Восстановление деталей железнением. Покрытие твердым (износостойким) железом

Восстановление деталей железнением стало возможным с получением твердых износостойких осадков из горячих хлористых электролитов, разработанных М.П. Мелковым.

Из числа электролитов, исследованных М.П. Мелковым, наибольшее практическое применение получил электролит состава (г/л):

хлористое железо FeCl₂4H₂O, г/л 200,

соляная кислота HCl, г/л 0,6…0,8.

Режим электролиза:

температура, С 50…80,

плотность тока, А/дм²10…80.

Указанный электролит малой концентрации обеспечивает получение осадков толщиной 0,8…1,2 мм и микротвердостью 450…650 кг/мм². Электролит отличается устойчивостью в работе в отношении состава. Наряду с указанным электролитом в практике находят применение высоко- и среднеконцентрированный электролиты.

Восстановление деталей металлизацией. Сущность процесса и структурные особенности металлизационных покрытий

Металлизацией распыленным металлом называется процесс, при котором метал в виде проволоки подается в специальный аппарат – металлизатор – и по выходе из него расплавляется ацетиленокислородным пламенем, электрической дугой или током высокой частоты и затем дутьем сжатого воздуха или инертных газов наносится на поверхность детали.

В зависимости от способа расплавления металла металлизацию подразделяют на газовую, электродуговую и высокочастотную. Восстановление деталей металлизацией включает: подготовку поверхности к нанесению покрытия, собственно металлизацию и последующую механическую обработку. Собственно металлизация состоит из трех процессов: плавления твердого металла проволоки, распыления расплавленного металла струей воздуха и формирования покрытия. Процесс плавления металла проволоки отличается высокой температурой электрической дуги, цикличностью и кратковременностью явлений, протекающих в очаге плавления. Плавление металла происходит в моменты горения и короткого замыкания дуги, в моменты же разрывов электрической цепи электродов плавление металла не происходит.

3.5.2. Испытание коробок передач и других агрегатов автомобиля

Целью испытания является проверка работы коробки на всех передачах без нагрузки и при постоянной нагрузке. Испытание производится при числе оборотов первичного вала коробки передач в пределах 1000…1400 в минуту (17…32 об/с). Для испытания коробки передач под нагрузкой применяются различные стенды: с механическим, гидравлическим и электрическим тормозами. В качестве примера на рис. 30 показан стенд с гидравлическим тормозом.

Рис. 30. Стенд для испытания коробок передач с гидротормозом:

1 – рама; 2 – плита; 3, 6, 8 – кожухи; 4 – гидротормоз; 5, 11 – муфты; 7 – коробка передач (редуктор); 9 – карданный вал; 10 – испытуемая коробка; 12 – подставка пускателя; 13 – электродвигатель; 14 – фундамент; 15 – фундаментные болты

Испытание коробки передач производится при крутящем моменте 83,5 нм, развиваемом электродвигателем. Стенд позволяет испытывать коробки передач и при большем крутящем моменте, что легко достигается заменой электродвигателя другим, большей мощности, и соответствующим увеличением тормозного момента гидротормоза за счет увеличения подачи воды [5, 6].

3.5.3. Оценка влияния импульсного теплового нагружения на послеремонтный ресурс отремонтированных деталей

Такими деталями являются в основном головки цилиндров двигателей среднего литража в случаях восстановления привалочных плоскостей, посадочных поверхностей сёдел клапанов и отверстий для свечей зажигания методами наплавки электрическим током в среде аргона. При этом высказывалось опасение, что отремонтированные таким образом детали на поверхностях камер сгорания будут иметь уменьшенный ресурс. Как известно, для возникновения и развития микротрещин с критической глубиной L_кпри нагреве поверхности необходимо условие

,

где мм – критическая глубина микротрещины на поверхности детали, возникающая вследствие местного нагрева; – поверхностная энергия наружной поверхности (слоя); Е – модуль Юнга поверхностного (восстановленного) слоя детали; с – постоянный коэффициент; _п – напряжения в поверхностном (восстановленном) слое детали, возникшие вследствие неравномерности нагрева,

,

где а – коэффициент (целое число);  – координата времени; е – основание натурального логарифма; t – приращение температуры на наружной поверхности восстановленной детали при возникновении «местных» перегревов; t_н (С) – начальное значение температуры [6].

Выражение для _псоответствует снижению прочности при возникновении дефектов молекулярных решёток по механизму Шоттки.

От температурного режима огневых поверхностей камер сгорания зависят как термическая стойкость деталей двигателей, так и процессы нагарообразования, в том числе для поршневых колец и их канавок. Так, называемый «квазистационарный» температурный режим, зафиксированный измерителями температуры (термопарами), соединенными с электронными потенциометрами (ЭПП), фиксирует лишь осредненные значения температур, включая также нагрев от тепловых импульсов при воздействии очагов горения смеси непосредственно на огневые поверхности камер сгорания. Для оценки погрешностей подобных измерений возможно использование уравнений импульсной теории теплопроводности Ф.М. Камья [7]:

;

,

где – значение «аналоговой температуры»;Р_о– объемная мощность постоянного импульса нагрева (вектор);Р– объемная мощность дополнительного импульса нагрева (вектор);u₁,u₂начальное и конечное значения времени воздействия импульса по «абсциссе наблюдения»;l– значениеРна «ординате наблюдения»;du– производная от времени воздействия импульса (скаляр);dl– производная от «ординаты наблюдения» (скаляр);d– изменениевследствие воздействия теплового импульса;F– функция измененияРпо координатамuиl.

При определении максимальных температур рабочего цикла по результатам обработки индикаторных диаграмм и времени (u₂–u₁) были получены значения температур, приведенные в табл. 5 по итогам испытаний отремонтированных двигателей.

Таблица 5