С помощью лазера ученые Южно-Уральского госуниверситета (ЮУрГУ, Челябинск) сделали более прочными клапаны двигателя внутреннего сгорания. Технология пригодится для использования в гоночных автомобилях и коммерческом транспорте.
«Разработчики представили технологию упрочнения клапанов двигателя внутреннего сгорания, которая способна значительно увеличить моторесурс и надежность двигателей», — заявили URA.RU в ЮУрГУ.
В процессе работы клапаны ДВС соприкасаются с выхлопными газами. Элементы двигателя окисляются, на них воздействуют высокое давление и температура до 800-900 градусов. Инженеры бьются над сохранением ударной вязкости защитного покрытия, состоящего из высоколегированного сплава на основе кобальта, легированного хромом, вольфрамом и кремнием.
Предложенная методика заключается в использовании лазерной наплавки для создания защитного слоя на клапанах. Он предотвратит прогорание элементов и оптимизирует тепловой режим работы двигателя. Лазер позволил повысить точность нанесения слоя.
«Основная сложность состояла в том, что материалы стали и наплавки очень разнородные. У них разный химический состав, следовательно, различные теплофизические свойства», — заметил инженер кафедры «Информационно-измерительная техника» вуза Кирилл Пашкеев.
Исследователи стремились купировать напряжения, вызванные разными термическими расширениями. Технология нанесения защитного покрытия включила в себя сложный процесс подогрева, непосредственно наплавку и последующую термическую обработку.
Преимуществами новой технологии упрочнения стала возможность увеличить моторесурс и надежность двигателей. Инновация снизила затраты на техническое обслуживание и ремонт машин.