Исследование и разработка метода фрикционного нанесения износостойких покрытий на предприятиях автомобильного сервиса

• Автор: Титов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ условий работы и методов повышения износостойкости сложных криволинейных поверхностей деталей двигателей внутреннего сгорания, основанных на фрикционном нанесении покрытий.
1.1. Применение деталей с криволинейными поверхностями трения в автомобилях.
1.2. Влияние эксплуатационных условий на изнашивание криволинейных поверхностей деталей карбюраторных двигателей автомобилей.
1.3. Методы фрикционного нанесения износостойких покрытий на криволинейные поверхности деталей карбюраторных двигателей.
1.4. Нанесение износостойких покрытий с применением технологических жидкостей содержащих ионы металлов.
Выводы по 1-й главе
Глава 2. Фрикционное нанесение покрытий на криволинейные поверхности деталей двигателей внутреннего сгорания.
2.1. Влияние свойств поверхностного слоя на триботехнические характеристики материалов.
2.2. Обоснование выбора сред и режимов фрикционного нанесения покрытий на криволинейные поверхности деталей ДВС.
2.3. Расчетно-экспериментальная оценка интенсивности изнашивания в тонком приповерхностном слое детали.
Выводы по 2-ой главе
Глава 3. Экспериментальные исследования материалов с нанесенными покрытиями при испытаниях на трение и износ.
3.1. Топография поверхности экспериментальных образцов с нанесенным покрытием.

3.2. Диффузионные процессы при нанесении покрытия фрикционным методом.
3.3. Методика и устройство для износных испытаний покрытий нанесенных фрикционным методом на криволинейные поверхности деталей.
3.4. Результаты износных испытаний образцов с покрытием, нанесенным фрикционным методом.
Выводы по 3-ей главе
Глава 4. Результаты моторных, динамометрических испытаний и внедрение метода фрикционного нанесения износостойких покрытий на цилиндры карбюраторного двигателя.
4.1. Моторные испытания двигателей внутреннего сгорания с нанесенным на цилиндры покрытием.
4.2. Динамометрические испытания ДВС с нанесенным на цилиндры покрытием.
4.3. Внедрение метода фрикционного нанесения износостойких покрытий на цилиндры карбюраторного двигателя.
Основные выводы по работе.
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
Актуальность работы. В условиях интенсивного повышения количества легковых автомобилей у населения автомобильный сервис (обслуживание) выполняет важную роль в поддержании технического состояния автомобилей, обеспечении технической и экологической безопасности при их эксплуатации. В настоящее время особое социальное значение приобретает разработка и использование в автомобильном сервисе энергосберегающих технологий повышения износостойкости деталей и восстановления экологических характеристик карбюраторных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), поскольку в эксплуатации у населения находятся легковые автомобили с карбюраторными двигателями экологических классов Евро - 0, Евро - 1, Евро - 2 со сроком эксплуатации свыше пяти лет. На долю автомобилей с карбюраторными двигателями приходится более 70% выбросов в атмосферу загрязняющих веществ (СО, СтНп и др.) в составе выхлопных газов. Повышение количества выбросов загрязняющих веществ автомобилями с карбюраторным двигателем при длительной эксплуатации в первую очередь связано с износом цилиндропоршневой группы (ЦПГ).
Особенности распределения рабочих давлений и скоростей скольжения в узлах двигателей внутреннего сгорания (ДВС) приводят к неравномерному износу поверхностей контактирующих деталей, которые приобретают сложную криволинейную форму. Существующие способы восстановления технических и экологических характеристик двигателей в условиях автосервисных и авторемонтных предприятий, связаны с полной разборкой двигателя и восстановлением первоначальной формы и размеров деталей ЦПГ. Применяемые для восстановления деталей технологии не могут использоваться на предприятиях автомобильного сервиса в связи с их высокой трудоёмкостью, энергоёмкостью и металлоёмкостью, особыми требованиями к производственным помещениям. В настоящее время при ремонте автомобилей на автосервисных предприятиях в большинстве случаев осуществляют полную разборку двигателя с заменой из-

сутствии смазочного материала; из смазывающей среды, содержащей специальные присадки; из материала одной из деталей пары трения при воздействии смазочного материала; при одновременном воздействии особых факторов, таких, как температура, электрический ток, протекающий через трибонагруженную пару трения, с учетом воздействия электрических и магнитных полей в этом процессе [56].
Процесс механотермического формирования (МТФ) покрытий характеризуется наличием двух физических составляющих: термической и механической. Роль каждого из них может быть определена следующим образом. Термический фактор обуславливает интенсивное нагревание наносимого сплава и контактирующего с ним основного металла до температур плавления сплава, создает благоприятные условия для протекания диффузионных процессов. Механический фактор определяет формирование бездефектных структур. В зависимости от термического фактора различают фрикционное или электроконтактное МТФ [34].
В основе процесса нанесения покрытия за счет термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) лежит эффект Зеебека, состоящий в том, что в замкнутой электрической цепи из разных материалов возникает ТЭДС, если в местах контактов поддерживается разная температура. При проведении опыта одним из контактов электрической цепи является фрикционный контакт стали и медьсодержащего сплава, другим - электрически замкнутые через смазывающее вещество (электролит) поверхности деталей, не участвующие в трении [11].
Сущность процесса финишной антифрикционной безабразивной обработки (ФАБО) состоит в том, что трущиеся поверхности стальных или чугунных деталей покрываются тонким слоем латуни, меди или бронзы. Данный способ основан на использовании явления схватывания и переноса металла при трении [19, 113]. Толщина покрытия составляет от 1 до 4 мкм. Одновременно с нанесением покрытия происходит упрочнение поверхностных участков на глубину около 70 мкм [54]. Исследования свидетельствуют, что