Соединение гильза цилиндра – поршень является одним из соединений, подвергающихся наибольшему износу в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).
Рабочая поверхность гильз цилиндров ДВС обеспечивает требуемые условия работы цилиндропоршневой группы, влияет на величину компрессии в цилиндрах, на силы трения, возникающие между гильзой и поршневой группой (компрессионными и маслосъемными кольцами), обуславливая, тем самым, величину ресурса работы двигателя в целом. Во время работы двигателя поверхность гильз цилиндров подвергается абразивному и механическому изнашиванию вследствие проникновения в двигатель пыли. При этом происходит изнашивание не только по длине, но и в направлении, перпендикулярном оси коленчатого вала. Для восстановления и увеличения работоспособности гильз применяют упрочнение поверхности различными способами.
На сегодняшний день самой эффективной технологией поверхностного упрочнения деталей является ионная химико-термическая обработка (ИХТО). Ионная ХТО приводит к комплексному улучшению характеристик рабочих поверхностей деталей: повышаются твердость, износо- задиростойкость, снижается коэффициент трения, увеличивается коррозионная стойкость. При этом, сохраняются исходные требования к поверхностной чистоте и геометрическим размерам, не требуются шлифовальные операции и хонингование.
Компанией ООО «Ионные технологии» совместно с ОАО «Малмыжский завод по ремонту дизельных двигателей» (г. Малмыж) и ПАО «Звезда» (г. Санкт-Петербург) проведены работы по упрочнению деталей «Гильза цилиндра» методом ионно-вакуумного азотирования.
 |  | |
 |  | |
 |  | |
| Рисунок 1. Вид упрочняемых деталей | ||
 |  | |
| методом ВИККЕРСА | методом РОКВЕЛЛА | |
| Рисунок 2. Результаты измерения поверхностной твердости на деталях после ионно-вакуумного азотирования ультразвуковым твердомером ТКМ-459С | ||
Детали изготовлены из легированной стали 38Х2МЮА. Ниже приведены результаты металлографического исследования детали «Гильза цилиндра» после режима ионно-вакуумного азотирования.
Таблица 1. Характеристики азотированного слоя
| Поверхностная твердость HV 30, кгс/мм2 | 860 - 900 |
| Поверхностная твердость HV 10, кгс/мм2 | 1000 - 1040 |
| Поверхностная твердость HV 5, кгс/мм2 | 1020 - 1065 |
| Поверхностная микротвердость HV 0.1, кгс/мм2 | 1070 - 1140 |
| Глубина слоя по микроструктуре hm, мм | 0.27 - 0.28 |
| Глубина слоя по микротвердости hс, мм | 0.3 |
| Толщина нитридной зоны, мкм | 7 - 10 |
| Хрупкость по шкале ВИАМ | I балл, не хрупкий |
 | ||
| Рисунок 3. Микроструктура азотированного слоя стали 38Х2МЮА | ||
 | ||
| Рисунок 4. График распределения микротвердости по глубине азотированного слоя на стали 38Х2МЮА | ||
 | ||
| Рисунок 5. Отпечаток хрупкости, HV30, х100 | ||
В результате упрочнения методом ионно-вакуумного азотирования на деталях «Гильза цилиндра» из стали 38Х2МЮА формируется равномерный азотированный слой и высококачественная нитридная зона, которые обеспечивают кратное повышение твердости, износо- задиростойкости, улучшение антифрикционных и триботехнических свойств.
Использование современной технологи ионной химико-термической обработки позволило снизить коэффициент трения пары «Гильза – поршень» и значительно увеличить эксплуатационный ресурс соединения.
В настоящий момент компанией ООО «Ионные технологии» ведутся десятки НИОКР с ведущими предприятиями различных отраслей промышленности.
Почитать подробнее о наших возможностях
-
ЗАКАЗАТЬ АЗОТИРОВАНИЕ
* Узнать можно ли упрочнить вашу деталь?