Научная статья на тему 'Восстановление поверхности трения гильзы цилиндра ДВС путем наращивания в присутствия покрытия-модификатора Ti-TiO2-Cu2O'

Восстановление поверхности трения гильзы цилиндра ДВС путем наращивания в присутствия покрытия-модификатора Ti-TiO2-Cu2O Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
71
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОКРЫТИЕ / COATING / ПЕРЛИТНЫЙ ЧУГУН / PEARLITIC IRON / ВОССТАНОВЛЕНИЕ / REGENERATION / ТРИБОМОДИФИКАЦИЯ / НАРАЩИВАНИЕ / TRIBOMODIFICATION / METAL GROVING

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Клименко Л. П., Андреев В. И., Случак О. И.

В данной статье рассмотрены вопросы восстановление изношенной поверхности трения гильзы цилиндра ДВС за счет объемного расширения чугуна. Результаты математического моде-лирования процесса объемного расширения чугуна СЧ20 продемонстрировали, что при контролируемом процессе роста чугуна не превышает 3 % объема, что достаточно для восстановления микро трещин и неровностей поверхности трения с сохранением общей геометрии детали. На практике подтверждено, что процесс объемного расширения может стать основой для восстановления микрогеометрии поверхности детали, но из-за его бесконтрольности, требует наличия дополнительной операции с нанесеним покрытия-модификатора на основе титановых губки способного выполнять регулирующая роль, как ферритизатора при наращивании и стать дополнительный элементом износостойкости самой детали.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESTORATION OF THE FRICTION SURFACE FOR THE CYLINDER ICE THE PLOTTING OF THE COATING-MODIFICATOR Ti-TiO2-Cu2O

In the given article the questions of restoration of worn surface of a friction of an insert of a cylinder of ДВЗ are considered at the expense of bulk expansion of a cast-iron. The results of mathematical modeling of the volume expansion of cast iron СЧ20 showed that in a controlled process, the growth of pig iron does not exceed 3% of the volume, which is sufficient for the restoration of microcracks and irregularities of the friction surface while preserving of the overall geometry of detail. In practice, it has been confirmed that the bulk expansion process can become the basis for restoring the microgeometry of the surface of the part, but due to its non-controllability, there is a need for additional operation such as apply a titanium sponge coating that can be modifier capable of performing the regulatory role as a ferriziator during groving and to become an additional element of wear resistance for the detail.

Текст научной работы на тему «Восстановление поверхности трения гильзы цилиндра ДВС путем наращивания в присутствия покрытия-модификатора Ti-TiO2-Cu2O»

УДК 669.056.9-034.13-044.88:62-222

л.п. клименко, в.1. Андреев, o.i. случак

Чорноморський нацiональний ушверситет iMeHi Петра Могили

В1ДНОВЛЕННЯ ПОВЕРХН1 ТЕРТЯ Г1ЛЬЗИ ЦИЛ1НДРА ДВЗ ШЛЯХОМ НАРОЩУВАННЯ В ПРИСУТНОСТ1 ПОКРИТТЯ-МОДИФ1КАТОРА

Ti-TiO2-Cu2O

В данш cmammi розглянуто питання вiдновлення зношеног noeepxui тертя гшьзи цилiндра ДВЗ за рахунок об 'емного розширення чавуну. Результати математичного моделювання процесу об 'емного розширення чавуну СЧ20 продемонстрували, що при контрольованому процеci зростання чавуну не перевищуе 3 % об'ему, що достатньо для вiдновлення мжро трiщин та нерiвноcтей поверхш тертя з збереженням загальног геометрИ деталi. На практицi пiдтверджено, що процес об 'емного розширення може стати основою для вiдновлення мкрогеометрИ поверхт деталi, але через його не контрольоватсть потребуе наявноcтi додатковог операцИ з нанесення покриття-модифжатора на оcновi титановог губки здатного виконувати регулюючу роль, як ферритизатора при нарощуванш та стати додатковим елементом зноcоcтiйкоcтi самог деталi.

Ключовi слова: покриття, перлтний чавун, вiдновлення, трибомодифжащя, нарощування.

Л.П. КЛИМЕНКО, В.И. АНДРЕЕВ, О.И. СЛУЧАК

Черноморский национальный университет имени Петра Могилы

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ТРЕНИЯ ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРА ДВС ПУТЕМ НАРАЩИВАНИЯ В ПРИСУТСТВИЯ ПОКРЫТИЯ-МОДИФИКАТОРА Ti-TiO2-Cu2O

В данной статье рассмотрены вопросы восстановление изношенной поверхности трения гильзы цилиндра ДВС за счет объемного расширения чугуна. Результаты математического моделирования процесса объемного расширения чугуна СЧ20 продемонстрировали, что при контролируемом процессе роста чугуна не превышает 3 % объема, что достаточно для восстановления микро трещин и неровностей поверхности трения с сохранением общей геометрии детали. На практике подтверждено, что процесс объемного расширения может стать основой для восстановления микрогеометрии поверхности детали, но из-за его бесконтрольности, требует наличия дополнительной операции с нанесеним покрытия-модификатора на основе титановых губки способного выполнять регулирующая роль, как ферритизатора при наращивании и стать дополнительный элементом износостойкости самой детали.

Ключевые слова: покрытие, перлитный чугун, восстановление, трибомодификация, наращивание.

L.P. KLYMENKO, V.I. ANDRIEIEV, O.I. SLUCHAK

Petro Mohyla Black Sea National University

RESTORATION OF THE FRICTION SURFACE FOR THE CYLINDER ICE THE PLOTTING OF THE COATING-MODIFICATOR Ti-TiO2-Cu2O

In the given article the questions of restoration of worn surface of a friction of an insert of a cylinder of ДВЗ are considered at the expense of bulk expansion of a cast-iron. The results of mathematical modeling of the volume expansion of cast iron СЧ20 showed that in a controlled process, the growth ofpig iron does not exceed 3% of the volume, which is sufficient for the restoration of microcracks and irregularities of the friction surface while preserving of the overall geometry of detail. In practice, it has been confirmed that the bulk expansion process can become the basis for restoring the microgeometry of the surface of the part, but due to its non-controllability, there is a need for additional operation such as apply a titanium sponge coating that can be modifier capable of performing the regulatory role as a ferriziator during groving and to become an additional element of wear resistance for the detail.

Keywords: coating, pearlitic iron, regeneration, tribomodification, metal groving.

Постановка проблеми

Питання структурно! модиф1кацп метал1чно! поверхш тертя в ход1 ремонту зношено! детал е актуальным для сучасно! науки, адже практичш випробування таких технологш показали що ремонт, зазвичай продовжуе термш експлуатацп детал1 на строк б1льший, нж вона працювала до зносу, адже вщновлена поверхня набувае додаткових властивостей.

Аналiз останшх дослщжень i публiкацiй

У сучасному машинобудуваннi ввдома i застосовуеться велика шльшсть методiв шдвищення зносостiйкостi поверхонь тертя [7, 8, 9, 10, 11, 12]. До них вщносяться як конструкторсьш, технолопчш, так i заходи, що застосовуються в експлуатаци машин. Зосередимося на заходах технолопчного плану, використовуваних при виготовленнi деталей, що забезпечують необхiднi характеристики безпосередньо детали Серед ввдомих i ефективних способiв шдвищення зносостiйкостi поверхонь тертя багато не можуть бути застосоваш для змiцнення деталей цилшдропоршнево! групи внаслiдок свое! дорожнечi, масштабного фактора або шших причин. При виборi методу змiцнення робочих поверхонь деталей цилшдропоршнево! групи (ЦПГ) ДВЗ, в першу чергу, слщ виходити з масштабу виробництва двигушв, а втулок (пльз) цилiндрiв - ще в десять разiв бiльше (внаслiдок наявносп дек1лькох цилiндрiв на двигунi i виробництва запасних частин) . Також слщ враховувати габарити i масу детал^ особливо суднових i тепловозних дизелiв.

Перша група методiв вщновлення та модифжацп зношених поверхонь метатчних деталей -легування та модифжування матерiалу цилiндра - широко поширена в сучасних двигунах i е необхвдним елементом в комплексi технолопчних заходiв щодо забезпечення задано! якосп деталi [9; 11]. Легування чавушв Ni, Сг, Мо, V, Си i iншими елементами, а також модиф^вання магнiем, iтрiем i церiем сприятливо позначаеться на структурi i властивостях чавунiв i дозволяе проводити наступнi змiцнюючi обробки з б№шою ефективнiстю. Вплив хiмiчного складу чавуну на зносостiйкiсть слад розглядати тшьки як вплив на його структуру, тому що зносостшшсть чавуну, в першу чергу, визначаеться його структурою. Шдвищення зносостшкосп при легуваннi ввдбуваеться за рахунок сорбiтiзацii перлiту, його змщнення, утворення карбiдiв i впливу на форму i розмiр графггових включень.

Залежно ввд використовуваних матерiалiв i габаритiв деталi застосовуються рiзнi схеми нагрiву деталi, температури на^ву пiд загартування, середовища, в якому здiйснюеться гарт. Для гiльз з срого чавуну застосовуеться гарт в мастило ввд температур 850 ... 875 ° С з наступним ввдпуском при 350 ... 375 ° С [11]. Для гшьз цилiндрiв з легованих чавунiв i сталей застосовуються бiльш складнi технологи термообробки - нагрiвання в псевдозрщженому шарi i гарт в розплаы солей.

Друга група методiв шдвищення ресурсу передбачае шдвищення зносостшкосп шляхом пластичного деформування робочо! поверхнi втулки i полягае в створеннi в пластично деформованому шарi металу залишкових напружень стиску i мiкрорельефу, що сприяе утриманню мастила. 1снуе одинадцять можливих механiзмiв пластично! деформацi!, як можна подiлити на три групи [12]. До першо! групи входять зсувнi процеси, до друго! - дифузшш, до третьо! - процеси пластично! деформацi!, викликанi ввдносним перемщенням зерен, блоков зерен i кордошв, або так званi периферiйнi процеси. Поверхнева термомеханiчна обробка, охоплена в рамках даного дослщження, полягае в поеднанш пластично! деформацi! з термiчною обробкою. Пластичнi деформацi! пiддаеться робоча поверхня деталi при температурах юнування аустенiту з подальшими загартуванням i низьким ввдпусткою [7]. Глибина змщненого шару досягае 4 ... 7 мм. Зносостшшсть гшьз зростае в 2-2,6 рази.

До третьо! групи методiв шдвищення зносостшкосп втулок цилiндрiв вщноситься створення на робочш поверхш деталi матерiалу або фази, вщмшних вiд матерiалу втулки, що мають чiтку межу роздiлу [9, 10]. За допомогою наплавлення, напилення, хiмiчним або шшим шляхом на робочу поверхню втулки наноситься шар зносостшкого матерiалу. Це дозволяе отримувати робочу поверхню деталi з найбiльш зносостшких матерiалiв при застосуваннi для основно! маси деталi матерiалу низько! якосл i вартостi. Газополум'яне, полум'яне електродугове i детонацiйне напилення (металiзацiя) дозволяе наносити на поверхнi тертя практично будь-яш матерiали та !х композицп [9; 10], що значно зб№шуе зносостiйкiсть деталей.

В1дносно цилiндрiв i поршневих к1лець ДВС найбiльшого поширення набуло хiмiчне нiкелювання, оксидування, фосфатування i сульф1дування, а також високотемпературна обробка паром [8]. Найб№ш поширеними методами вiдновлення зношених деталей тут е рiзнi типи покриттiв, що заповнюють мiкронерiвностi i захищають зношену поверхню та вiдновлення само! поверхш через наплавлювання, механiчну обробку або нарощування. Саме поеднання такого методу вщновлення у виглядi нарощування з вказаним вище захистом поверхнi за рахунок покриття i структурною модифшащею в ходi самого в1дновлення розглядаеться в даному дослiдженнi.

Формулювання мети дослщження

Метою даного дослiдження е розробка та вдосконалення патентноспроможного методу вщновлення та модифiкацi! поверхнi зношено! чавунно! гiльзи ДВЗ (матерiал гшьзи сiрий чавун СЧ20).

В ходi досл1джень поставлено ряд завдань, що забезпечать системне охоплення дослiджуваного питання:

1) визначити основнi недолiки ввдновлення зношених поверхонь шляхом нарощування та теоретично обгрунтувати процес структурних перетворень поверхш деталi в ходi !! рекристалiзацi!;

2) вдосконалити процес нарощування за рахунок розробки методу структурно! модифiкацii поверхнi, що включае операцiю нанесення покриття-ферритизатора та сшкання для одночасного нарощування та укршлення зв'язку покриття-поверхня;

3) проаналiзувати ефективнiсть розроблено! технологii' та визначити можливi галузi Г! впровадження.

Об'ектом даного дослiдження е модифiкацiя поверхнево! структури чавунних деталей.

Предметом визначено шженерш поверхнi деталi ДВЗ шляхом нанесення покриття-феритизатора перед термiчною обробкою для нарощування.

Викладення основного матерiалу дослiдження

В 2014-18 роках в ЧНУ iменi Петра Могили проводяться дослвдження в рамках проекту «Структуроутворення та технологи iнженерii поверхневих високомщних структур з перемiнною зносостшшстю». В рамках дано! тематики було розроблено метод удосконалення структури металу поверхонь тертя деталей ДВЗ за рахунок впливу феритизуючих властивостей титановоГ губки при сшканш оброблено! поверхнi деталi з покриттям комплексу aTi-TiO2-Cu2O, що виражаеться в формуваннi бiльшоi кшькосп центрiв кристалiзацii при рекристалiзацii металу через подрiбнення перлiтних зерен.

Миколаiвський бронетанковий завод надав гiльзу повпряного компресора (рис. 1), з метою вивчення можливостi вiдновлення внутршньо! (дзеркально!) поверхнi гiльзи з урахуванням наявного на

завод1 обладнання та мшмальних економ1чних витрат.

Рис. 1. Креслення гшьзи

Для ввдновлення працездатностi зношеноГ деталi необхвдно в 5-8 разiв менше технологiчних операцiй в порiвняннi з виготовленням ново! деталi.

Цилшдр працюе в умовах рiзко змшних тисков в надпоршневiй порожнини. Стшки г! стикаються з полум'ям i гарячими газами, розпеченими до температури 1500...2500 ° С, а середня швидк1сть

ковзання поршня по стшках досягае 11___17 м/с. Крiм того, в цiй зош вiдбуваеться перекладання поршня,

супроводжувана ударними навантаженнями на стiнки цилiндра. Шд дiею високо! радiального тиску кшець вiдбуваеться розрив масляноГ плiвки на стшках цилiндра - рiзко тдвищуеться тертя, що призводить до штенсивного зношування цилiндра i к1лець [1].

Продукти неповного згоряння, в першу чергу оксиди азоту, разом з водяними парами утворюють агресивне середовище, що е причиною корозшного зношування. Iнтенсивнiсть корозiйного зношування зб№шуеться при експлуатацп двигуна з низьким температурним режимом (320...330 К). Знос цилiндрiв, к1лець i поршшв збiльшуеться при наявностi в ма^ абразивних частинок, що надходять в цилiндр

двигуна разом з повпрям при його неяшсно! очищения, з паливом i маслом при неякюно! заправцi i фшьтраци. Темпи абразивного зношувания на 60...80% перевищують темпи корозiйного, тому необхвдно застосовувати спецiальнi заходи для пилозахисту двигуна. Метал цилiндрiв повинен володгти хорошими ливарними властивостями i легко оброблятися на верстатах [1].

Ввдповвдно до цих вимог основним матерiалом для цилiндрiв служить перлiтний арий чавун. Це обумовлюеться техиологiчнiстю чавунних деталей, гарними ливарними властивостями чавуну, а також цшними експлуатацiйними якостями: високою зносостшшстю, малою чутливiстю до концентраторiв напруг, здатнiстю гасити вiбрацiю, невисокою теплопровiднiстю.

Рис. 2. Змша форми, що виникае в металi по висотi гшьзи при експлуатацп

Нами було запропоновано ввдновлення внутршньо! (дзеркально!) поверхнi гiльзи цилiндра за рахунок зростания чавуну, тобто оптишзащя режиму термоциклювания з таким урахуванням, щоб вiдбулося збiльшения внутрiшнього дiаметра до номiнального без iстотного зниження мiцностi гiльзи.

Як наслiдок вщбуваеться необоротне збiльшения об'ему чавунних деталей при повторних нагрiвi i охолодженш, що е наслiдком процесiв розпушення чавуну через його окисления, видшення графiту i газiв з твердого розчину.

Для ввдновления та укршлення надано! заводом гiльзи був обраний такий режим термоциклювания (5 циктв):

- нагрiв до 1000 ° С;

- витримка 15 хв;

- охолодження до 700 ° С;

- витримка 30 хв;

- охолодження до шмнатно! температури.

Для здшснення даного способу гарту скористалися муфельною пiччю. Зменшення дiаметру дзеркала цилiидра за рахунок зростання чавуну пiсля першого термоциклювання дорiвнювало 10-12 мкм.

Для кожного з п'яти режимiв проводилося вiртуальне зондування температури по перетину гiльзи в восьми точках.

Рис. 3. Схема зондування поверхш гшьзи

Результати наведено в табл. 1 та на рис. 4.

Таблиця 1

Змши температури залежно ввд ввддалеммя вiд робочоТ поверх и_

Точка 1000 °С ^ 500 °С 1000 °С ^ 600 °С 1000 °С ^ 700 °С 1000 °С ^ 800 °С 1000 °С ^ 900 °С

Т, °С х, мм Т, °С х, мм Т, °С х, мм Т, °С х, мм Т, °С х, мм

1 991 0,09 999 0,01 999 0,01 992 0,15 998 0,08

2 936 0,83 958 0,49 978 0,47 974 0,74 989 0,68

3 876 1,59 931 1,00 962 0,82 952 1,55 981 1,26

4 815 2,46 881 2,63 929 1,52 921 2,51 970 1,93

5 741 3,52 836 3,16 908 1,99 880 3,79 960 2,65

6 643 4,73 766 3,74 872 2,85 863 4,67 949 3,51

7 605 6,08 731 4,59 804 4,44 852 5,56 936 4,32

8 541 7,79 642 7,44 778 5,42 830 6,95 924 4,90

— . . — .. _ режим • 2-й режим

3-й режим

4-й режим

5-й режим

Рис. 4. Графи* змiни температури залежно вщ вiддалеммя в1д робочоТ моверхнi

Зростання вiдбуваeться внаслвдок мiжкристалiчного окислення металу на меж1 зерен i включень графiту. Оск1льки обсяг утворюються оки^в бiльше обсягу окисленого металу, ввдбуваеться деформацiя виробу (спучування). Срий чавун бiльш схильний до зростання, шж iншi чавуни. Зростання об'ему вiдбуваeться не тiльки за рахунок окислення, але i за рахунок графгшзаци: при тривалому впливi на чавунну виливку високо! температури вщбуваеться розпад карбiду залiза FeзC на складовi - ферит i графи; як1 видiляються в структурно в№ному виглядi. Так як карбвд залiза мае питому вагу 7,82, залiзо 7,85 i графiт 1,8, то розпад карбвду супроводжуеться змiною (збтшенням) обсягу деталi. Графiт, що видшяеться в результатi розпаду карбвду, частково нагромаджуеться в мiсцях розпаду, частково проникае шляхом дифузи до поверхонь наявних в чавуш первинних графггових включень i ввдкладаеться на них. Таким чином, розпад карбщу супроводжуеться зб№шенням в чавунi кiлькостi i розмiрiв графiтових включень. Структура чавуну при цьому розпушуеться. Зростання об'ему чавуну може дiйти до 30% початкового об'ему, але зазвичай воно не перевищуе 3 %. Зрозумшо, що механiчнi властивостi чавуну в результат процесу зростання знижуються.

На рис. 5 представлеш фото мжроструктур чавуну до а) та тсля б) термiчного впливу.

а) б)

Рис. 5. Фото мжроструктур чавуну до а) та мкля б) термiчного впливу

Метод вщновлення зношено! поверхш чавунно! детал1 за рахунок рекристал1зацп металу та зростання його об'ему з заповненням нер1вностей без втрати мщносп розроблявся в рамках дослщжень процесу нарощування чавуну в цил1ндричних деталях.

Вщповщно розроблено спос1б модиф1кацп поверхш металу, що включае два етапи:

1. Мехашчна трибомодифжатя поверхш за рахунок натирання заготовки контртшом -порошковою титановою губкою в сумш1 з ПМУ (мшний порошок др1бно! фракцп) у вигляд1 спресованого пористого матер1алу в присутносп глщерину (рис. 6).

2. Сткання оброблено! детал в муфельнш печ1 при температур! 800 °С, протягом яко! вшбуваеться рекристал1зац1я поверхневого шару 1 подр1бнення перлтгних зерен тд впливом ферритизуючих властивостей покриття (рис. 7).

Умовт позначення:

Ж Титанове покриття

РЖ,

Ферритизована поверхня

Поверхня пк:ля теплового розширення

Рис. 6. Контртшо Ti-TiO2+nMy

Основний об'ем заготовки Рис. 7. Структура обробленоТ заготовки

Суть удосконалення дано! технологи полягае в тому, що нанесене мехашчним методом за рахунок тертя спресованого порошку титаново! губки та ПМУ об поверхню метал1чно! детал1 покриття, шд д1ею високо! температури в 800 ° С в процес сткання впливае на хвд рекристал1заци чавуну, провокуючи подр1бнення перлггно! структури, а вадповадно i тдвищення мщносп поверхневого шару металу в зош контакту з покриттям. Вiдповiдно, вшбуваеться компенсацiя укрупнення графiтних зерен в поверхневш зонi контакту з нанесеним покриттям на основi титаново! губки. Оксид титану -ферритизатор, що сприяе подрiбненню перл1тних зерен за рахунок утворення бшьшо! кiлькостi цен^в кристалiзацi! при рекристалiзацi!' поверхневого шару металу. ПМУ в склащ контртша сприяе кращому зцiпленню покриття з поверхнею металу та посилюе трибомодифiкуючi властивостi на стадп до сткання, сприяючи бiльш глибок1й взаемодй' легуючих елеменпв покриття з зовнiшнiм шаром деталей. Таким чином виршуеться проблема спучування металу в поверхневiй зош, рют графiтних включень в промiжному шарi вiдбуваеться «всередину» основного об'ему, а тому деформащя внасл1док структурних змiн впливае лише на заповнення трiщин та iнших нерiвностей на робочш поверхнi, що витiсняе частки нанесеного покриття Ti-TiO2, не впливаючи на форму заготовки i вимагаючи мiнiмально! механiчно! обробки пiсля сткання.

Композитний матерiал контртiла було виготовлено в формi цилiндрично! заготовки дiаметру 48,97мм; висотою 16,60 мм; масою 71,221 г; об'емом 31,247 см3; густиною 2,279 г/см3. Твердюгь контртша за HRB: max 71; min 30. Шдльшсть матерiалу визначали методом гiдростатичного зважування згщно з ГОСТ 20018-74. Твердють визначали на обладнанш типу Роквела згiдно з ДСТУ ISO 6507-4:2008.

Нанесення покриття включало 4 етапи аналопчш до процесу мехашчно! трибомодифiкацi! та геотрибомодифжацп зокрема. На першому етапi контртшо виконувало роль абразиву, здiйснюючи

поверхневе шлiфування та приробку оброблювано! поверхнi. На другому етат за рахунок локального перерву в зонi тертя компоненти контр тша здшснювали легуючий вплив на поверхню металу, посилений за рахунок каталггачних процесiв при високотемпературному розпадi органiчних компонентiв змазки (глщерину). На третьому етапi вiдбувалось формування металiчного покриття за рахунок пластично! деформацп перегрiтих компонентiв контр тша та !х зцiплення з поверхнею заготовки. На четвертому етапi, утворене захисне покриття значно знижуе коефщент тертя, що припиняе процес утворення покриття i робить його само регульованим в певному дiапазонi.

Фазовий склад готового покриття визначали рентгеноструктурним аналiзом на дифрактометрi ДРОН-3. Для вйх точок проводили по п'ять замiрiв. В якостi джерела рентгешвського випромiнювання застосовувалась рентгенiвська трубка 2,4БСВ-24Си (довжина хвилi характеристичного випромшювання Хк = 0,154178нм) з застосуванням N1 р-ф№тру. Обертання зразк1в обиралося в iнтервалi подвiйних кутiв вiд 30 до 90°. Прискорювальна напруга на трубщ складала 45 кВ, струм накалювання 30 мА. Швидк1сть розвороту 1 град/хв., швидк1сть руху дiаграмно! стрiчки 60 мм/год. Чуттевiсть обладнання складала 250 iмпульс/с.

Таблиця 2

Фазовий склад готового покриття м^я счикання заготовки_

Твердють ИКБ Дiаметр екс. Дiаметр тт. Фаза Параметр решики

33,35 2,678 а-Т1

35,45 2,532 2,540 а-Т1Г1001 а, нм с, нм с/а

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

38,4 2,344 2,341 а-Т1Г0021 0,2924 0,4737 1,62

39,9 2,259 2,230 а-Т1Г1011 Т102 (рутил)

41,5 2,176 2,190 Т102 Г1111 (рутил) а, нм с, нм

44,5 2,036 2,050 Т102 [2101 (рутил) 0,4521 0,2736

46,55 1,951 1,880 Т102 [2001 (рутил)

52,95 1,729 1,720 а-Т1Г1021

60,5 1,530 1,510 Си20 [1021

62,55 1,485 1,485 Т102 [0021 (рутил)

68,6 1,368 1,355 Т102 [3011 (рутил)

70,25 1,340 1,300 а-Т1[1031

72,55 1,303

73,55 1,288 1,275; 1,283 а-Т1[2001 ; Си20 [3111

75,65 1,257 1,262 Т102 [2241 (анастаз)

76,7 1,242 1,248; 1,245 а-Т1[1121; Т102[1121(рутил)

80,6 1,192 1,17; 1,76 а-Т1; Т102[32ц(рутил)

При дослвдженш спечених зразшв титаново! губки фазовий аналiз показав наявнють чiтко виражених пiкiв а-Т1 з гексагональною щiльно упакованою решгткою (еталонне значення параметра решiтки а = 0,2951 нм, с = 0,4697 нм та с/а = 1,587), на дифрактограмi також присутш чита пiки, що належать оксиду титану тетрагонально! сигонп рутил (еталонне значення параметра решигси а = 0,45929 нм, с = 0,29591 нм) та анастаз (еталонне значення параметра решигси а = 0,3785 нм, с = 0,9486 нм) утворених при довгому вшпалг

Висновки

1. Визначено, що основним недолшэм ввдновлення чавунних пльз ДВЗ методом нарощування е обемна деформацiя поверхш.

2. Створено технологiю поверхнево! трибомодифшацп з утворенням захисного покриття ТьТЮ2-Си20, що за рахунок ферритизуючих властивостей компоненпв покриття забезпечуе регулювання процесу нарощування стримуючи об'емну деформацш в межах геометрi! заготовки.

3. Впровадження дано! методики дозволить проводити як1сне поверхневе ввдновлення трибонавантажених деталей ДВЗ з !х одночасною модифжащею. При цьому суттевою перевагою е збереження початкових властивостей металу з виключенням явища укрупнення перл1тних зерен при рекристатзацп за рахунок !х подрiбнення пiд впливом ферритизуючих властивостей матерiалу покриття.

4. Розроблений метод може бути впроваджений в галузi ремонту та вiдновлення зношених деталей, а також при виробнищга деталей з тдвищеною зносостiйкiстю.

5. Розробка може становити iнтерес як дешевий метод вiдновлення та модифiкацi! поверхонь зношених у результат тертя поверхонь деталей пльз ДВЗ та шших високо навантажених поверхонь тертя. Перспективною е можливють використання дано! методики вшновлення та модифшацп поверхонь для специфiчних умов потужних iмпульсних навантажень в агресивних умовах, а також таких же навантажень, розтягнутих у чай.

6. Перспективним шляхом вдосконалення дано! розробки е доповнення процесу трибо-модифшацп на стади нанесення покриття за рахунок складу контр тiла шляхом додавання органiчних добавок та геомодифiкаторiв на зразок червоного бокситного шламу, вермикулиу, торфу та серпентишв.

8. Перспективним шляхом дослщжень е розширення методики нанесення покритпв за рахунок електрохiмiко-механiчноl обробки деталi в ходi трибомодифжацп при нанесеннi покриття.

Список використанот лiтератури

1. Колчин А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей / А. И. Колчин, В. П. Демидов. -М. : Высшая школа, 1980. - 400 с.

2. Зуев В. М. Термическая обработка металлов / В. М. Зуев. - М. : Высшая школа, 1976. - 344 с.

3. Сидоров А. И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой / А. И. Сидоров. - М. : Машиностроение, 1987. - 190 с.

4. Молодык Н. В. Восстановление деталей машин / Н. В. Молодык, А. С. Зенкин. - М. : Машиностроение, 1989. - 480 с.

5. Баранов А. А. Рост чугуна и стали при термоциклировании / А. А. Баранов, К. П. Бунин. - К. : Техника, 1967. - 130 с.

6. Пивоварский Е. Высококачественный чугун / Е. Пивоварский. Т. 1. - М. : Металлургия, 1965. -637 с.

7. Власов В. М. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей / В. М. Власов. - М. : Машиностроение, 1987. - 304 с.

8. Гаркунов Д. Н. Триботехника : учебник для вузов / Д. Н. Гаркунов. - 2-е изд., перераб. и доп. -М. : Машиностроение, 1989. - 328 с.

9. Кулик А. Я. Теплозащитные и износостойкие покрытия деталей дизелей / А. Я. Кулик, М. Д. Никитин и др. - Л. : Машиностроение, 1977. - 162 с.

10. Кутьков А. А. Износостойкие и антифрикционные покрытия / А. А. Кутьков. - М. : Машиностроение, 1976. - 152 с.

11. Пивоварский Е. Высококачественный чугун / Е. Пивоварский. - М. : Металлургия, 1965. - Т. 12. - 1184 с.

12. Соколенко И. Н., Хромов В. Н. Упрочнение поверхностно-пластическим деформированием гильз цилиндров с одновременным нанесением антифрикционного покрытия / И. Н. Соколенко, В. Н. Хромов // Двигателестроение. - 1990. - № 9. - С. 39-40.

13. Клименко Л. П. Ресурс двигателей внутреннего сгорания и пути его повышения / Клименко Л. П. Прищепов О. Ф. Андреев В. И. - Микола1в : Вид-во ЧДУ iменi Петра Могили, 2015. - 196 с.

14. Клименко Л. П. Управлшня процесами формування пористих поверхневих структур на стади отримання заготовок / Л. П. Клименко, О. Ф. Прищепов, В. I. Андреев, О. I. Случак, В. В. Шугай. — Микола1в : Вид-во ЧДУ iменi Петра Могили, 2017 - 145 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.