Способ восстановления служебных свойств крышек цилиндров двигателей внутреннего сгорания из высокопрочного чугуна с глобулярным графитом

 

Сущность изобретения: у крышек цилиндров удаляют технологические пробки, отжигают в печи при ограниченной (520С) температуре, проводят дробеочистку внутренней полости струей неколотой чугунной дроби размером 1,5 - 3,5 мм, подаваемой со скоростью не менее 15 м/с через отверстия и затем промывают эту полость.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности к крышкам цилиндров, и может быть использовано при ремонте этих крышек.

Межремонтный срок форсированного ДВС определяют, в основном, крышки цилиндров, изготовленные преимущественно из высокопрочного чугуна (ВПЧ НМ) с глобулярным графитом легированного никелем и молибденом.

Накапливаемые в процессе эксплуатации в их днищах остаточные напряжения растяжения и нарушения кристаллической структуры металла, а также нарастающий на днище со стороны полости охдаждения слой отложений имеют некоторый предел, за которым следует лавинообразное разрушение днища. Этот предел определяет срок замены крышек, что связано с большимим затратами ввиду их высокой стоимости.

Восстановление служебных свойств крышек цилиндров позволило бы использовать их повторно и уменьшить за этот счет затраты при ремонтах.

Известен способ очистки металлических поверхностей от отложений и их упрочнения дробенаклепок. Однако в этой работе не даны конкретные режимы обработки. Кроме того, для выполнения такой обработки необходимо обеспечение доступа к обрабатываемой поверхности.

Известен также способ восстановления служебных свойств крышек цилиндров ДВС из высокопрочного чугуна с глобулярным графитом, включающий термообработку.

Однако указанный способ не предусматривает очистку поверхностей крышек от отложений.

Целью изобретения является снижение затрат при ремонтах ДВС за счет восстановления служебных свойств крышек цилиндров и их повторного использования.

Это достигается тем, что у крышек удаляют по меньшей мере часть технологических пробок, закрывающих полость охлаждения, загружают крышки в нагревательную печь при температуре 573 К (300^оС), нагревают до 773-823 К (500-550^оС) со скоростью 60 К (60^оС/ч, выдерживают при температуре 773-793 К (500-520^оС) в течение 5-6 ч, охлаждают совместно с печью до 573 К (300^оС), далее - на воздухе. Затем обрабатывают внутренние полости охлаждения крышек струей неколотой чугунной дроби размером 1,5-3,5 мм, подаваемой сжатым воздухом со скоростью не менее 15 м/с в течение 15-20 мин через отверстия удаленных пробок под углом не менее 15^о к поверхности днища, после чего промывают полость охлаждения моющим раствором.

Предлагаемая выдержка крышек во время отжига при температуре 773-793 К (500-520^оС) вместо 843 К (570^оС) в известном способе снижает согласно проведенным экспериментам уровень остаточных напряжений до приемлемой величины - не более 100 МПа (1000 кгс/см²), в то же время не приводит к существенному окислению поверхностей при отсутствии в печи нейтральной среды, которое протребовало бы последующей механической обработки.

Сухая дробеочистка внутренних полостей крышек неколотой чугунной дробью размером 1,5-3,5 мм, подаваемой воздухом со скоростью не менее 15 м/с в течение 15-20 мин под углом не менее 15^о к очищаемой поверхности выбрана в ходе серии сравнительных экспериментов с разными параметрами дроби и ее потока, а также с другими способами - гидроочисткой, гидрополировкой, электрохимической очисткой и дробеочисткой методом встряхивания на вибростоле.

Предложенный способ обеспечивает полную очистку до металлического блеска всех поверхностей полости охлаждения; создание на днище упрочненного слоя металла толщиной 0,15-0,3 мм со стороны полости охлаждения повышает усталостную прочность днища крышки.

Предложенный способ благодаря указанным преимуществам позволяет просто и без сложного оборудования восстановить служебные свойства крышек и повторно использовать их на двигателе на срок до второго капитального ремонта при небольшом (на 10-15% ) увеличении относительной доли ожидаемых отказов. Так как обработка крышек предложенным способом в несколько раз дешевле их изготовления вновь, то затраты на капитальный ремонт двигателя резко снижаются.

Формула изобретения

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СВОЙСТВ КРЫШЕК ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА С ГЛОБУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ, включающий термообработку, отличающийся тем, что перед термообработкой у крышек удаляют по меньшей мере часть технологических пробок, закрывающих отверстия в стенках полостей охлаждения, термообработку ведут путем загрузки крышек в нагревательную печь при 573К (300^oС), нагрева до 773 - 823 К (500 - 550^oС) со скоростью 60 град/ч, выдержки при 773 - 793 К (500 - 520^oС) в течение 5 - 6ч, охлаждения совместно с печью до 573 К (300^oС), далее - на воздухе, после термообработки поверхности полостей охлаждения крышек обрабатывают струей неколотой чугунной дроби размером 1,5 - 3,5 мм, которую подают сжатым воздухом со скоростью 15 м/с в течение 15 - 20 мин через отверстия в стенках полостей охлаждения под углом не менее 15^o к обрабатываемым поверхностям, затем полости охлаждения промывают моющим раствором.