Деформация прецизионных деталей топливной аппаратуры дизелей при восстановлении методом диффузионной металлизации

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.

1. Леонтьев Л.Б., Шапкин Н.П., Леонтьев А.Л. Формирование износостойких покрытий на прецизионных узлах трения // Металлообработка. 2011. N3. С. 14-17.

2. Кодинцев Н.П. Упрочнение плунжерных пар топливных насосов высокого давления // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. N11-4. С. 16-18.

3. Ерохин М.Н., Казанцев С.П. Диффузионные покрытия в ремонтном производстве. М.: Минельхоз РФ, МГАУ им. В.П. Горячкина. 2006. 124 с.

4. Ерохин М.Н., Казанцев С.П., Чупятов Н.Н. Технологическое оснащение процесса получения металлических покрытий CVD-методом металлоорганических соединений // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина". 2018. N6(88). С. 40-44.

5. Лялякин В.П. Восстановление деталей машин в агропромышленном комплексе. Современные тенденции в научном обеспечении агропромышленного комплекса. Коллективная монография. Под редакцией В.В. Окоркова. Иваново. 2019. С. 254-258.

6. Erokhin M., Pastukhov A., Golubev I., Kazantsev S. Theoretical basis of justification of electromechanical hardening modes of machine parts. Engineering for Rural Development. 2020. N19. 147-152.

7. Лялякин В.П., Костюков А.Ю., Даниличев И.И. Восстановление нижней головки "колотых" шатунов // Технический сервис машин. 2021. N4(145). С. 111-118.

8. Лебедев А.Т., Лебедев П.А. Восстановление работоспособности плунжерных пар // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2010. N1. С. 23-24.

9. Лебедев А.Т., Болотоков А.Л., Лебедев П.А. Повышение долговечности распылителей форсунок автотракторных дизелей // Вестник АПК Ставрополья. 2018. N2(30). С. 34-37.

10. Лебедев А.Т., Лебедев П.А., Губжоков Х.Л., Болотоков А.Л. Улучшение показателей эффективности использования энергетических средств с дизельными двигателями модернизацией распылителей форсунок // Наука в центральной России. 2018. N5(35). С. 71-77.

11. Лебедев А.Т., Лебедев П.А., Васин В.А. Повышение эффективности работы топливной аппаратуры дизельных двигателей // Тракторы и сельхозмашины. 2011. N7. С. 43-45.

12. Denisov V.A., Kataev Yu.V., Gerasimov V.S., Mishina Z.N., Ilmukhametov A.F. Justification of the permissible values system of machine parts parameters during their technical service. AIP Conference Proceedings. 2021. 2402. 070042.

13. Катаев Ю.В., Малыха Е.Ф., Вялых Д.Г. Организация технического сервиса машинно-тракторного парка на региональном уровне // Наука без границ. 2017. N11(16). С.60-64.

14. Семенова Е.Е., Борисов Г.А, Миронов В.В. Повышение ресурса прецизионных деталей дизельной топливной аппаратуры нанесением на их поверхность гальваногазофазного хрома: Монография. Рязань: РГАТУ им. П.А. Костычева. 2011. 172 с.

15. Болотоков А.Л. Исследование влияния технического состояния распылителя на работоспособность форсунки дизеля // Известия Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета им. В.М. Кокова. 2019. N3(25). С. 73-77.

16. Васильев А.Е., Голубев И.Г. Инновационные технологии для востановления деталей к зарубежной сельскохозяйственной технике // Труды ГОСНИТИ. 2015. Т. 118. С. 176-179.

17. Саматов З.А., Шарифуллин С.Н., Адигамов Н.Н., Адигамов Н.Н. Высокоэффективные технологии в восстановлении и упрочнении ответственных элементов машин и механизмов // Современные проблемы науки и образования. 2014. N3. С. 22-29.

18. Lyalyakin V.P., Aulov V.F., Ishkov A.V., Kravchenko I.N., Kuznetsov Y.A. Properties of Wear-Resistant Composite Coatings Produced by High-Speed Boronizing. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2022. N51(2). 134-142.

19. Lyalyakin, V.P., Slinko, D.B. Active Control of the Inside Diameter of Diesel Engine Cylinder Liners during Their Honing. Russian Metallurgy (Metally). 2020. N13. 1623-1626.