噴涂到由鑄鐵(FC250)制成的基體金屬上 以形成結(jié)合層(厚度0. 1mm)。隨后，利用電弧絲極噴涂方法熱噴涂鉻不銹鋼(SUS 410)以 形成增加層(厚度0.1mm至6mm)。由此，制成了具有不同厚度的增加層的不同試樣。請(qǐng)注 意，根據(jù)增加層的厚度，基體材料的尺寸適當(dāng)?shù)馗淖儭８唧w地說(shuō)，例如，當(dāng)增加層的厚度為
0.Imm時(shí)，使用厚度為1. 4mm、長(zhǎng)度為40mm、寬度為3mm的基體材料。當(dāng)增加層的厚度為3mm 時(shí)，使用厚度為4mm、長(zhǎng)度為100mm、寬度為15mm的基體材料。當(dāng)增加層的厚度為6mm時(shí)，使 用厚度為16mm、長(zhǎng)度為150mm、寬度為50mm的基體材料。試驗(yàn)方法應(yīng)變計(jì)設(shè)置在試樣的增加層上。試樣的在增加層側(cè)的兩端被固定后，逐漸將載荷 施加在試樣的在基體材料側(cè)的中心部分上(三點(diǎn)彎曲試驗(yàn))。然后，通過(guò)觀察試樣的橫截 面微觀結(jié)構(gòu)而確定橫穿裂紋的前端位置，并且計(jì)算出在前端位置的表面應(yīng)變(剝離極限應(yīng) 變)，從而發(fā)現(xiàn)當(dāng)增加層中出現(xiàn)橫穿裂紋時(shí)的應(yīng)變分布。請(qǐng)注意，應(yīng)變測(cè)量的極限設(shè)定為
1.2% (因?yàn)榈扔诨虼笥谠撝档膽?yīng)變會(huì)在基體材料中引起裂紋，因而不應(yīng)加以考慮)。試驗(yàn)結(jié)果圖3示出由上述試驗(yàn)方法獲得的剝離極限應(yīng)變與增加層厚度之間的關(guān)系。從圖3可清楚看到，當(dāng)增加層的厚度為3mm或更小時(shí)，即使1. 2%的應(yīng)變也不會(huì)引 起增加層中的橫穿裂紋。然而，當(dāng)增加層的厚度大于3mm時(shí)，觀察到的趨勢(shì)是剝離極限應(yīng)變逐漸減小，并且小于1.2%。因此，可以確定，當(dāng)增加層的厚度為3mm或更小時(shí)，增加層能夠牢固、緊密地附著 在基體材料上，增加層與基體材料的剝離能夠被可靠地避免。工業(yè)應(yīng)用性根據(jù)本發(fā)明的修補(bǔ)部件的方法使磨損部件得到再使用，因而能夠極有益地應(yīng)用于 各種行業(yè)。
權(quán)利要求
一種修補(bǔ)部件的方法，該方法是修補(bǔ)由金屬材料制成的磨損部件的方法，其特征在于包括通過(guò)將鎳鋁合金熱噴涂到部件的磨損部分上而形成結(jié)合層；然后通過(guò)將不銹鋼熱噴涂到結(jié)合層上而形成增加層。
2.如權(quán)利要求1所述的修補(bǔ)部件的方法，其特征在于所述部件由鑄鐵制成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的修補(bǔ)部件的方法，其特征在于所述不銹鋼是鉻不銹鋼。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的修補(bǔ)部件的方法，其特征在于所述結(jié)合層的厚 度為0. Imm至3mmο
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的修補(bǔ)部件的方法，其特征在于所述熱噴涂用電 弧絲極噴涂方法進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的修補(bǔ)部件的方法，其特征在于所述部件是形成 內(nèi)燃機(jī)的部件。
全文摘要
通過(guò)將鎳鋁合金熱噴涂到部件(10)的磨損區(qū)域而形成結(jié)合層(11)。隨后，通過(guò)將不銹鋼熱噴涂到結(jié)合層(11)而形成增加層(12)。
文檔編號(hào)F02F1/00GK101978090SQ20088012819
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月19日
發(fā)明者中村基良, 岡田郁生, 大野智宏, 市橋一郎, 難波克實(shí), 鳥(niǎo)越泰治 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社