2534

Электрохимическая обработка включает в себя анодное травление в 10%-м растворе соляной кислоты (HCl) и анодную очистку в 30%-м растворе серной кислоты (H2SO4).

Процесс нанесения покрытия проводят в электролите, содержащем: 580-600 г/л хлористого железа; хлористый никель 15-25 г/л; 1,8-2 г/л соляной кислоты при следующих режимах: плотность тока – 15 А/дм2 и

температура электролита – 70-80 oC.

Внешний вид покрытия электролитического железа, осажденного на опоры блока цилиндров, представлен на рис. 5.27.

Рис. 5.27. Внешний вид покрытия электролитического железа, осажденного на опоры блока цилиндров

После нанесения покрытия необходимо провести ряд окончательных операций:

-промывка;

-нейтрализация в щелочном растворе;

-промывка горячей водой;

-демонтаж вневанного приспособления;

-механическая обработка восстановливаемой коренной опоры. Промывка коренной опоры блока происходит в горячей воде при

температуре 60 oC. Нейтрализация проводится в 10%-ном растворе каусти-

ческойсоды. Последемонтажавневанногооборудованияпродутькоренную опору сжатым воздухом.

Последняя операция заключается в механической обработке восстанав-

ливаемой коренной опоры двигателя, в номинальный размер.

Таким образом, контроль размеров и формы ресурсоопределяющих

поверхностей деталей и восстановление их по потребности, снизит затраты

на обеспечение работоспособности силовых агрегатов автомобиля за счет предупреждения отказов и своевременного их устранения на основе прогнозирования технического состояния и закономерностей формирования свойств поверхностей ресурсоопределяющих деталей при восстановлении.

193

5.4. Технология восстановления деталей наплавочными металлопокрытиями

Привосстановлениидеталеймашиннаплавочнымиметаллопокрытиями за основу взят технологический процесс наплавки под слоем флюса (по технологии лаборатории восстановления деталей наплавочными металлопокрытиями кафедры «Автомобили и автомобильное хозяйство» СГТУ имени Гагарина Ю.А.), табл. 5.9.

Таблица 5.9 Технологической процесс восстановления коленчатого вала двигателя

КамАЗ

194

Восстановление коленчатых валов наплавкой под слоем флюса (рис. 5.28), с последующей механической обработкой, позволяет повысить их

эксплуатационный ресурс, обеспечивая стабильность размеров и формы

восстановленных поверхностей и физико-механических свойств нанесенного металлопокрытия [9, 41].

Наплавляют легированной проволокой Нп-30ХГСА при режиме: напряжение дуги – 25…30 В; сила тока – 180…220 А; шаг наплавки – 4…6 мм/об; скорость подачи проволоки – 1,6…2,1 м/мин; частота вращения вала – 2…2,5 мин-1 – при наплавке коренных и 2,5…3 мин-1 – при наплавке шатунных шеек [9, 41].

Рис. 5.28. Наплавка шеек коленчатого вала КамАЗ–740

Наплавленный металл монолитен, не имеет трещин, пор, обладает твердостью 32...40 HRC, возникающие в поверхностном слое полезные

сжимающие остаточные напряжения имеют значительную величину. В то же время технологический процесс нанесения наплавочных металлопокрытий под слоем флюса не обеспечивает необходимый ресурс восстановленной детали кривошипа.

Анализ наплавочных процессов восстановления коленчатых валов, в том числе зарубежных [294, 295, 298], теоретических и экспериментальных исследований позволил усовершенствовать технологический процесс наплавки под слоем флюса разработанный в СГТУ [9, 41]. Схема предлагаемого технологического процесса представлена ниже (рис. 5.29).

195

Сущность процесса оптимального трибосопряжения аналогична процессу, который происходит при избирательном переносе, возникающем при использовании присадок в маслах, на основе меди, с созданием защитной медной пленки толщиной 1-2 мкм.

В отличие от вышеописанного, создается слой медного покрытия, толщиной 2-3 мкм на шейках коленчатого вала электрохимическим натиранием. В результате протекания на поверхности контактирующих тел химических и физических процессов, происходит образование самоорганизующихся систем автокомпенсации износа и снижения трения. Это подтверждаетсяданными исследований условий схватывания поверхностей трения, проведенных на четырехшариковой машине трения, в соответствии с методикой, изложенной в разд. 2.

Исследовалсямоменттренияисхватыванияпривозрастающейнагрузке

насопряженныхповерхностяхстальныхиомедненныхшариковпритрении

скольжения.

Сочетание сопряжений исследуемых поверхностей:

1– верхний стальной шарик – нижние стальные шарики (сталь-сталь);

2– верхний стальной омедненный шарик – нижние стальные шарики

(медь-сталь);

3– верхний стальной шарик – нижние стальные омедненные шарики (сталь-медь);

4 – верхний стальной омедненный шарик – нижние стальные омедненные шарики (медь-медь).

Результаты исследований приведены на рис. 5.32.

198

Схватывание между металлическими поверхностями при трении происходит вследствие пластического деформирования на площадках фак-

тическогоконтактаивнедренияоднойповерхностиметаллавдругую, когда

происходит удаление окисных и адсорбированных пленок масел (рис. 5.33).

Рис. 5.33. Следы задиров на поверхности стального шарика вследствие фактического контакта с поверхностью других шариков при отсутствии масляной пленки

При трении стальных исследуемых шариков при нагрузке 160 Н момент трения увеличивался до 0,13 (Н.м) и происходило схватывание.

Результаты исследования трения верхнего омедненного шарика о нижние стальные шарики показывают, что схватывание поверхностей трения произошло при нагрузке, несколько большей (224 Н), чем при предыдущем исследовании. Это объясняется наличием тонкой пленки мягкого материала на твердой сопряженной поверхности, и когда при трении происходит удаление масляных и окисных пленок, некоторое время

роль смазки играет пленка плакирующего медного покрытия.

Результаты исследования трения верхнего стального шарика о нижние

омедненные шарики показывают, что с увеличением площади медного

покрытия нагрузка, при которой происходит схватывание (рис. 5.34), значительно больше (560 Н), рис. 5.33.

199