Способ получения канавок в заготовках поршневых колец

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 89459(51) М. Кд.В 23 Р, 15/06 В 23 К 28/02 с присоединением заявки РЙ Ьсударстаенный квинтет СССР ао делан нэебретеннй н открытий(23)Приоритет Опубликовано 15.01.82. Бюллетень Юе 2 Дата опубликования описания 17,01,82(72) Авторы А. Н. Шалай, М. Д. Никитин, Н. И. Захаров и А,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАНАВОК В ЗАГОТОВКПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ У тся тем, чтоканавок в плавление Изобретение относится к сварке и предназначено для получения канавок в поршневых кольцах поршневых машин, например поршней двигателей внутреннего сгорания.Известен способ получения канавок, согласно которому в теле поршня предварительно растачивают канавку, размеры ,которой превышает размеры заданной ,канавки. После чего поршень нагревают до 200 С и производят напыление про- О межуточного слоя (подслоя) иэ алюминида никеля, затем на указанный подслой наносится основной слой из износостойкого материала до полного заполнения канавки, В качестве износостойкого материала используют, например, нержавеющую сталь. После напыления протачивают канавку необходимых размеров 11).Недостатками указанного способа являются низкая адгезионная прочность подслоя с основным металлом поршня иповьшГенная трудоемкость процесса, связанная с предварительной расточкой канавки, напылением подсостойкого материалапроточки канавки,Известен также способ получения канавок в заготовках поршневых колец,согласно которому производят предварительный подогрев заготовки поршня до200 С, плавление зоны канавки с введеонием легнруюшего материала и проточкуканавки после охлаждения заготовки 2).К недостаткам этого способа относят. технологическую сложность, вызван- .ную необходимостью предварительнойпроточки канавки в теле поршня, и ниэкое качество сплавления наплавленногоупрочняющего слоя с, метариалом поршня, присутствием непроваров, пор и дргих дефектов сварки.Цель изобретения - снижение трудоемкости процесса и повышение качестваканавок.Укаэанная цель достигаесогласно способу получениязаготовках поршневых колец459 Сплав Твердость НВ при вердость сплавов НВ при 300 Ссплавов20 С АКАЛ125- 140 90-100 18 - 19 26-27 Проплавленныйметалл 140 - 160 27 -30 3 8 7производят на глубину 0,5-1,3 заданнойканавки плазменной дугой при отношениискорости сварки к скорости подачи легирующего материала 0,75 - 1,85, причемв процессе проплавления заготовку охлаждают сжатым воздухом,Способ получения канавок для поршневых колец осуществляют следующим образом.Заготовку поршня подогревают и поддерживают температуру во время процесса проплавления постоянной (с помощьюобдувания сжатым воздухом) затем плазменной дугой проплавляют объем металлав збне будущей канавки и одновременновводят легирующий материал, напримерникель. Затем поршень охлаждают и протачивают канавку заданных размеров.При этом проплавление зоны канавки взависимости от диаметра поршня размеров заданной канавки) осуществляют наглубину 0,5 - 1,3 глубины заданной канавки, а в качестве легируюших материалов используют материалы переходнойгруппы или их сплавы (никель никельхром, алюминий-никель-хром и т.д,) Длятого, чтобы обеспечить равномерное распределение легирующего материала впроплавленном слое подачу присадочнойпроволоки производят со скоростьюсе /напр =0,75-1,26,где 7 - скорость проплавления;- скорость подачи легирующей"Р проволокиПредлагаемый способ упрочнения канавок поршней реализован при изготовлении алюминиевых поршней ф 150 и210 мм для дизелей 6 ЧН 15/18 и После проплавления зоны канавок заго-о товка порпня охлаждается до комнатной температуры и затем проводится проточка заданной канавки. Испытания поршней с упрочненными И канавками на дизелях ЧН 15/18 и ЧН 21/21 показывают, нто износ канавок уменьшается в 4-6 раз. 6 ЧН 21/23. При этом заготовки поршней предварительно нагревают до 200 С, Затем в зоне канавки под первое компрессивное кольцо плазменной дугой со скоростью 13-0,5 м/ч проплавляют объем металла на глубину, равную 6,5 + 0,3 мм, что соответствует 1,1 от глубйцы канавки для поршней ф 150 мм и 0,8 от глубины канавки для поршней ф 210 мм, Одновременно с проплавлением в сварочную ванну вводят легирующий материал(в виде проволоки Д - 1 ) со скоростью 14 м/ч, что соответствует отношениюЧ 7 п= 0,93. Для достижения одинаковой глубины проплавления по алине окружности и перегрева материала заготовки температура заготовки поршня в процессе проплавления поддеро живается постоянной (175 + 25 С), С этой целью в процессе проплавления заготовка поршня охлаждается сжатым возо духом с температурой 20-30 С, После охлаждения заготовки поршня перед проточной канавкой проводят металлографическое исследование полученного сплава.Исследования показывают, что при проплавлении с вводом никеля структура проплавленного металла мелкозернистая, непровары отсутствуют. Количество пор не превышает 0,2% от объема проплавленного материала. Переходная зона сплавления с основным металлом поршня плавно переходит из одной структуры в другую. Полученный таким образом сплав имеет 8-9% никеля от веса проплавленного металла.В таблице приведены результаты сравнения твердости поршневых сплавов АКи АЛи наплавленного сплава. Преимушеством способа упрочнения канавок для поршневых колец является повышение износостойкости поршневых канавок поршня в 4-6 раз, что значительно увеличивает моторесурс поршневой1группы дизеля. Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа только на дизелях типа Ч - ЧН 15/18 - 1,3 15 млн. руб.5 897459 4 Формула изобретения 1,3 заданной глубины канавки плазменной дугой при отношении скорости сварСпособ получения канавок в заготов- ки к скорости подачи легирукнцего матекан поршневых колец, при котором произ риага 0,75-1,25, причем в процессе водят предварительйый подогрев заготов-проплавления заготовку охлаждают сжатым 1 ки поршня до 200 фС, плавление эоны ка- воздухом.навки с введением легирующего матери- Источники информации, ала и проточку канавки после охлаждения принятые во внимание при акспертизе заготовки, о т л и ч а ю ш и й с я тем, 1. Патент Великобритании что, с целью снижения, трудоемкости про 1 е % 1326480, кл. В 23 р 17/00, 1 М 5. цесса и повышения качества канавок, 2. Патент США % 3014771, плавление производят на глубину 0,5- кл. 309-14, 1966.Составитель Л. СухановаРедакжр М, Бандура Техред,З, фанта Корректор Е. РошкоЗаказ 11818/17 Тираж 1150 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.,;д. 4/5филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4