Технология упрочнения цилиндровых втулок судовых двигателей лазерной обработкой

• Автор: Мордвинкин, Петр Петрович
• Шифр специальности: 05.08.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Аналитический обзор технологических методов упрочнения цилиндровых втулок судовых дизелей при производстве сменно- запасных деталей в судоремонте
1.1 Анализ методов упрочнения, применяемых для цилиндровых втулок судовых среднеоборотных дизелей
1.2 Технологические лазерные установки и области их применения
1.3 Технологические особенности повышения эффективности лазерной обработки
1.4 Постановка задач исследований технологии лазерной обработки цилиндровых втулок судовых двигателей
2. Структурообразование в зоне лазерной обработки чугуна

2.1 Определение износостойкости и сопротивлению задиру внутренних поверхностей цилиндровых втулок
2.2. Исследование микроструктуры серого чугуна в зоне лазерной обработки
2.3. Влияние остаточного аустенита на износостойкость чугуна
2.4. Формирование износостойких структур в поверхностных слоях СЧ 25 упрочненных лазером
3. Экспериментальные исследования упрочнения материала
СЧ 25 цилиндровых втулок лазерной обработкой
3.1 Влияние химических элементов на свойства чугунов
цилиндровых втулок, обработанных лазером
3.2. Влияние режимов лазерной обработки на физикомеханические свойства чугуна СЧ
3.3. Исследование износостойкости поверхностных слоев СЧ25 в зависимости от расположения лазерных дорожек
3.4. Выбор оптимальных режимов лазерной обработки чугуна СЧ 25 цилиндровых втулок
4. Разработка технологии упрочнения цилиндровых втулок
лазерной обработкой в условиях производства сменнозапасных деталей в судоремонте
4.1. Технологические рекомендации организации участка для лазерного упрочнения сменно-запасных деталей судовых дизелей
4.2. Технология лазерной обработки «зеркала» цилиндровых втулок
4.3 Промышленное внедрение и экономический эффект применения лазерной технологии
Заключение
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Сложные условия эксплуатации судовых дизелей вызывают повышенный износ деталей, что приводит к значительным потребностям в запасных частях и соответственно денежных средствах на ремонт. Эксплуатация судовых двигателей внутреннего сгорания (СДВС) различных типов и модификаций предопределяет необходимость содержать на складе судоремонтных предприятий значительные объёмы запасных деталей двигателей, стоимость которых составляет до 2,5 % от балансовой стоимости судов.
Как показывает практика эксплуатации судовых двигателей, сроки проведения текущего и среднего ремонтов существенно зависят от технического состояния деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ). Одной из наиболее нагруженных и дорогостоящих деталей ЦПГ является цилиндровая втулка (ЦВ), износ рабочей поверхности которой, определяет межремонтный период работы двигателя.
Высокие требования, предъявляемые к эксплуатационным характеристикам и работоспособности втулок цилиндров судовых дизелей, которые в настоящее время используют в неупрочнённом состоянии, обусловливает необходимость повышения их ресурса. Известно достаточное количество способов упрочнения втулок: хромирование, фосфатирование, азотирование, изотермическая закалка и др. [9]. Однако трудоёмкость технологических процессов, необходимость назначения оптимальных припусков на механическую обработку затрудняют применение эффективных методов.
Фундаментальным проблемам упрочнения деталей машин и механизмов и повышения их надежности как при изготовлении, так и в процессе ремонта посвящены научные труды известных учёных:

ве декстрина с добавками пластификаторов, антисептиков и других компонентов. Композиции первой и второй группы изготавливаются серийно отечественными предприятиями. Покрытия можно наносить с помощью пульверизатора. Толщина покрытий составляет 10...20 мкм. Была использована также копоть, условно названная сажей, которую получали при сжигании вакуумного масла. В качестве эталона сравнения выбран традиционный фосфат марганца [41].
Лазерную обработку чугуна с покрытиями и без покрытия проводилась в аналогичных условиях в режиме оплавления поверхности при мощности 1...5 кВт и скорости перемещения образцов 0,5 и 1,5 м/мин.
В сравнении покрытиями второй группы поглощательная способность фосфата марганца и покрытий первой группы оказалась несколько ниже. Так, при мощности облучения 1 кВт глубина зоны лазерного воздействия увеличилась по сравнению с вариантом без покрытия на 180% при использовании опытной гуаши, на 175% -желтой гуаши, на 165% - белой гуаши, на 165 % - фосфата марганца. Применение сажи практически не давало эффекта.
Наиболее эффективными, по-прежнему, оказались композиции, содержащие оксиды металлов: опытная и желтая гуаши. Фосфат марганца при данных условиях облучения по своим свойствам близок к черным покрытиям (паста и гуашь).
Поэтому для дальнейших исследований лазерной обработки ЦВ нами использовались поглощающие покрытия на основе гуаши.
Предложенные покрытия могут быть широко использованы для термической обработки металлов и сплавов, хотя, безусловно, поиск наиболее оптимальных покрытий необходимо продолжать. Эта целая самостоятельная область лазерной технологии. Вклад покрытий в долю переданной энергии обрабатываемому материалу