Михаил Никитьевич Ерохин, академик РАН, доктор технических наук, профессор
Москва
Mikhail N. Erokhin, Dr.Sc.(Eng.), professor, member of the Russian Academy of Sciences
Moscow
Сергей Павлович Казанцев, доктор технических наук, профессор
Москва
Sergey P. Kazantsev, Dr.Sc.(Eng.), professor
Moscow
Александр Геннадиевич Пастухов, доктор технических наук, профессор
Белгородская область
Alexander G. Pastukhov, Dr.Sc.(Eng.), professor
Mayskiy, Belgorod region
Дмитрий Михайлович Скороходов, кандидат технических наук, доцент
Москва
Dmitriy M. Skorokhodov, Ph.D.(Eng.), associate professor
Moscow
Константин Михайлович Логачев, аспирант
Москва
Konstantin M. Logachev, Ph.D. student
Moscow
Отметили, что износ рабочих поверхностей плунжера и втулки ухудшают экономические и экологические показатели дизельного двигателя. Указали на экономическую целесообразность восстановления работоспособности с повышением их износостойкости дорогостоящих плунжерных пар. Предложили решить эту задачу методом диффузионной металлизации, чтобы получить упрочняющие покрытия на основе карбидов, нитридов и боридов железа и легирующих элементов. (Цель исследования) Оценить влияние температурных режимов на деформацию плунжеров при диффузионном борировании. (Материалы и методы) В качестве параметров технологического процесса приняли: состав порошковой смеси, температуру и время выдержки, время охлаждения контейнеров, толщину покрытия, прогиб детали. Исследовали материалы: сталь 45, сталь ХВГ, сталь 25Х5МА после азотирования в среде диссоциированного аммиака на заводе-изготовителе топливной аппаратуры. (Результаты и обсуждение) Измерили толщину боридного слоя при 8-часовом борировании: 250; 215 и 170 микрометров соответственно. Выявили, что каждые 2 часа процесса дают приращение слоя в среднем на 40 микрометров. Измерили среднюю величину прогиба плунжеров, борированных 2 и 6 часов, после 8-часового охлаждения контейнеров: 9,8 и 12,7 микрометра. Отметили, что увеличение скорости охлаждения контейнера усиливает коробление плунжеров до 35 микрометров. Для равномерного прогрева рекомендовали использовать контейнеры, вмещающие не более 100 плунжеров. (Выводы) Выявили главную причину деформации (прогиба) плунжеров после диффузионной металлизации, которая заключается в релаксации внутренних напряжений в сердцевине детали в результате структурных изменений в стали. Установили, что минимальное время охлаждения контейнеров вместе с печью должно составлять не менее 8 часов, тогда прогиб не превышает 20 микрометров. Достигли возможности уменьшить припуск на механическую обработку плунжера до 30 микрометров.
The deterioration of the plunger working surfaces and sleeve worsens the economic and environmental performance of the diesel engine. Therefore, restoring the performance of worn plunger pairs with an increase in their wear resistance is economically feasible. The problem is proposed to be solved by the method of diffusion metallization to obtain hardening coatings based on iron carbides, nitrides and borides and alloying elements. (Research purpose) To evaluate the effect of temperature regimes on the deformation of the plungers during diffusion boriding. (Materials and methods) The following parameters of the technological process are accepted: the composition of the powder mixture, the temperature and exposure time, the cooling time of the containers, the thickness of the coating, the deflection of the part. The materials under research are 45steel, KhVG steel, 25Kh5MA steel after nitriding in dissociated ammonia at the fuel equipment manufacturer. (Results and discussion) The thickness of the boride layer obtained after 8-hour boriding is 250; 215 and 170 micrometers, respectively. It is found that every 2 hours of the process result in an average layer increment of 40 microns. The average deflection of the plungers, exposed to 2-hour and 6-hour boriding, is 9.8 and 12.7 micrometers after the 8-hour cooling of containers. It is found that an increase in the cooling rate of the container leads to an increase in the warping of the plungers up to 35 microns. For uniform heating, it is recommended to use containers containing no more than 100 plungers. (Conclusions) The main reason for the deformation (deflection) of plungers after diffusion metallization is detected to be the relaxation of internal stresses in the core of the part as a result of structural changes in the steel. It is established that the minimum cooling time of the containers together with the furnace should be at least 8 hours. In this case, the deflection does not exceed 20 micrometers. It has been made possible to reduce the allowance for mechanical processing of the plunger to 30 microns.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.