Способ восстановления изношенных деталей из алюминия и его сплавов

 

Изобретение относится к восстановлению изношенных деталей из алюминия и его сплавов, например для восстановления высоты (объема) камер сгорания головок цилиндров автотракторных двигателей. Задачей изобретения является повышение долговечности восстановленных деталей за счет увеличения прочности сцепления наплавленного и основного металла и защиты восстановленной поверхности от воздействия высоких температур. Поставленная задача достигается тем, что в данном способе, включающем предварительную подготовку детали, наплавку намораживанием в кокиле с расплавом литейного алюминиевого сплава, механическую обработку, после механической обработки проводят термическую обработку детали, а затем микродуговое оксидирование в щелочном электролите, при этом механическую обработку ведут с учетом увеличения размеров детали при микродуговом оксидировании. Техническим результатом данного изобретения является увеличение на 30-35% прочности сцепления основного металла детали с наплавленным, снижение более чем в 2 раза нагрева восстановленной поверхности и тем самым значительное увеличение долговечности деталей при эксплуатации. 1 табл.

Изобретение относится к области восстановления изношенных деталей из алюминия и его сплавов, например для восстановления высоты (объема) камер сгорания головок цилиндров автотракторных двигателей.

Известен способ восстановления подшипниковых и уплотняющих блоков шестеренных насосов типа НШ-К, включающий наплавку в среде защитных газов и механическую обработку [1].

Способ характеризуется низкой производительностью при восстановлении крупногабаритных деталей и перегревом металла наплавляемой детали, приводящему к ее деформации, и как следствие увеличению расхода присадочного материала для получения наплавленного слоя металла, необходимого для компенсации износа.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ наплавки деталей намораживанием, включающий предварительную подготовку детали, наплавку намораживанием в кокиле с расплавом литейного алюминиевого сплава с температурой 68510oС и механическую обработку до номинального размера [2].

Однако данный способ характеризуется низкой долговечностью восстановленных деталей.

Задачей изобретения является повышение долговечности восстановленных деталей за счет увеличения прочности сцепления наплавленного и основного металла и защиты восстановленной поверхности от воздействия высоких температур.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем предварительную подготовку детали, наплавку намораживанием в кокиле с расплавом литейного алюминиевого сплава, механическую обработку, согласно изобретению после механической обработки проводят термическую обработку детали, а затем микродуговое оксидирование в щелочном электролите, при этом механическую обработку ведут с учетом увеличения размеров детали при микродуговом оксидировании.

Способ осуществляется следующим образом.

Для восстановления изношенных головок цилиндров автотракторных двигателей, изготовленных из сплава АЛ4, производят предварительную подготовку детали, включающую: фрезерование наплавляемой поверхности, обезжиривание ее бензином или уайт-спиритом, нагрев в печи до 41015oС (неравномерность нагрева не более 10oС), покрытие нагретой поверхности флюсом АН-А301 (лучше сухим порошком, размер фракции не более 1,5 мм).

После этого головку цилиндров погружают в кокиль с расплавом сплава АЛ4 с температурой 68510oС и сообщают головке цилиндров колебания в горизонтальной плоскости с частотой 5...20 Гц и амплитудой 8...10 мм одновременно с качательными движениями на угол 2,5 градуса наклона восстанавливаемой поверхности от положения равновесия. Колебания прекращают при сформированной галтели соединения, что свидетельствует об отсутствии активности флюса.

После наплавки слиток охлаждают, удаляют остатки флюса и проводят механическую обработку наплавленного слоя металла - расточку на горизонтально-фрезерном станке в специальном приспособлении. Режим черновой расточки: частота вращения инструмента - 880 мин-1, глубина резания - 1,0 мм, подача - 0,5 мм/мин; режим чистовой расточки: частота вращения инструмента - 1200 мин-1, глубина резания - 0,2 мм, подача - 0,1 мм/мин.

Расточку ведут до определенных размеров с учетом их увеличения при микродуговом оксидировании.

Далее проводят термическую обработку наплавленной детали, которая заключается в ее нагреве до температуры 550...570oС и последующей выдержке в течение 2. ..3 ч. При данной термообработке за счет диффузии молекул прочность сцепления наплавленного и основного металла увеличивается на 30...35% (таблица).

Затем осуществляют микродуговое оксидирование в щелочном электролите следующего состава: едкий калий - 5 г/л, жидкое стекло - 7 г/л. Режим обработки: плотность тока - 20 А/дм2, температура электролита - 18...23oС, продолжительность - 1,5 ч. Прирост размеров составляет 90...100 мкм, при этом общая толщина керамического покрытия - 150...160 мкм. При эксплуатации детали керамическое покрытие данной толщины позволит снизить более чем в 2 раза нагрев восстановленной поверхности и уменьшить ее коробление (таблица).

Результаты сравнительных испытаний предлагаемого способа и прототипа представлены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет в результате термообработки увеличить на 30...35% прочность сцепления основного металла детали с наплавленным, а за счет формирования керамического покрытия снизить более чем в 2 раза нагрев восстановленной поверхности, тем самым значительно увеличить долговечность деталей при эксплуатации.

Источники информации 1. "Ремонт машино-тракторного парка и восстановление деталей", Экспресс-информация, выпуск 3, АгроНИИТЭИНТО, М., 1987, с. 12...15.

2. А.С. 1294470 A1, B 22 D19/10, 27/08, опубл. в БИ 9, 1987 - прототип.

Формула изобретения

Способ восстановления изношенных деталей из алюминия и его сплавов, включающий предварительную подготовку детали, наплавку намораживанием в кокиле с расплавом литейного алюминиевого сплава, механическую обработку, отличающийся тем, что после механической обработки проводят термическую обработку детали, а затем микродуговое оксидирование в щелочном электролите, при этом механическую обработку ведут с учетом увеличения размеров детали при микродуговом оксидировании.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ремонта броневой защиты боевых машин

Изобретение относится к области ремонта броневой защиты боевых машин

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к восстановлению двигателей

Изобретение относится к техническому обслуживанию и ремонту стеклоэмалевых, стеклокристаллических и других защитных покрытий и может быть использовано в нефтехимической, химической, пищевой, фармацевтической промышленности

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при восстановительном ремонте ацетиленовых баллонов, а также при изготовлении ацетиленовых баллонов и баллонов высокого давления других модификаций и назначений
Изобретение относится к области ремонта сваркой и может быть использовано при ремонте роликов машин непрерывного литья заготовок, роликов рольгангов горячей прокатки и других деталей металлургического оборудования

Изобретение относится к способам ремонта стояков алюминиевых электролизеров с использованием электродуговой сварки
Изобретение относится к способам ремонта магистральных трубопроводов для транспортировки жидких и газообразных продуктов, а более конкретно - к сварке плавлением

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в турбомашиностроении

Изобретение относится к технике восстановления деталей наплавкой и может быть использовано во многих отраслях промышленности, в частности на ремонтных заводах
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при восстановлении рабочих стенок кристаллизатора без его разборки

Изобретение относится к литейному производству, в частности к оборудованию для восстановления изношенных внутренних цилиндрических поверхностей деталей

Изобретение относится к сварке и наплавке и может быть применено для восстановления поверхностей катания, в т.ч

Изобретение относится к нанесению покрытия на изношенные поверхности деталей машин, например при ремонте коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для наплавки внутренних поверхностей, преимущественно цилиндрических деталей, например втулок или подшипников скольжения

Изобретение относится к сварочной технике и технологии, конкретнее - к наплавочным устройствам для восстановления колесных пар подвижного состава

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к центробежной наплавке, и может быть использовано для восстановления изношенных внутренних поверхностей гильз цилиндров и других деталей, имеющих форму тел вращения
Наверх