Способ упрочнения плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей

 

Изобретение относится k химикотермической обработке стальных изделий , в частности к упрочнению поверхностей трения плунжерных прецизионных пар топливных насосов дизельных двигателей . Цель изобретения - повышение антифрикционных свойств плунжерных пар и интенсификация процесса. Плунжерную пару в сборе подвергают нагреву ТВЧ в области впускного и выпускного окон до 800-830°С с одновременным сообщением плунжеру осциллирующих движений вдоль его оси. После закалки плунжеры и втулки в раскомплектованном виде подвергают низкому отпуску при 130-150 с в ванне с раствором солей в течение 1 ч, 3 ил., 1 табл. 1(Л 4; СО (X)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 С 21 D I 78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3942618/22-02 (22) 12.08.85 (46) 15.05.87. Бюл. Ф 18 (71) Саратовский институт механизации сельского хозяйства им. М.И. Калинина (72) Г.П. Шаронов, Б.С. Хохлов, В.И. Йыпцын и Д.Б. Лабаров (53) 621.785.79(088.8) (56) Записки Ленинградского сельскохозяйственного института. T. 109.

Механизация и электрификация сельского хозяйства. Л.: Колос, 1966, с. 239. (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ПЛУНЖЕРНЫХ ПАР

ТОПЛИВНЫХ НАСОСОВ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛкй

„Я0„„1310438 А1 (57) Изобретение относится к химикотермической обработке стальных изделий, в частности к упрочнению поверхностей трения плунжерных прецизионных пар топливных насосов дизельных двигателей. Цель изобретения — повышение антифрикционных свойств плунжерных пар и интенсификапия процесса. Плунжерную пару в сборе подвергают нагреву ТВЧ в области впускного и выпускного окон до 800-830 С с одновремейным сообщением ллунжеру осциллирующих движений вдоль его оси. После закалки плунжеры и втулки в раскомплектованном виде подвергают низкому отпуску при 130-!50 С в ванне с раствором солей в течение 1 ч. 3 ил., 1 табл.

131 04 Изобретение относится к химико-термической обработке стальных изделий, в частности к упрочнению поверхностей трения плунжерных прецизионных пар топливных насосов дизельных двигате5 лей.

Цель изобретения — повышение антифрикционных свойств плунжерных пар и интенсификация процесса.

На фиг. 1 представлена плунжерная 10 пара в сборе при нагреве ТВЧ, общий вид; на фиг. 2 — графики зависимости изменения размеров деталей плунжерных пар от температуры и времени нагрева; на фиг. 3 — графики зависимос- 15 ти глубины сульфохромированного слоя от продолжительности обработки в ванне с химически активными веществами,"ХАВ).

Способ осуществляют следующим об- 20 разом.

Плунжерные пары в сборе нагревают в индукторе 1 не более 3-5 с, до 800830ОС.

Нагреву подвергают зоны рабочих 25 поверхностей 2 в области впускных и выпускных окон на расстоянии 15-20 мм от торцов плунжера 3 и втулки 4 (фиг. 1), что позволяет избежать значительных деформаций, возникающих при30 нагреве, увеличить у плунжера 3 и уменьшить у втулки 4 диаметральные размеры. Изменение диаметральных размеров происходит эа счет структурных превращений аустенита в мартенсит с 35 мелкоигольчатой структурой большей твердости, что приводит к упрочнению поверхностей деталей. Для обеспечения равномерной глубины прогрева плунжерной паре сообщали непрерывное враща-, 40 тельное движение в индукторе, а плунжеру дополнительно осциллирующее движение вдоль его оси, способствующее интенсификации процесса. При этом уменьшение диаметрального размера ра- 45 бочей зоны поверхности втулки происходит с копированием геометрической формы, шероховатости и размера поверхности рабочей зоны поверхности плунжера. 50

После ТВЧ и охлаждения на воздухе плунжерные пары (в раскомплектованном виде) подвергаются низкому отпуску с одновременным сульфохромированием при 130-150 С в течение 60 мин в соляной ванне, что позволяет повысить антифрикционные свойства, улучшить контактирование рабочих поверх38 2 ностей прецизионных деталей, снизить коэффициент трения и интенсивность износа и сократить продолжительность вхождения сопряжения в режим нормальной работы.

Пример. Проведены испытания на плунжерных парах топливных насосов 238 НБ, изготавливаемых из стали

25Х5МА. Зазор в плунжерных парах от 15 до 20 мкм. Гидроплотность пар менее 5 секунд. Плунжерные пары подвергали нагреву ТВЧ, как показано на. фиг. 1. Температура нагрева 800830 С, продолжительность нагрева от

3 до 5 с. Нагреву подвергали поверхность рабочей зоны впускного и выпускного окон на расстоянии 15-20 мкм от торцов плунжера и втулки 2. После обработки ТВЧ зазор в парах составил от 2 до 5 мкм, гидроплотность до 20 с, что отвечает требованиям ремонтно-технических условий.

Экспериментальным путем установлено, что при нагреве до 800-830 С продолжительностью 3-5 с происходит оптимальное приращение размеров деталей плунжерных пар с незначительным искажением геометрической формы (до

5-8 мкм против 15-20 мкм по способупрототипу). Как видно,из фиг. 2, при температуре выше 830 С наблюдается значительное искажение геометрических форм, а при температурах ниже

800 С не достигается необходимого приращения размеров.

На фиг. 1 позициями I u II обозначены приращения размеров соответственно плунжера и втулки, а позициями

III и ЕЧ искажение их геометрической . формы (коробление).

Осциллирующее движение плунжера. вдоль его оси осуществляется на промежутке 15-20 мм с повторностью 1 ход за 2 с из расчета, что обработка деталей плунжерной пары ТВЧ длится 35 с. Это способствует интенсификации процесса с улучшением качества обработанной поверхности.

После закалки с индукционным на- гревом детали плунжерных пар подвергали низкому отпуску при 130-150 С, совмещенному с процессом насыщения поверхностных слоев деталей химическими соединениями, улучшающими контактирование рабочих поверхностей деталей, снижающих коэффициент трения, в соляной ванне следующего состава, вес.Е: NaOH 43,0-45,0; S 0,4-0,6;

1310438

Результаты сравнительных испытаний экспериментальных плунхерных пар топливных насосов 238НБ

Цикловая подача

ГидроплотКонтакт рование рабочих поверхностей, ДавлеИнтенсивность нэнашива"

Шероховатость,мхм

Коэффициент трения

Плунхерные пары

Время испытаний, ч ние, ИПа ность, с топлива, мм/цикл ния, мкм/ч

Обработанные ТВЧ по прототипу

39 18

30 0,05 0,043 О,ll0 (l0 кл.) Обработанные по предлагаемому способу

30 0,04 0,023 0,045 100 90 39 25 (!2 .) Na2S 0,9-1,1; Na2S203 1,0-2,0; Cr03

9,0-11,0; Н20 остальное.

Продолжительность выдержки деталей плунжерных пар в соляной ванне составляет 1 ч при !30-150 С. За это время происходит полное насьпцение поверхностных слоев деталей химическими соединениями с образованием покрытия толщиной 8-10 мкм, что является оптимальным для данного сопряжения. Выдержка деталей свыше 1 ч не приводит к увеличению размеров покрытия в результате полного насыщения рабочих поверхностей активными компонентами (фиг. 3, позиция I плунжер, позиция II - втулка). Общее время обработки составляет 1 ч 23 мин.

По способу-прототипу методом деформации с помощью нагрева ТВЧ и последующей закалки восстанавливается только втулка (гильза). Низкий. отпуск осуществляют при 150 С, время выдержки 6 ч. Основным недостатком этого метода является то, что втулка претерпевает значительную пластическую деформацию при нагреве, которая, в свою очередь, сопровождается возникновением высоких внутренних напряжений. В результате наблюдается существенное искажение геометрической формы отверстия втулки. Величина искажений (овальности и двойной конусности) достигает 15-20 мкм, что в значительной степени осложняет проведение доводочных операций. 35

По предлагаемому способу не требуется разбивки на определенные размерные группы для спаровки их с плунжерными парами соответствующих размерных групп, как при осуществлении способа-прототипа, так как втулка и плунжер восстанавливаются в сборе, что значительно упрощает технологию дальнейшей их комплектации, доводки и притирки.

Данные сравнительных износных испытаний деталей плунжерных пар после обработки по способу †прототи и предлагаемому способу приведены в таблице.

Гидроплотность после сульфохромирования с низким отпуском составила от 25 до 30 с, что соответствует техническим условиям при комплектовке новых плунжерных пар.

Формула изобретения

Способ упрочнения плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей, включающий нагрев ТВЧ, закалку и низкий отпуск, о т л и ч а ю— шийся. тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств плунжерных пар и интенсификации процесса, нагреву ТВЧ подвергают плунжерную пару в сборе в области впускного и выпускного окон до температуры 800о

830 С, и при этом плунжеру сообщают осциллирующее движение вдоль его оси, плунжер и втулку дополнительно подвергают сульфохромированию, а отпуск проводят одновременно с сульфохромированием продолжительностью не менее 1 ч.

1310438

7ЯО

УОО

Я 4

Юрежг юг,ое cr,с

4908 .Г

1310438

Ъ 8

Ю

30 60

Время выдержки Ю ХЯВ, мин

Фиг. Я

120

Составитель В. Китайский

Редактор Л. Пчолинская Техред >.Коданич, КоРРектоР С. Щекмар

Заказ 1869/26 Тираж 550

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое прецприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4