Підвищення зносостійкості трибосполучення «циліндр-кільце-поршнень» форсованих двигунів електрофізичними методами зміцнення поверхні
Вантажиться...
Дата
2009
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.04 – тертя та зношування в машинах.
Дисертацію присвячено питанню підвищення зносостійкості трибосполучення «циліндр-кільце-поршень» форсованих двигунів електрофізичними методами зміцнення поверхонь тертя – шляхом встановлення закономірностей впливу структурно-фазового складу, напруженого стану та термостійкості зміцнених шарів на їх триботехнічні характеристики.
Проаналізовано причини випадків катастрофічного зношування поршневих кілець форсованих двигунів та встановлено межі застосування серійних хромових покриттів. Вивчено вплив процесу нанесення гальванічних та газотермічних покриттів на епюру радіальних тисків кільця. Проведено оптимізацію складу плазмового покриття за твердістю та когезійною міцністю. Аналітично обґрунтовано з позицій напруженого стану параметри застосування підшару і дисперсного армування металевих покриттів частинками оксиду алюмінію. Розроблено покриття складу 25...35 % Fe + 25 % Ni + 40...50 % Cr та Мо + 10...30% Al2O3, які за своїми триботехнічними властивостями перевершують гальванічний хром в умовах термосилового навантаження. Показано, що фінішна обробка готового поршневого кільця з плазмовим покриттям на робочій поверхні іонним азотуванням або лазерним опроміненням дозволяє підвищити зносостійкість як робочої, так і торцевих поверхонь. Розроблено практичні рекомендації щодо впровадження та проведено виробничі випробування.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.04 – трение и износ в машинах. Диссертация посвящена разработке износостойких и термостойких покрытий и электрофизических способов упрочнения поверхности поршневых колец, способных работать в цилиндро-поршневой группе термонапряженных форсированных двигателей внутреннего сгорания. В работе проведен анализ влияния форсирования двигателей на износостойкость ЦПГ. Исследован характер повреждений поршневых колец в форсированных термонапряженных дизелях и установлены причины их повышенного износа в сопряжениях с цилиндром и поршнем – резкое повышение скорости износа и прижог серийных хромовых покрытий в условиях повышения температуры и давления, низкая способность покрытия аккумулировать смазку и низкая термостойкость гальванического хрома. Показано преимущество процесса изнашивания колец незакрепленными твердыми частицами, что приводит к корреляции Рсх-0,5, и проведено экспериментальное определение давления схватывания для серийных и опытных плазменных покрытий. Разработаны технологии напыления плазменных покрытий и финишного упрочнения поверхности поршневых колец ионной бомбардировкой и лазерным облучением и изучен структурно-фазовый состав поверхностей трения. Разработанные технологии позволили внедрение их в производство без ухудшения закрепленных документацией служебных свойств колец. Установлено, что разработанная технология ионного азотирования молибденового покрытия увеличивает его износостойкость до уровня гальванического хрома и позволяет синхронно упрочнить чугунные торцовые поверхности кольца.
Thesis for a scientific degree of the Candidate of Sciences, Speciality 05.02.04 – Friction and Wear in Machines. Thesis is aim at elaboration of complex method of work-hardening of surface of piston-rings for the increase of longevity of tribo-connection “cylinder-piston-ring-piston” of the forced engines by plasma coverages with the finish work-hardening of surfaces of friction. Researches of galvanic chromic coverages in the forced engines set the causes of their insufficient wearproofness and reliability is change of mechanism of friction on the fragmentary painting, low ability to accumulate oil and low heat-resistance. Technology and composition of wearproof plasma coverages is developed on-the-spot working and technology of the finish work-hardening of all surfaces of ring by ionic nitration or laser tempering. The conducted researches of wearproofness went into detail for coverages of piston-rings the structurally–power model of wear, that allowed to optimize composition of metallic plasma coverages of Fe-Ni-Cr on hardness and cohesive durability and law of Hall-Patch for the dispersible-reinforced plasma coverages Mo-Al2O3. Researches develop technologies of ionic nitration and laser tempering of molybdenum coverage, which multiply its wearproofness to the level of galvanic chrome and allow simultaneously to hardening the castiron butt-end surfaces of ring. It allows to offer complex solution of problem of providing of reliability and longevity of compression pistonrings of the forced engines for introduction.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.04 – трение и износ в машинах. Диссертация посвящена разработке износостойких и термостойких покрытий и электрофизических способов упрочнения поверхности поршневых колец, способных работать в цилиндро-поршневой группе термонапряженных форсированных двигателей внутреннего сгорания. В работе проведен анализ влияния форсирования двигателей на износостойкость ЦПГ. Исследован характер повреждений поршневых колец в форсированных термонапряженных дизелях и установлены причины их повышенного износа в сопряжениях с цилиндром и поршнем – резкое повышение скорости износа и прижог серийных хромовых покрытий в условиях повышения температуры и давления, низкая способность покрытия аккумулировать смазку и низкая термостойкость гальванического хрома. Показано преимущество процесса изнашивания колец незакрепленными твердыми частицами, что приводит к корреляции Рсх-0,5, и проведено экспериментальное определение давления схватывания для серийных и опытных плазменных покрытий. Разработаны технологии напыления плазменных покрытий и финишного упрочнения поверхности поршневых колец ионной бомбардировкой и лазерным облучением и изучен структурно-фазовый состав поверхностей трения. Разработанные технологии позволили внедрение их в производство без ухудшения закрепленных документацией служебных свойств колец. Установлено, что разработанная технология ионного азотирования молибденового покрытия увеличивает его износостойкость до уровня гальванического хрома и позволяет синхронно упрочнить чугунные торцовые поверхности кольца.
Thesis for a scientific degree of the Candidate of Sciences, Speciality 05.02.04 – Friction and Wear in Machines. Thesis is aim at elaboration of complex method of work-hardening of surface of piston-rings for the increase of longevity of tribo-connection “cylinder-piston-ring-piston” of the forced engines by plasma coverages with the finish work-hardening of surfaces of friction. Researches of galvanic chromic coverages in the forced engines set the causes of their insufficient wearproofness and reliability is change of mechanism of friction on the fragmentary painting, low ability to accumulate oil and low heat-resistance. Technology and composition of wearproof plasma coverages is developed on-the-spot working and technology of the finish work-hardening of all surfaces of ring by ionic nitration or laser tempering. The conducted researches of wearproofness went into detail for coverages of piston-rings the structurally–power model of wear, that allowed to optimize composition of metallic plasma coverages of Fe-Ni-Cr on hardness and cohesive durability and law of Hall-Patch for the dispersible-reinforced plasma coverages Mo-Al2O3. Researches develop technologies of ionic nitration and laser tempering of molybdenum coverage, which multiply its wearproofness to the level of galvanic chrome and allow simultaneously to hardening the castiron butt-end surfaces of ring. It allows to offer complex solution of problem of providing of reliability and longevity of compression pistonrings of the forced engines for introduction.
Опис
Маннапова, О. В.
Підвищення зносостійкості трибосполучення "циліндр-кільце-поршень" форсованих двигунів електрофізичними методами зміцнення поверхні : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.02.04 "Тертя та зношування в машинах" / Маннапова Оксана Володимирівна ; наук. кер. О. Д. Соколов ; Нац. авіац. ун-т, [Одес. нац. акад. харч. технологій]. - К., 2009. - 20 с
Ключові слова
зносостійкість, плазмові покриття, іонне азотування, лазерне опромінювання, двигуни внутрішнього згоряння, износостойкость, плазменные покрытия, ионное азотирование, лазерное облучение, двигатели внутреннего сгорания, wearproofness, plasma coverages, ionic nitration, laser irradiation, combustion engines