Способ восстановления вкладышей коленчатого вала двигателя

 

Использование: изобретение относится к ремонтному производству и может быть использовано при восстановительном ремонте дизельных двигателей тепловозов в условиях локомотивного депо. Сущность изобретения: антифрикционный упрочняющий слой наносят на рабочую поверхность вкладыша посредством центробежной заливки баббитом с предварительным покрытием флюсом и лужением рабочей поверхности, при этом полуда для лужения содержит олово, свинец и примеси при предложенном процентном соотношении, а баббит для центробежной заливки вкладышей содержит натрий, кальций, магний, свинец и олово при следующем соотношении компонентов, мас. %: натрий 0,2-0,4; кальций 0,3-0,55; магний 0,06-0,11; олово 1,5- 2,1; свинец - остальное. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к ремонтному производству и может быть использовано при восстановительном ремонте дизельных двигателей тепловозов в условиях локомотивного депо.

Известен способ ремонта корпусных деталей путем обезжиривания ремонтируемых деталей, нанесения герметика на основе спиртосодержащей полимерной смолы с последующим отверждением герметика [1] Недостатком способа является длительность отверждения герметика, доходящая до 80-85 ч.

Известен также способ восстановления изношенных поверхностей деталей типа валов путем нагрева предварительно нанесенного полимерного слоя до температуры литья под давлением с последующим ступенчатым снятием давления и ступенчатым охлаждением до температуры разъема пресс-форм [2] Недостатком указанного способа является низкое качество ремонта из-за наличия остаточных напряжений и образования микротрещин в герметике.

Известен способ восстановления вкладышей коленчатого вила двигателя путем нанесения антифрикционного упрочняющего слоя на рабочую поверхность с последующей механической обработкой поверхности покрытия [3] Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления вкладышей, включающий нанесение на рабочую поверхность вкладыша антифрикционного покрытия посредством центробежной заливки баббитом с предварительным лужением его рабочей поверхности и механическую обработку покрытия [4] Однако известный способ не обеспечивает высокого качества ремонта. Описываемый способ позволяет повысить качество ремонта, снизить продолжительность технологического цикла и вредных для здоровья технологических процессов.

Достигается указанный результат за счет того, что лужение осуществляют в течение 2-4 мин при температуре 360-370^oС смесью, содержащей олово, свинец и технологические примеси при соотношении компонентов, мас.

Олово 19-21 Примеси технологические 0,2-0,35 Свинец Остальное На достижение указанного результата оказывает влияние также то, что перед лужением свинец загружают в подогретый до 300^oС тигель, доводят до температуры плавления и нагревают до температуры 370-390^oС, после чего вводят олово, предварительно нагретое до температуры 100-150^oC и рафинируют полученный состав сухим гранулированным нашатырем при температуре 380-400^oС.

Согласно описываемому способу для центробежной заливки используют баббит, содержащий натрий, кальций, магний, свинец и олово при следующем соотношении компонентов, мас.

Натрий 0,2-0,4 Кальций 0,3-0,55 Магний 0,06-0,11
Олово 1,5-2,1
Свинец Остальное
Пример осуществления способа. Производят подбор вкладышей в соответствии с техническими требованиями по внешнему состоянию и наличию натяга, обезжиривают, промывая в горячей воде. Осуществляют механическую расточку вкладыша на фрезерном станке в пределах 0,2-0,5 мм, достаточных для снятия гальванического покрытия и слоя свинцовистой бронзы. Производят сборку вкладышей в обойму. Приготавливают флюс следующим образом: в концентрированной соляной кислоте растворяют куски чушкового цинка до полного насыщения раствора, в полученный раствор хлористого цинка добавляют нашатырь в количестве 100-150 г/л. Покрывают рабочую поверхность вкладыша флюсом, при неполном смачивании поверхности обезжиривание повторяют. Сушат вкладыши в электрошкафу при 200-240^oС в течение 4 ч. Готовят полуду при следующем соотношении компонентов, мас. олово 19-21, свинец остальное. Примеси: сурьмы не более 0,2% меди не более 0,15% Количество приготовляемой в тигле полуды должно быть в 16-20 раз больше веса заготовки.

В предварительно подогретый до 300^oС тигель загружают свинец, расплавляют при 327^oС и нагревают до 370-390^oС, затем вводят олово, предварительно подогретое до температуры 100-150^oС. Полуду рафинируют сухим гранулированным нашатырем непосредственно перед лужением при 380-400^oС.

Подогретые в электрошкафу вкладыши погружают в тигель с полудой, выдерживают в ней в течение 2-4 мин до окончания выделения пузырьков на поверхности. При лужении вкладышей температура полуды должна быть в пределах 360-370^oС.

Приготавливают баббит для центробежной заливки вкладышей при следующем соотношении компонентов, мас. натрий 0,2-0,4; кальций 0,3-0,55; магний 0,06-0,11; олово 1,5-2,1; свинец остальное. Примеси, не более: висмут 0,2; сурьма 0,2; медь 0,15; алюминий 0,02; прочие 0,3.

Количество расплавленного бабита принимают такое, чтобы время от момента расплавления баббита до его полной разливки не превышало 1,5 работы.

В течение заливки температура сплава должна быть в пределах 530-560^oС. Перед началом заливки планшайбу и воронку нагревают до 150^oС.

После нагрева планшайб извлекают заготовку и устанавливают ее в планшайбу станка. Устанавливают также литниковую воронку, включают станок и мерным ковшом непрерывной струей заливают баббит. Скорость заливки сплава: 1-2 кг/с. Скорость вращения планшайбы станка составляет 730 об/мин.

После окончания заливки включают воздушное охлаждение, охлаждая 40-60 с, поместив в шкаф для равномерного остывания.

Вкладыши, остывшие до 40-50^oС, передают на механическую обработку.

Предлагаемый способ нанесения антифрикционного покрытия на стальные вкладыши методом центробежной заливки баббитом достаточно прост и технологичен, экономичен и исключает применение существовавшей ранее технологии нанесения гальванического покрытия при одинаковом качестве ремонта, а также экологически безопасен.

Формула изобретения

1. Способ восстановления вкладышей коленчатого вала двигателя, включающий нанесение на рабочую поверхность вкладыша антифрикционного упрочняющего слоя посредством центробежной заливки баббитом с предварительным лужением его рабочей поверхности и механическую обработку покрытия, отличающийся тем, что лужение осуществляют в течение 2 4 мин при 360 370^oС смесью, содержащей олово, свинец и технологические примеси, при следующем соотношении компонентов, мас.

Олово 19 21
Примеси технологические 0,2 0,35
Свинец Остальное
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед началом лужения свинец загружают в подогретый до 300^oС тигель, доводят до температуры плавления и нагревают до 370 390^oС, после чего вводят олово, предварительно нагретое до 100 150^oС, и рафинируют полученный состав сухим гранулированным нашатырем при 380 400^oС, а затем погружают в тигель предварительно подогретые вкладыши и осуществляют лужение.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что баббит для центробежной заливки содержит натрий, кальций, магний, свинец и олово при следующем соотношении компонентов, мас.

Натрий 0,2 0,4
Кальций 0,3 0,55
Магний 0,06 0,11
Олово 1,5 2,1
Свинец Остальное.