Совершенствование технологии деталей поршневой группы ДВС Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Секция «Метрология, стандартизация и сертификация»

УДК 621.432

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВС

К. В. Василюк Научный руководитель - А. А. Снежко

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

*E-mail: [email protected]

В работе рассматриваются технологические особенности модернизации деталей поршневой группы, изучаются особенности возможного применения МДО в данном направлении.

Ключевые слова: ДВС, поршень, цилиндр, МДО. IMPROVEMENT OF TECHNOLOGY OF DETAILS OF THE PISTON PIECE GROUP

K. V. Vasilyuk Scientific Supervisor - A. А. Snezhko

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: [email protected]

In this paper, the technological features of the modernization of the piston parts are considered, the peculiarities of the possible application of MDO in this direction are studied.

Keywords: ICE, piston, cylinder, MDO.

Идея о замене «тяжелых» чугунных блоков на «легкие» и сплавы из алюминия в ДВС малой и средней мощности остается актуальной и на сегодняшний день. Компромиссным решением стала «загильзовка» чугунных втулок в блок из «легких» сплавов. Причем, эти гильзы тонкостенные несъемные и, как правило, блок ремонту не подлежит. Созданию еще более легкой и более дешевой конструкции препятствовала проблема трения «мягких» поршней по цилиндру.

Для решения проблемы было предложено на «мягкую» поверхность цилиндров алюминиевого блока нанести настоящее твердое покрытие. Такие блоки цилиндров с твердым покрытием начали применять уже давно. Это покрытие представляет собой слой никеля толщиной 0,1-0,2 мм со сверхтвердыми частицами карбида кремния SiC размером 3 мкм [1].

Как известно, никель-кремниевое (никасил) покрытие на блоках цилиндров применялось также на различной двухтактной мото- и авиатехнике (мотоциклы, квадроциклы, снегоходы и парапланы).

Имеющиеся данные, указывают, что в условиях отечественной эксплуатации "Никасил (Nicasil)" со временем почти гарантированно разрушается. При этом восстановление никасил покрытий не предусмотрено, и изношенный блок цилиндров необходимо менять.

Причиной этого, является низкое качество отечественного бензина, содержащего различные антидетонационные добавки, причем в Аи 95 они встречаются значительно чаще, чем в Аи 92. Также, некоторые промывочные препараты могут способствовать быстрому изнашиванию данного защитного покрытия [1].

Одним из наиболее эффективных и экономичных способов модифицирования поверхности алюминиевых сплавов, является микродуговое оксидирование (МДО). В основе процесса лежит высокотемпературная электрохимическая реакция в виде микродуговых разрядов на поверхности деталей, помещенных в электролит. Результатом реакции является образование покрытия боль-

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 2

шой толщины (до 400 мкм), обладающего высокой твердостью, прочностью [2], низкой химической активностью, тепло- и электропроводностью. Механические параметры покрытия регулируются составом электролита и электрическим режимом обработки. Напряжение активации процесса, как правило, составляет 450-500 В [3].

Основой состава МДО-покрытия являются высокотемпературные а- и у-фазы оксида алюминия (корунд), а также различные химические соединения элементов состава электролита: Al2SiO5 (силлиманит), K(AlSi3O8) (ортоклаз).

На основной металл (Al), слои располагаются в следующем порядке:

1- переходный слой - (фазовый состав: Al, a-Al2O3, у- Al2O3, SiO2);

2- рабочий слой - (фазовый состав: a-Al2O3, у- Al2O3);

3-технологический слой - (фазовый состав: Al2SiO5, a-Al2O3, у- Al2O3, K{Al2SiO5}).

Толщина вышеуказанных слоев, колеблется в зависимости от плотности тока, соотношения

катодно-анодной токовых составляющих, времени обработки, состава и температуры электролита и материала (сплава) с подложки на которое наносится покрытие. Влияние данных факторов, за исключением последнего, изучены достаточно глубоко.

Особую сложность, представляет создание рабочего слоя с сохранением геометрических параметров упрочняемой детали в заданных пределах без затрат на дополнительную обработку поверхности (шлифовка, резка и др.). Важной задачей технолога при технологическом и метрологическом процессом изготовления упрочняемых деталей, в том числе и поршневой группы, выявить связь между материалом подложки в комплексе с другими технологическими параметрами и толщиной и положением относительно базовых размеров деталей.

Результаты ранних работ [2], показали, что покрытия на Д16Т (Al-Cu) на 70% погружаются в тело подложки, на АМг6 (Al-Mg) на 50 %, АК9ч (Al-Si) на 30%.

Такая разница, объясняется электропроводными и химическими свойствами материалов, которые проявляются максимально в отношении Д16Т.

Библиографические ссылки

1. Suprotec.ru : электронная библиотека [Электронный ресурс]. -М: Супротек, 2016-.- Режим доступа: https://suprotec.ru/suprotek-stati/nikasil-nicasil-nikasilovoe-pokrytie-suprotek-i-nicasil/, свободный. Загл. с экрана.

2. Голенкова, А. А. Совершенствование технологии формирования износостойких покрытий на алюминиевых сплавах микродуговым оксидированием [Текст]: дис. канд. техн наук: 05.02.08/ А. А. Голенкова. - Красноярск, 2006.

3. Пономарев И.С., Кривоносова Е.А. Особенности процесса микродугового оксидирования алюминиевых сплавов при работе с типовыми промышленными источниками питания// Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 6.;

© Василюк К. В., 2017