1. 研究目的与意义(文献综述)
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)
1.1目的与意义
科学越来越先进,社会越来越和谐,资源却越来越匮乏,生存环境越来越恶劣,人类也应该好好反省反省。就我国而言,我国已进入机械装备和家用电器报废的高峰期,再制造势在必行。目前全国役龄10年以上的传统旧机床超过200万台,80%的在役工程机械超过保质期;年报废汽车约500万辆,报废电脑、电视机、电冰箱1600万台,报废手机2000万部,每年产生约8亿吨固体废物[11]。仅以腐蚀和磨损为例,2003年中国工程院发布腐蚀调查报告:2002年我国因腐蚀造成损失近6000亿元,占当年gdp的5%。2007年中国工程院发布摩擦学调查报告:2006年全国因摩擦磨损造成的损失高达9500亿元,占当年gdp的4.5%。两项损失合计1.55万亿元,粗略估算占gdp的9.5%,而发达国家仅为4%~5%。若能采取有效措施挽回10%的损失,则每年可节约1550亿元[13]。那么什么方法能变废为宝了,能挽回如此大的损失了。于是,聪明的人类,想到了再制造技术。再制造成形技术是以废旧机械零部件作为对象,恢复废旧零部件原始尺寸、并且恢复甚至提升其服役性能的材料成形技术手段的统称,其是再制造工程的核心。废旧零件再制造成形,主要包含两方面的内容:①恢复废旧零件失效部位的原始尺寸;②恢复甚至提升废旧零件的性能[12]。再制造成形技术具有如下重要特征:再制造成形产品的质量和性能不低于新品,成本约为新品的50%,节能60%、节材70%,对环境的不良影响显著降低。再制造工程以节约资源能源、保护环境为特色,可使废旧资源中蕴含的价值得到最大限度开发和利用,缓解资源短缺与资源浪费的矛盾,减少大量的失效、报废产品对环境的危害,是废旧机电产品资源化的有效途径。因此,再制造技术的推广和发展对建立资源节约型、环境友好型社会有着至关重要的作用和意义,符合我国的大政方针。
2. 研究的基本内容与方案
2.课题研究内容、目标、以及采用的技术方案及措施
2.1船舶柴油机排气阀失效机理
柴油机排气阀的工作条件十分恶劣,一方面排气阀底面与高温燃烧产物直接接触,承受着很高的热负荷;另一方面排气阀在气体爆发压力的作用下承受着很高的机械负荷;另外排气阀密封面受到高温燃气的冲蚀及腐蚀等。对柴油机运转中的排气阀和燃烧室附近的温度进行了多次测定。阀底面高达600℃以上,废气通过的阀面也在500℃以上。其他部位大体上在300℃以下,而排气阀与其他燃烧室附近的零件相比,在运转时是暴露在高温区。过高的温度会使金属材料的机械性能降低,材料发生热变形[4]。当阀面密封不严时,就会引起高温燃气对阀面的烧损。气阀落座时,在惯性力和弹簧作用力的共同作用下,气阀还承受着相当大的冲击性交变载荷,当气阀出现跳动或气阀间隙增大时,这种载荷会明显增加。气阀与阀座的撞击,容易形成密封面的变形和严重的磨损。燃油的化学成分中含有大量的硫,钒,钠等元素,燃烧后生成氧化物以及这些氧化物生成的聚合物,往往具有较低的熔点,一般在535℃左右,具有很强的腐蚀性。排气阀在工作时,由于排气温度较高,使它们以液态附着在阀盘及阀座上,腐蚀气阀,使阀面产生麻点,密封性变坏,引起漏气。当漏气严重时,火焰从此穿过,引起局部过热使阀座变形,阀门翘曲和烧损。此外,阀杆与导管间也会发生磨损,阀杆顶端受摇臂的撞击作用产生磨损[6]。通过对排气阀失效形式的分析,我们看出来,排气常见的损伤又气阀阀盘锥面与阀杆的磨损、阀面的烧伤与高温腐蚀、阀盘与阀杆的裂纹以及阀杆的弯曲变形等。这些损伤恰好可以通过热喷涂技术得到修复改善。
3. 研究计划与安排
第1-3周:明确课题内容,确定方向,查阅相关资料,完成开题报告。
第4-5周:完成外文翻译,分析船舶柴油机气阀失效机理,
第6-7周:船舶柴油机气阀再制造工艺制定,包括工艺的选择以及涂层材料的选择
4. 参考文献(12篇以上)
2.参考文献
[1]周方明,张富强,缪保海等.mig堆焊在大功率柴油机排气阀再制造中的应用.电焊机,2012,42(5):86-89.
[2]欧阳鸿武,刘泳,贺跃辉等.tial基合金排气阀的研制和应用前景.材料导报,2003,17(4):8-10.
