Obróbka cieplno-

chemiczna sworzni

tłokowych

Mateusz Soja

SII, IM4

Sworznie tłokowe

Sworzeń

tłokowy -

element układu

korbowego tłokowego silnika spalinowego,
wykonany

jako

drążony

walec.

Łączy korbowód z tłokiem oraz przenosi siłę
z tłoka na oś korbowodu

.

Sworznie tłokowe

Sworznie tłokowe

Sworzeń tłokowy służy do przenoszenia

nacisku tłoka na korbowód i jednocześnie
umożliwia korbowodowi ruch wahadłowy. W
czasie pracy sworzeń tłokowy podlega
znacznym obciążeniom zmiennym co do
wartości

i

kierunku.

Wskutek

małych

wymiarów sworzeń podlega dużym naciskom
jednostkowym. Warunki pracy pogarsza
dosyć znaczne nagrzewanie się sworznia.

Sworznie tłokowe

Wymagania stawiane sworzniom
tłokowym to:
• Duża sztywność,
• Duża wytrzymałość zmęczeniowa,
• Odporność powierzchni na zużycie i

korozję,

• Mała masa.

Sworzeń tłokowy

Stale stosowane na sworznie

tłokowe

Materiały, z których wykonane są sworznie
tłokowe
(z uwagi na temperaturę pracy, naciski
i zmienne obciążenia oraz smarowanie):
• Stal do nawęglania np. 15H, 15N, 16HG,
• Stal do ulepszania cieplnego np. 38HN,
• Stal do azotowania np. 38HMJ.

Stal do nawęglania

Normy

Norma dotycząca

stali do nawęglania to:
PN-EN 10084:2009.
Norma ta zastąpia
starą normę PN-93/H-
84019

Norma PN-EN 10084:2009

Normy

Norma PN-93/H-84019

Wybór stali

Podczas

przeprowadzonego
ćwiczenia wybrano jedną ze
stali do nawęglania w celu
przeprowadzenia symulacji
obróbki cieplnej po obróbce
cieplno chemicznej. Wybrana
stal to 16HG (według
nowego nazewnictwa
16MnCr5).

Stal 16HG

Właściwości stali 16HG

Skład chemiczny stali 16HG podany w %, opracowany na podstawie
normy PN-EN 10084:2009

Właściwości mechaniczne stali

16HG

 Własności mechaniczne stali 16HG, opracowane na podstawie normy
PN-EN 10084:2009

Właściwości mechaniczne stali

16HG

Twardość [HRC] w odległości od zahartowanego

czoła próbki

Technologiczne procesy obróbki dla

stali 16HG

Technologiczne procesy obróbki dla stali 16HG, opracowane na
podstawie normy PN-EN 10084:2009

Obróbka cieplna stali 16HG po nawęglaniu

Po udanym procesie nawęglania

sworzni tłokowych, należy poddać je
obróbce cieplnej. Obróbkę cieplną po
nawęglaniu można podzielić na 2
etapy:
• Hartowanie oraz wyżarzanie,
• Hartowanie oraz niskie odpuszczanie.

Etapy obróbki cieplnej sworzni tłokowych:

1. Hartowanie po nawęglaniu w temperaturze 860-

900°C. Podczas procesu chłodzenia, stal można
chłodzić wodą lub olejem hartowniczym.

2. Wyżarzanie w temperaturze 660-680°C.

Chłodzenie po wyżarzaniu odbywa się w powietrzu.

3. Hartowanie II po nawęglaniu w temperaturze 810 -

840°C. Chłodzenie po drugim hartowaniu może
odbywać się w wodzi lub oleju hartowniczym.

4. Niskie odpuszczanie w temperaturze 150 - 200°C.

Chłodzenie po odpuszczaniu odbywa się w
powietrzu. Czas odpuszczania – 1h.

Umiejscowienie obróbki cieplnej stali

16HG na układzie żelazo-cementyt

Układ równowagi fazowej żelazo-
cementyt z naniesionymi procesemi
obróbki cieplnej dla nawęglonej stali
16HG:

• Czerwony prostokąt odpwiada

zakresowi temperatury hartowania I,

• Zielony prostokąt odpowiada

zakresowi temperatur wyżarzania,

• Niebieski prostokąt odpowiada

zakresowi temperatury hartowania
II,

• Pomarańczowy prostokąt odpowiada

zakresowi temperatur niskiego
odpuszczania.

Dziękuję za uwagę