Разработка и оптимизация режимов фрикционного латунирования для улучшения приработки гильз цилиндров двигателей в условиях ремонтного производства

• Автор: Челюбеев, Вячеслав Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 108 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследований

1.1. Условия приработки поверхностей

1.2. Физикомеханические основы формирования фрикционных покрытий

1.3. Способы и методы нанесения покрытий из пластичных металлов

1.4. Анализ исследований по эффективности применения ФАБО гильз цилиндров

Выводы и задачи исследований

2. Теоретическое обоснование процесса нанесения трибопокрытия

2.1. Определение путей интенсификации процесса

2.2. Влияние основных факторов на характер фрикционного взаимодействия

2.3. Аналитическое определение температур на фрикционном контакте
Выводы
3. Методика экспериментальных исследований
3.1. Определение основных физикомеханических свойств материалов,
контактирующих в процессе образования трибопокрытия в условиях нагружения при повышенной температуре А
3.2. Определение влияния режимов нанесения покрытия на его
износостойкость
3.3. Определение износостойкости образцов деталей, обработанных
с применением технологического процесса ФАБО
4. Результаты экспериментальных исследований по нанесению покрытий из пластичных металлов 6
4.1. Исследование влияния температуры и скорости деформации на основные свойства материалов пары чугун латунь
4.2. Оптимизация режимов нанесения покрытия
4.3. Триботехнические испытания покрытий
4.4. Определение химического состава покрытий
4.5. Стендовые испытания отремонтированных двигателей
Выводы
5. Внедрение технологического процесса фрикционного латунирования. Расчет экономической эффективности
5.1. Разработка оснастки и технологического процесса
5.2. Экономическая эффективность от внедрения технологии
Общие выводы
Список использованной литературы


Одним из таких методов является финишная антифрикционная безабразивная обработка (ФАБО) и один из ее видов фрикционное латунирование (ФЛ) поверхностей трения. Ниже приводится анализ работ, посвященных механизмам формирования трибопокрытий, способам их нанесения и исследованиям по эффективности технологии применительно к обработке гильз цилиндров ДВС. Обшепризнаной теории образования соединения в твердой фазе нет, но есть несколько гипотез, объясняющих его механизм. При адгезии поле сил, создаваемое зарядом атомов (ионов, молекул), образующих поверхностный слой тел, экспотециально уменьшается с увеличением расстояния от поверхности. Практически ван-дер-ваальсовы силы исчезают на расстоянии 1 - 2 нм, следовательно для адгезионного сцепления необходимо соответствующее сближение поверхностей. Объяснение адгезии воздействием молекулярных сил служит основой для адсорбционной теории адгезии []. Основываясь на результатах, полученных при разрыве сцепленных тел, Б. В.Дерягин [] установил, что межмолекулярные силы действуют на расстояние менее 2 нм, тогда как притяжение наблюдается на расстоянии до нм. Таким образом, с точки зрения электрической теории адгезии важную роль играет двойной электрический слой, образующийся при соприкосновени двух тел. Электрическая теория не исключая адсорбционной, указывает на дополнительный источник адгезионных сил. Непосредственному контакту и адгезионному сцеплению металлов препятствуют оксидные пленки на поверхности и разная ориентация кристаллических зерен из-за поверхностной обработки. При повышении температуры происходит миграция атомов одного металла в другой даже через пленки с образованием общих кристаллов, соединяющих оба тела. Эта гипотеза, разработанная И. М.Парксом [4], получила название рекристаллизационной. Эта теория не объясняет адгезию при температуре окружающей среды, когда рекристаллизация маловероятна. Согласно работам Б. Н.Костецкого [,] различают схватывание первого рода, возникающее при небольших скоростях относительного перемещения трущихся тел (V < 1 м/с) и удельных давлениях, превышающих предел текучести металла на участках фактического контакта при отсутствии смазки и защитной пленки окислов. Схватывание второго рода возникает при трении скольжения с большой скоростью (У >4 м/с) и с большими удельными нагрузками, при которых происходит интенсивный рост температуры в зоне контакта поверхностей, вызывающий состояние "термической пластичности" металла. Б.И. Костецкий считает, что необходимым условием схватывания являегся микропластическое деформирование, позволяющее осуществить полный контакт и создавать в поверхностных слоях структуры с благоприятным для схватывания кристаллографическим расположением плоскостей сдвига. При низких скоростях скольжения схватывание возможно только у металлов, имеющих достаточную пластичность, за счет возникновения в зоне контакта высоких температур. Считая главной предпосылкой развития процесса схватывания активацию металла, в результате пластической деформации в зоне контакта, Б. И.Костецкий предложил дислокационно-вакансионную гипотезу образования металлических связей на основе теории кристаллов. Исследования в области определения условий схватывания, проведенные при совместном пластическом деформировании двух образцов, позволили А. П.Семенову [] сформулировать энергетическую гипотезу. Согласно его теории, для адгезионного сцепления необходимо, чтобы запасенная энергия атомов в точках контакта поднялась выше определенного для данного металла уровня, при котором направленность связей атомов не оказывает влияния. Этот уровень автор определяет как энергетический порог схватывания. Исследования по оценке схватывания проведены С. Б.Айнбиндером [2]. Автор объясняет физическую сущность этого явления с позиций так называемой "пленочной" гипотезы. Предполагая, что все металлы и сплавы обладают одинаковой способностью к схватыванию, он считает, что при физическом контакте ювенильных поверхностей в момент их сближения на расстояние действия межатомных сил появляются мостики схватывания. Ю.А. Красулиным и М.