Способ восстановления крышек цилиндров двигателей внутреннего сгорания из высокопрочного чугуна заваркой

 

Сущность изобретения: предлагается при капитальном ремонте крышек цилиндров двигателей внутреннего сгорания удалять возникшие в ходе эксплуатации трещины и прилегающий к ним слой металла, подвергшийся окислению и микроповреждению и обладающий неудовлетворительными механическими свойствами, путем заварки, для которой разделку трещины выполняют на глубину 20 мм от огневого днища с углом раскрытия 100 - 110и далее до вершины трещины - под углом 60.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности к восстановлению их путем заварки.

Известен способ восстановления крышек цилиндров ДВС заваркой, при котором в крышках из высокопрочного чугуна возникшие в ходе эксплуатации трещины разделывают со стороны огневого днища до основания с углом раскрытия около 60^о; нагревают в печи за 5 ч до 720-750^оС, оплавляют корень шва газовой горелкой с нормальным мягким пламенем, заполняют шов путем погружения в расплав присадочного прутка, после чего разогревают крышку в печи до 780^оС, выдерживают в течение 5 ч и охлаждают с печью [1] .

Недостатком способа является малый угол разделки шва, при котором для полного удаления в районе трещины подвергшийся окислению поверхностный слой металла со стороны огневого днища приходится уширять всю разделку, что снижает в общем последующий ресурс крышки.

Целью изобретения является повышение ресурса восстановленных крышек за счет удаления перед заваркой поврежденного поверхностного металла в районе трещины без дополнительного расширения завариваемой трещины.

Это достигается тем, что в известном способе восстановления крышек цилиндров ДВС заваркой, при котором в крышках из высокопрочного чугуна возникшие в ходе эксплуатации трещины разделывают со стороны огневого днища до основания, нагревают в печи за 5 ч до 993-1023 К (720-750^оС), оплавляют корень шва газовой горелкой с нормальным мягким пламенем, заполняют шов путем погружения в расплав присадочного прутка, после чего разогревают крышку в печи до 1053 К (780^оС), выдерживают в течение 5 ч и охлаждают с печью, согласно изобретению разделку трещины выполняют на глубину 20 мм от огневого днища с углом раскрытия 100-110^оС и далее - до вершины трещины - под углом 60^о.

Металлографические исследования крышек с трещинами, возникшими в огневом днище в ходе эксплуатации, четко выявили наличие слоя металла, пронизанного сеткой микротрещин и имеющего разрушенную структуру, на ширину до 25 мм в обе стороны от линии трещины, убывающего по ширине практически до размера самой трещины по мере углубления от огневой поверхности крышки до глубины 15-20 мм.

Этот металл подлежит обязательному удалению, поскольку он потерял не только структуру, но и исходный состав, насыщен окислами и в случае сплавления с присадочным материалом при заварке придаст всему объему расплава, заполнившего шов, неудовлетворительные механические свойства. Удаление его путем разделки по известному способу с углом раскрытия 60^о потребует расфрезеровки места трещины на полную глубину до 40-50 мм в ширину, т. е. практически вырезки целого фрагмента днища и замены его наплавленным металлом. Такой широкий шов присадочного металла ослабляет конструкцию и снижает ресурс крышки после восстановления.

Переход на предложенную конфигурацию разделки под углом 100-110^о до глубины 20 мм и далее до вершины - под углом 60^о позволяет свести к минимуму удаление "здорового" металла в районе трещины, способствует максимальному сохранению коренного металла, его связи с соседними слоями и за счет этого - максимальному восстановлению ресурса крышки.

Формула изобретения

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРЫШЕК ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА ЗАВАРКОЙ, при котором трещины в крышках разделывают со стороны огневого днища, нагревают крышки в печи за 5 ч до 993 - 1023 К (720 - 750^oС), оплавляют корень шва газовой горелкой с нормальным мягким пламенем, заполняют шов путем погружения в расплав присадочного прутка, разогревают крышки в печи до 1053 К (780^oС), выдерживают в течение 5 ч, охлаждают с печью, отличающийся тем, что трещины разделывают на глубину 20 мм от огневого днища с углом раскрытия 100 - 110^o и далее - до вершин трещин - под углом 60^o.