专利名称：修补部件的方法
技术领域：
本发明涉及一种修补磨损部件的方法。
背景技术：
例如，在作为内燃机的柴油机的中，如图4所示，通过紧固夹紧螺栓104将由铸铁 制成的曲轴箱101和由铸铁制成的气缸盖102彼此固定，垫圈103夹在曲轴箱101和气缸 盖102之间，该垫圈103由碳钢(例如SS400等效钢、SPCC(JIS G3141)或类似物)制成。 请注意，图4中的参考数字105表示衬套。专利文献1 日本专利申请公开平5-302674专利文献2 日本专利申请公开平7-197850专利文献3 日本专利申请公开平10-299568专利文献4 日本专利申请公开JP2004-25691
发明内容
本发明要解决的问题在这样的柴油机中，如果夹紧螺栓104在使用时稍微变松，那么曲轴箱101和气缸 盖102就会摩擦垫圈103，使得曲轴箱101和气缸盖102的与垫圈103相接触的端面磨损。 这在曲轴箱101和气缸盖102之间造成间隙。如果曲轴箱101和气缸盖102如上所述磨损，那么就要抛弃曲轴箱101和气缸盖 102而用新的更换。这样的更换不仅会造成资源浪费而且导致成本高。这样的问题不限于上面所述的柴油机的曲轴箱101和气缸盖102，还会类似地在 任何由金属材料制成的部件中产生。在此情形下，本发明的目的是提供一种修补部件的方法，该方法使金属材料制成 的磨损部件能够再使用。解决问题的手段根据本发明的第一方面用于解决上述问题的一种修补部件的方法是修补由金属 材料制成的磨损部件的方法，其特征在于包括通过将镍铝合金热喷涂到部件的磨损部分 上而形成结合层；然后，通过将不锈钢热喷涂到结合层上而形成增加层。鉴于本发明的第一方面，根据本发明的第二方面的修补部件的方法的特征在于 所述部件由铸铁制成。鉴于本发明的第一方面或第二方面，根据本发明的第三方面的修补部件的方法的 特征在于所述不锈钢是铬不锈钢。鉴于本发明的第一方面至第三方面中任一方面，根据本发明的第四方面的修补部 件的方法的特征在于所述结合层的厚度为0. Imm至3mm。鉴于本发明的第一方面至第四方面中任一方面，根据本发明的第五方面的修补部 件的方法的特征在于所述热喷涂用电弧丝极喷涂方法进行。
鉴于本发明的第一方面至第五方面中任一方面，根据本发明的第六方面的修补部 件的方法的特征在于所述部件是形成内燃机的部件。
图1说明在根据本发明的修补部件的方法的主要实施例中的修补过程。图2示出在根据本发明的修补部件的方法的主要实施例中使用的电弧丝极焊接 装置的主要部分的示意性结构图。图3示出检查试验的结果的图，用于验证根据本发明的修补部件的方法的效果。图4示出柴油机的曲轴箱和气缸盖之间选取的抵接部分的放大横截面图。
具体实施例方式下面基于附图描述根据本发明的修补部件的方法的实施例。不过，本发明不限于 下述的基于附图的仅有的实施例。主要实施例下面基于图1和2描述根据本发明的修补部件的方法的主要实施例。图1说明修 补部件的方法的修补过程。图2示出电弧丝极焊接装置的主要部分的示意性结构图。根据本发明的修补部件的方法是修补由金属材料铸铁制成并已磨损的部件10，如 图1所示(参见图1A)。在该方法中，利用电弧丝极喷涂方法将镍铝合金热喷涂到部件10 的磨损部分上，以形成结合层11(参见图1B)。随后，利用电弧丝极喷涂方法将铬不锈钢热 喷涂到结合层11上，以形成增加层12 (参见图1C)。图2示出了电弧丝极喷涂方法的实施。具体地说，利用两对送丝轮2，把由将被热 喷涂的材料制成的一对丝1分别从一对导丝嘴3的基端输送到前端，进而一对丝1相互接 触。同时，在该对导丝嘴3之间施加直流电压。由此，在相互接触的丝1的前端产生电弧， 丝1的前端熔化。利用从空气喷嘴4喷射的压缩空气5使丝1的熔化材料热喷涂到热喷涂 主体6上，从而形成热喷涂层7。部件10具有在其上形成的增加层12，结合层11夹在增加层12和部件10之间，在 该部件10上，利用这样的电弧极性喷涂方法，增加层12能够牢固、紧密地附着在结合层11 上。因此，能够可靠地防止增加层12的剥离。由此，假定这样一种情况对例如如背景技术所述的情况下的磨损部分进行如上 所述的修补，其中，在作为内燃机的柴油机中，曲轴箱101 (由铸铁制成)和气缸盖102(由 铸铁制成)的一部分因与垫圈103(由碳钢制成(例如，由SS400等效钢、SPCCCJIS G3141) 或类似物制成))摩擦而磨损。在此情况下，在再使用所述曲轴箱101和气缸盖102的柴油 机中，即使因柴油机的工作而形成的载荷被施加到增加层12上，也不会发生增加层12的剥 离，从而能够安全地使用该柴油机。因此，利用根据本发明的修补部件的方法，磨损的部件10能够得到再使用。另外，假定这样一种情况在再使用已经过上述修补的曲轴箱101和气缸盖102 的柴油机中，如背景技术中描述的那样，因为夹紧螺栓104在使用时稍微变松，所以曲轴箱 101和气缸盖102又与垫圈103摩擦。在此情况下，由于增加层12比垫圈103坚硬，因而增 加层12不会磨损，而是垫圈103磨损。
因此，即使在曲轴箱101和气缸盖102之间又产生间隙，曲轴箱101和气缸盖102 也不需要修补，需要做的仅仅是用新件更换低价值的垫圈103。因而，对于经过了上述修补 的柴油机，可以显著减少修补的劳动和成本。而且，增加层12的厚度能够根据需要适当地设定。不过，该厚度优选地设定在 0. Imm至3mm的范围内。这是因为小于0. Imm的厚度太薄，可能会曝露出结合层11，而大于 3mm的厚度可能造成横穿裂纹(transverse crack)，进而恶化粘附。另外，虽然不用特别限定，但结合层11优选地设定为大约0. Imm0这是因为显著小 于0. Imm的厚度可能造成部件10的基体材料会曝露，由此抑制了结合层11行使它的功能， 而显著大于0. Imm的厚度会导致结合层11的材料浪费。其它实施例在上述实施例中，描述中已经给定热喷涂铬不锈钢以形成增加层12，从而使部件 10得到修补。然而，本发明并不局限于此。作为另一实施例，例如，可热喷涂诸如铬镍不锈 钢的另一种不锈钢以形成增加层，从而可使部件得到修补。另外，在上述实施例中，描述中已经给定需要修补的是柴油机中磨损的曲轴箱101 和气缸盖102。然而，本发明并不局限于此。作为另一实施例，在部件例如为在如汽油机这 样的另一种内燃机中磨损的曲轴箱和气缸盖的情况下，很明显可以获得与上述实施例一样 的操作和效果。而且，只要是金属材料制成的磨损部件需要修补的情况，本发明就能够与上 述实施例相同的方式应用到该情况下。尤其是，在需要修补的是铸铁制成的磨损部件的情 况下，可以以显著水平获得与上述实施例的情况下相同的操作和效果。因此，其是非常优选 的。示例试样的制备利用电弧丝极喷涂方法将镍铝合金热喷涂到由铸铁(FC250)制成的基体金属上 以形成结合层(厚度0. 1mm)。随后，利用电弧丝极喷涂方法热喷涂铬不锈钢(SUS 410)以 形成增加层(厚度0.1mm至6mm)。由此，制成了具有不同厚度的增加层的不同试样。请注 意，根据增加层的厚度，基体材料的尺寸适当地改变。更具体地说，例如，当增加层的厚度为
0.Imm时，使用厚度为1. 4mm、长度为40mm、宽度为3mm的基体材料。当增加层的厚度为3mm 时，使用厚度为4mm、长度为100mm、宽度为15mm的基体材料。当增加层的厚度为6mm时，使 用厚度为16mm、长度为150mm、宽度为50mm的基体材料。试验方法应变计设置在试样的增加层上。试样的在增加层侧的两端被固定后，逐渐将载荷 施加在试样的在基体材料侧的中心部分上(三点弯曲试验)。然后，通过观察试样的横截 面微观结构而确定横穿裂纹的前端位置，并且计算出在前端位置的表面应变(剥离极限应 变)，从而发现当增加层中出现横穿裂纹时的应变分布。请注意，应变测量的极限设定为
1.2% (因为等于或大于该值的应变会在基体材料中引起裂纹，因而不应加以考虑)。试验结果图3示出由上述试验方法获得的剥离极限应变与增加层厚度之间的关系。从图3可清楚看到，当增加层的厚度为3mm或更小时，即使1. 2%的应变也不会引 起增加层中的横穿裂纹。然而，当增加层的厚度大于3mm时，观察到的趋势是剥离极限应变逐渐减小，并且小于1.2%。因此，可以确定，当增加层的厚度为3mm或更小时，增加层能够牢固、紧密地附着 在基体材料上，增加层与基体材料的剥离能够被可靠地避免。工业应用性根据本发明的修补部件的方法使磨损部件得到再使用，因而能够极有益地应用于 各种行业。
权利要求
一种修补部件的方法，该方法是修补由金属材料制成的磨损部件的方法，其特征在于包括通过将镍铝合金热喷涂到部件的磨损部分上而形成结合层；然后通过将不锈钢热喷涂到结合层上而形成增加层。
2.如权利要求1所述的修补部件的方法，其特征在于所述部件由铸铁制成。
3.如权利要求1或2所述的修补部件的方法，其特征在于所述不锈钢是铬不锈钢。
4.如权利要求1至3中任一项所述的修补部件的方法，其特征在于所述结合层的厚 度为0. Imm至3mmο
5.如权利要求1至4中任一项所述的修补部件的方法，其特征在于所述热喷涂用电 弧丝极喷涂方法进行。
6.如权利要求1至5中任一项所述的修补部件的方法，其特征在于所述部件是形成 内燃机的部件。
全文摘要
通过将镍铝合金热喷涂到部件(10)的磨损区域而形成结合层(11)。随后，通过将不锈钢热喷涂到结合层(11)而形成增加层(12)。
文档编号F02F1/00GK101978090SQ20088012819
公开日2011年2月16日 申请日期2008年9月11日 优先权日2008年3月19日
发明者中村基良, 冈田郁生, 大野智宏, 市桥一郎, 难波克实, 鸟越泰治 申请人:三菱重工业株式会社