Способ восстановления азотированных коленчатых валов

(51)5 С 23 С 8/2 ОПИСАН РЕТЕНИЯ СКОМУ СЗИ ТЕЛЬСТ КА 238, Инославль; 5 р бом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и О 1 нРытияПРИ ЮНТ СССР(71) Ярославский моторный завод,Всесоюзное научно-производственноеобъединение по восстановлеыю иэношенюах деталей автомобилей,тракторои сельскохозяйственных машин "Ремде(56) Двигатели ЯИ 3-236, ЯМЗ струкюия по эксплуатации. Яр985. Дополнение, с. 1. Изобретение относится к химико- термической обработке, в частности к . азотированию, и может быть использовано в машиностроении при восстановлении азотированных коленчатых валов с последующим их упрочнениемЦелью изобретения является устранение склонности к трещинообразованию и повышение выносливости валов.Способ восстановления аэотированных коленчатых валов заключается в том, что в известном способе, включарцем шлифовку шеек вала в ремонтный размер, перед операцией шлифовки проводят деазотирование в атмосфере полностью диссоциированного аммиака при 500-590 С, а после шлифовки валы.(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ АЗОТИРОВАННЫХ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ(57) Изобретение относится к химико- термической обработке н может быть использовано в машиностроении при восстановлении азотированных коленчатых валов. Целью изобретения является устранение склонности к трещинообразованию и поцышение выносливости валов. Способ: заключаются в том, что перед шлифовкой шеек вала в ремонтный размер проводят деазотирование н атмосфере полностью диссоциированного аммиака при 500-590 С, а после шлифовкио валы азотнруют при 500-520 С при степени диссоциации аммиака 35-40%. Это позволяет полностью устранить трещины и повысить выносливость валов ваз по сравнению с известным спосовосстановления, 1 табл. азотируют при 500-520 С при степени " 13 диссоциации аммиака 35-40%. ЮВыбор температуры деазотирования 1 ф 500-590 С обусловлен температурой Я отпуска при улучшении в основном производстве, которая составляет 650 С, а также кинетикой диффузии азота при деазотировании, Известно, что скорость диффузии азота в аустените зна.чительно меньше, чем в 0 -фазе (всистеме Ре й темпвратурар- -превра щения равна 5900 С при содержании азота до 5,7%), Для сохранения твердости зоны внутреннего аэотнрования температура деазотирования не должна существенно превышать температуру азотирования (500-520 С), Таким образом,(Э) (4) И - е 1 И+ИГе И - Ее(И)+ИИ 1/2 И(г)И+Юг Н- ИН 3 16382температура деазотирования 500-590 Сявляется оптимальной,Азотирование обработанных в ремонт"ный размер коленчатых валов проводятв атмосфере частично диссоциированного аммиака СЯ:35-40%) при температуре500-52 ООС. При этом Формируется диффузионный слой с пластичной нитриднойзоной на поверхности, обеспечивакщийвысокий уровень поверхностной твердости, износостойкости и выносливости,Высокая склонность аэотированныхколенчатых валов к трещинообраэованиюпри шлифовании связана с наличием наповерхности высокоазотистых нитридныхи хрупких Фаз Ре И, ГеИ, обеспечивающих высокую поверхностную твердостьи износостойкость. Деазотирование та-,ких валов в атмосфере полностью диссо 20циированного аммиака при температуре500-590 С осуществляется по реакциям; Такая обработка приводит к устранению хрупкой нитридной зоны, уменьше-. 30 нию поверхностной твердости, повышению пластичности, что позволяет проводить правку и шлифовку шеек коленчатого вала в ремонтный размер беэ образования трещин. 35Деазотирование и последующее шлифование в ремонтный размер шеек коленчатого вала приводит к частичному или полному удалению азотированного слоя, что приводит к уменьшению уровня ме ханических свойств.Для обеспечения высокой экснлуатационной надежности обработанных в ремонтный размер коленчатых валов проводят аэотирование при температуре 45 500-520 С и степени диссоциации амми" ака М, =35-40 с применением регулирующего диссоциатора аммиака. Регулиру" ющий диссоциатор обеспечивает предварительную диссоцнацию аммиака. 50 Способ восстановления азотированных коленчатых валов осуществляют следующим образом,На первом этапе проводят деазотиро 55вание коленчатых валов в атмосфере полностью диссоциированного аммиака при температуре 500-590 С. Задают температуру печи в диссоциаторе 1000 С, ври достижении котоФрой подают аммиак. Аммиак, проходячерез диссоциатор, полностью диссоциирует и, представляет собой смесь газов (75 Н+25% И), которая подается в муфель печи для азотированияТемпература в муфеле печи - 500-590 С.Время деазотирования составляет 1520 ч, что обеспечивает полную диссоциацию нитридной зоьы,После деазотирования валы обрабатывают шлифованием в ремонтный размер.На втором этапе проводят азотирование обработанных в ремонтный размерколенчатых валов.Задают темцературу в печи диссоциатора 500-520 С, при достижении которой подают аммиак. Аммиак, прохо. дя через диссоциатор, частично диссоциирует, й рабочая смесь газов ИН++Н+И подается в муфель печи дляазотирования. Температура в муфелепечи - 500-520 С. Время азотированняозадается в зависимости от ремонтногоразмера шеек коленчатого вала.Состав атмосферы (степень диссоциации аммиака) регулируют изменениемтемпературы газа в диссоциаторе и задают для соответствукщей температурыазотирования, обеспечивающей формирование азотированного слоя, состоящего из зоны внутреннего азотированияи поверхностной пластичной нитриднойзоны, обеспечивающих поверхностнуютвердость и износостойкость.,П р и м е р 1, Проводили оценкусклонности к трещинообразованию азотированных коленчатых валов двигателя ЯМЗН. Магнитной дефектосконией выявляли наличие трещин, образовавшихся после правки и шлифовки шеек в ремонтный размер азотированныхколенчатых валов, по известному способу и с применением деазотированияв атмосфере полностью диссоциированного аммиака.П р и м е р 2, По предлагаемомуспособу проводили восстановление азотированного коленчатого вала, вышедшего из эксплуатации по причине задира, Магнитной дефектоскопией выяв 1 лены эксплуатационные трещины на второй шатунной шейке в месте задира.На первом этапе проводили деазотирование при 500 С и выдержке 20 ч в атмосфере полностью диссоциированного16382006сравнению с валами, обработанными поспособу-прототипу. амиака. После деаэотирования проводили перешлифовку шеек коленчатого вала с номинального размера в третийремонтный размер. На втором этапе 5 ф о р м у л а и з о б р е т е н и япроводили аэотирование вала при температуре 520 С 22 ч и при степенидиссоцнации аммиака 40 Ж,Магнитной дефектоскопией шлифовочные трещины на шейках и галтельных пе реходах коленчатого вала не выявлены.На второй шатунной шейке выявлены эксплуатационные трещины сохранившиеся после восстановления,Последукщие испытания на выносливость показали, что уровень выносливости восстановленного вапа находится на уровне новых азотированных валов (см. таблицу) и в 5 раз выше по Способ восстановления аэотированных коленчатых валов, включающийшлифовку шеек вала в ремонтный размер, о. т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью устранения склонности к тре"щинообразованию и повышения выносливости валов, перед операцией шлифовки проводят деазотирование в атмосфере полностью диссоциированного аммиака при 500-590 С, а после шлифовки ваолы азотируют при температуре 500520 С при степени диссоциации аммиака 35-403,1 Напичиетрещин Выносливость ва Степень Температура аэотирования,ОС Способ Температура деазотирования,диссоциации аммиака,7 лов коли- чество циклов мпн 2,0 10,0 10,0 10,0 Прототип Предлагае мый 545590 ЕстьНетНетНет 35 35 40 500 510 520 Составитель И, ДашковаТехред М,Дидык Редактор А.Маковская Корректор, С.Шекмар Заказ 903 Тираж 572 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101