Повышение эксплуатационных параметров деталей двигателей внутреннего сгорания
Аннотация
Работа посвящена повышению надежности и долговечности деталей цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания. Упрочнения деталей машин возможно за счет применения специальных технологических процессов. Современные материалы и покрытия должны удовлетворять высоким рабочим температурам и нагрузкам. Хромирование, борирование и ионно-плазменное напыление не удовлетворяют установленным требованиям качества. Алюминиевый поршень испытывает разрушений в районе головки.
Это проявляется в накоплении щелей, каналов, следов вымывания сплава. Кроме этого, вследствие нагревания, теряется прочность алюминиевого сплава больше, чем в 2 раза.
Предложено создание и применение покрытия, которое бы выдерживало рабочие температуры более 2000ºС, а также ударно-пульсирующие нагрузки. Предлагается детонационно-газовый метод напыления. Он характеризуется универсальностью материалов: от полимеров до тугоплавкой керамики, любые металлы и сплавы. Напылённые частицы обладают высокой кинетической энергией. Покрытие характеризуется высокой прочностью, которая достигает 180...200 МПа, твердостью HRCe 60, минимальной пористостью. Температурное воздействие при напылении на заготовку незначительно. Предложена последовательность подготовительных операций. Упрочнению подлежали поршень и жаровое кольцо на детонационно-газовой установке «УН-102». Применялся манипулятор, использующий энергию выстрела установки. Полученные поверхности характеризуются регулярной макроструктурой (волнистостью). Нанесению подлежал никель-алюминиевый сплав. Толщиной покрытия – 150...270 мкм, твердость – HV 550, адгезия к основанию – 94...100 МПа.
Результаты исследований на деталях цилиндропоршневой группы показали снижение рабочих температур, вследствие приработки покрытия и качественного уплотнения камеры сгорания. Долговечность колец составляет 1,6·106…2,3·106 , что свидетельствует о значительном повышении сопротивления усталости и ресурса работы. Предложенная технология пригодна и рекомендуется к внедрению в серийное производство.
