Технические науки 1. Металлургия

К.т.н. Агеева Е.В., д.т.н. Агеев Е.В., аспирант Карпенко В.Ю.,

студент Осьминина А.С.

Юго-Западный государственный университет, Россия

ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЖЕЛЕЗНЕНИЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ ПОРОШКОВ

Реновация деталей автотракторной техники обеспечивает экономию высококачественного металла, топлива, энергетических и трудовых ресурсов, а также рациональное использование природных ресурсов и охрану окружающей среды. Для восстановления работоспособности изношенных деталей требуется в 5...8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей. Применение для восстановления изношенных деталей современных методов нанесения покрытий и, в первую очередь, с использованием порошковых твердых сплавов способствует значительному повышению их долговечности. Одним из перспективных методов получения порошка, практически из любого токопроводящего материала, в том числе и твердого сплава, отличающийся относительно невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса, является метод электроэрозионного диспергирования (ЭЭД).

Для получения порошка из отходов спеченных твердых сплавов марки Т15К6 методом электроэрозионного диспергирования использовали установку для ЭЭД токопроводящих материалов, разработанную авторами.

Полученный порошок был использован в качестве упрочняющей фазы в электролите железнения. За объект реновации был принят поршневой палец двигателя СМД–14/18/20. Материал пальца − сталь 12ХН3А. Термообработка: Цементация наружной поверхности при температуре 920–940ºС на глубину 1,1–1,7 мм; закалка при 800–810ºС в масле; отпуск при 200–220ºС на воздухе. Твердость: HRC 56…62. Вес: 0,742 кг.

Технические условия на приемку для восстановления:

1. Принимается для восстановления палец с наружным диаметром не менее 41,50 мм.

2. Не принимается для восстановления палец, имеющий трещины, сколы и отслоения цементационного слоя

Технология восстановления:

1. Установить палец на поддерживающий нож и шлифовать до удаления износа, но не менее диаметра 41,50^-0,05 мм. Шероховатость поверхности должна быть Ra 1,25. Поверхность должна быть без забоин, следов износа, коррозии и черновин.

2. Смонтировать пальцы на подвесные приспособления.

3. Провести анодную обработку пальцев в щелочной ванне.

4. Промыть пальцы водой.

5. Нанести композиционное гальваническое покрытие пальца до диаметра 42,10 мм:

– электролит железнения: хлористое железо (FeCl₂·4H₂O) – 300 г/л, соляная кислота (HCl) – 0,8–1,5 г/л.

– дисперсная фаза – порошок, полученный методом ЭЭД из отходов спеченных твердых сплавов, размером менее 1 мкм;

– температура ванны 80ºС;

– сила тока 60 А/дм²;

– концентрация порошка в электролите 100 г/л;

– время обработки в зависимости от толщины наносимого покрытия.

6. Промыть пальцы водой.

7. Провести нейтрализацию пальцев в щелочной ванне.

8. Промыть пальцы водой (5–6 окунаний).

9. Демонтировать пальцы с навесных приспособлений.

10. Установить палец на поддерживающий нож и шлифовать до диаметра 42_+0,01^+0,02 мм. Шероховатость поверхности должна быть Ra 1,25.

11. Проверить пальцы на магнитном дефектоскопе. Сколы и трещины не допускаются.

12. Установить палец на поддерживающий нож и полировать до диаметра 42_-0,009^+0,001 мм (2–3 прохода).

13. Рассортировать поршневые пальцы на группы по наружному диаметру.

Восстановленный поршневой палец должен отвечать следующим требованиям:

1. Шероховатость наружной полированной поверхности должна быть Ra 0,32.

2. На полированной поверхности пальцев трещины, риски, черновины, волосовины, следы коррозии, забоины, острые кромки и заусенцы не допускаются.

3. Твердость наружной цилиндрической поверхности пальцев должна быть в пределах HRC 56...62.

4. Овальность, конусность и граненость наружной поверхности допускаются не более 0,002 мм.

5. Внутренняя поверхность пальца должна быть концентрична наружной. Разностенность допускается не более 0,5 мм.

7. Восстановленные поршневые пальцы подвергаются 100%-ной проверке по внешнему виду, основным размерам и твердости.

8. По наружному диаметру пальцы сортируют на две группы.

Работа выполнена по теме гранта Президента Российской Федерации № МК-1765.2013.8.