RU2121913C1 - Method for restoring surfaces of hollow cylinders - Google Patents
Method for restoring surfaces of hollow cylinders Download PDFInfo
- Publication number
- RU2121913C1 RU2121913C1 RU96101552A RU96101552A RU2121913C1 RU 2121913 C1 RU2121913 C1 RU 2121913C1 RU 96101552 A RU96101552 A RU 96101552A RU 96101552 A RU96101552 A RU 96101552A RU 2121913 C1 RU2121913 C1 RU 2121913C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- worn
- worn part
- cooling
- liner
- heating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к восстановлению изношенных внутренних поверхностей деталей, например втулок, и может быть использовано в автотракторостроении при восстановлении гильз цилиндров автотракторных двигателей. The invention relates to the restoration of worn internal surfaces of parts, such as bushings, and can be used in automotive engineering for the restoration of cylinder liners of automotive engines.
Известен способ восстановления изношенных поверхностей металлических изделий (а. с. N 307887, B 23 K 11/06), в котором восстановление осуществляют путем размещения присадочной проволоки в углублениях рельефа восстанавливаемой поверхности с последующим ее нагревом электрическим током и приложением давления. A known method of restoring worn surfaces of metal products (a.s. N 307887, B 23
Указанный способ обладает следующими недостатками. The specified method has the following disadvantages.
1. Для получения необходимого рельефа на восстанавливаемой поверхности требуется осуществить дополнительную операцию механической обработки. 1. To obtain the necessary relief on the restored surface, an additional machining operation is required.
2. Поскольку нагрев металла присадочной проволоки осуществляют в обычной воздушной среде, происходит одновременное окисление проволоки и поверхности рельефа, что приводит к снижению прочности межатомных связей на границе раздела проволока-рельеф и не дает возможность получить монолитность изделия, что недопустимо при наличии высоких динамических нагрузок, возникающих при работе детали. 2. Since the metal of the filler wire is heated in ordinary air, the wire and the surface of the relief are simultaneously oxidized, which leads to a decrease in the strength of interatomic bonds at the wire-relief interface and does not make it possible to obtain a solid product, which is unacceptable in the presence of high dynamic loads, arising during the work of the part.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ восстановления полых цилиндрических деталей (гильз цилиндров автотракторных двигателей), изношенных по внутреннему диаметру неравномерно по высоте (а.с. N 753582 М.кл.3 B 23 P 7/00), при котором деталь устанавливают в матрицу с переменным зазором по высоте, нагревают токами высокой частоты с использованием индуктора со скоростью 90-110oC и охлаждают.Closest to the technical nature of the proposed method is a method for the restoration of hollow cylindrical parts (cylinder liners of automotive engines), worn along the inner diameter unevenly in height (and.with. N 753582 M.cl. 3 B 23
Но и этот способ не лишен недостатков. But this method is not without drawbacks.
1. Не обеспечивает значительной величины пластической деформации, поскольку нагрев детали осуществляют до температуры не выше 800oC с высокой скоростью, что не позволяет полностью пройти фазовым и структурным превращениям в материале гильзы при нагреве и снижает эффект усадки при последующем охлаждении.1. It does not provide a significant amount of plastic deformation, since the part is heated to a temperature not higher than 800 o C with high speed, which does not allow complete phase and structural transformations in the liner material during heating and reduces the effect of shrinkage upon subsequent cooling.
1. При скоростном нагреве токами высокой частоты в материале гильзы генерируются высокие термические напряжения, что может привести к появлению микро- и макротрещин в результате последующего ускоренного охлаждения. 1. During high-speed heating by high-frequency currents, high thermal stresses are generated in the liner material, which can lead to micro- and macrocracks as a result of subsequent accelerated cooling.
3. Существует опасность перегрева поверхности гильзы, поскольку нагрев высокочастотный, с окислением восстанавливаемой поверхности, что снижает полученный эффект усадки, т.к. удаление окисленного слоя при окончательной окислительной чистовой обработке неизбежно приводит к увеличению внутреннего диаметра гильзы. 3. There is a risk of overheating of the liner surface, since the heating is high-frequency, with the oxidation of the restored surface, which reduces the resulting shrinkage effect, because the removal of the oxidized layer during the final oxidative finishing process inevitably leads to an increase in the inner diameter of the sleeve.
4. Неизбежно получение различной твердости по высоте гильзы, поскольку нет гарантии плотного прилегания наружной поверхности детали к поверхности охлаждающей матрицы (в любом сечении гильзы), что не обеспечивает одинаковую скорость охлаждения детали. 4. Inevitably, obtaining a different hardness along the height of the sleeve, since there is no guarantee of a snug fit of the outer surface of the part to the surface of the cooling matrix (in any section of the sleeve), which does not provide the same cooling speed of the part.
Задачей изобретения является восстановление внутренней изношенной поверхности детали за счет регулирования величины пластической деформации материала детали, что, как следствие, приводит к повышению качества восстановления внутренней поверхности, обладающей высокой твердостью и износостойкостью за счет исключения перегрева и окисления восстанавливающей поверхности, а также снижение трудоемкости восстановления за счет исключения последующей механической обработки поверхности детали. The objective of the invention is to restore the inner worn surface of the part by adjusting the amount of plastic deformation of the material of the part, which, as a result, improves the quality of restoration of the inner surface, which has high hardness and wear resistance by eliminating overheating and oxidation of the recovery surface, as well as reducing the complexity of recovery due to the exclusion of subsequent machining of the surface of the part.
Поставленная задача достигается тем, что способ восстановления полых цилиндрических поверхностей, заключающийся в размещении изношенной детали в приспособлении с последующим ее нагревом и охлаждением, при этом в качестве приспособления для размещения детали используют обойму, изготовленную из материала с высоким коэффициентом линейного расширения и охватывающую изношенную деталь по ее наружному диаметру, а внутреннюю поверхность изношенной детали помещают в защитную порошкообразную среду, нагрев осуществляют до температуры не ниже 950oC, выдерживают при этой температуре в течение 0,5-2 часов, после чего осуществляют охлаждение внутренней поверхности изношенной детали сжатым воздухом, струя которого направлена перпендикулярно ее оси, а ее наружную поверхность охлаждают путем естественного остывания обоймы, а в качестве защитной порошковой среды используют следующий состав, мас.%:
Бура - 5
Титан - 7,
в качестве материала с высоким коэффициентом линейного расширения используют сталь марки У12.The problem is achieved in that the method of restoring hollow cylindrical surfaces, which consists in placing the worn part in the device with its subsequent heating and cooling, while a holder made of a material with a high coefficient of linear expansion and covering the worn part according to its outer diameter, and the inner surface of the worn part is placed in a protective powdery environment, heating is carried out to a temperature not lower e 950 o C, maintained at this temperature for 0.5-2 hours, after which they carry out the cooling of the inner surface of the worn part with compressed air, the jet of which is directed perpendicular to its axis, and its outer surface is cooled by naturally cooling the clip, and as a protective powder medium using the following composition, wt.%:
Borax - 5
Titanium - 7,
as a material with a high coefficient of linear expansion using steel grade U12.
Применение предлагаемого способа дает возможность получить следующее. The application of the proposed method makes it possible to obtain the following.
1. Обеспечить значительную величину пластической деформации восстанавливаемой изношенной детали за счет осуществления замедленного печного нагрева при температурах не ниже 950oC с выдержками в течение 0,5-2 часов в защитной порошкообразной среде и последующего охлаждения изношенной детали по внутренней поверхности сжатым воздухом с подогревом наружной поверхности в процессе охлаждения горячей обоймой, охватывающей деталь по наружной поверхности с натягом и имеющей высокий коэффициент линейного расширения при температурах не ниже 950oC.1. To ensure a significant amount of plastic deformation of the restored worn part due to the implementation of delayed furnace heating at temperatures not lower than 950 o C with holdings for 0.5-2 hours in a protective powdery environment and subsequent cooling of the worn part on the inner surface with compressed air with external heating surface during cooling by a hot cage, covering the part on the outer surface with interference and having a high coefficient of linear expansion at temperatures not lower than 950 o C .
Замедленный печной нагрев при повышенных температурах не ниже 950oC и определенных выдержках (от 0,5-2 часов) позволяет материалу изношенной детали пройти полностью фазовые и структурные превращения и обеспечить определенную степень ее усадки уже в нагретом состоянии, чему в значительной мере помогает наличие обоймы, охватывающей изношенную деталь снаружи, которая обладает повышенным коэффициентом линейного расширения по сравнению с материалом изношенной детали при указанных выше температурах. Расширяясь при нагревании, обойма оказывает сжимающее воздействие на наружную поверхность изношенной детали в направлении ее оси. Указанное явление (снижающее воздействие) усиливается по мере нагрева обоймы и трансформируется в пластическую деформацию изношенной детали в горячем состоянии, что дополнительно приводит к уменьшению внутреннего размера последней. Таким образом, пластическая деформация восстанавливаемой изношенной детали, направленная перпендикулярно к ее оси, происходит уже в процессе нагрева и выдержки.Slow furnace heating at elevated temperatures of at least 950 o C and certain exposures (from 0.5-2 hours) allows the material of the worn part to undergo fully phase and structural transformations and provide a certain degree of shrinkage of it already in the heated state, which helps to a large extent clips covering the worn part from the outside, which has an increased coefficient of linear expansion compared to the material of the worn part at the above temperatures. Expanding when heated, the clip has a compressive effect on the outer surface of the worn part in the direction of its axis. The indicated phenomenon (reducing effect) increases as the holder is heated and transforms into plastic deformation of the worn part in the hot state, which additionally leads to a decrease in the internal size of the latter. Thus, the plastic deformation of the restored worn part, directed perpendicular to its axis, occurs already in the process of heating and aging.
При последующем охлаждении изношенной детали, осуществляемом по внутреннему диаметру сжатым воздухом, достигается теплоотвод, главным образом направленный также перпендикулярно оси восстанавливаемой изношенной детали, что существенно усиливает эффект пластической деформации в том же направлении. With subsequent cooling of the worn part, carried out along the inner diameter by compressed air, a heat sink is achieved, mainly directed also perpendicular to the axis of the restored worn part, which significantly enhances the effect of plastic deformation in the same direction.
2. Проведение тепловой обработки восстанавливаемой изношенной детали, происходящей в условиях замедленного печного нагрева, дает возможность исключить появление в последней высоких термических напряжений, а проведение последующего охлаждения изношенной детали с пониженной скоростью (по сравнению с охлаждением по способу прототипа), которое достигается применением горячей обоймы, непосредственно контактирующей с охлаждаемой изношенной деталью, гарантирует отсутствие макро- и микротрещин в восстанавливаемой изношенной детали. 2. The heat treatment of the restored worn part, occurring under conditions of delayed furnace heating, makes it possible to exclude the appearance of high thermal stresses in the latter, and subsequent cooling of the worn part at a reduced speed (compared to cooling by the prototype method), which is achieved by using a hot cage directly in contact with the cooled worn part guarantees the absence of macro- and microcracks in the restored worn part.
3. Обработка по предлагаемому способу повышает качество, так как исключает возможность перегрева и окисления восстанавливаемой изношенной детали, поскольку нагрев последней осуществляется теплопроводностью через несколько слоев (стенок) элементов контейнера, в котором помещается изношенная деталь, т. е. замедленно и при наличии защитной порошкообразной среды, размещенной в зазоре, образованном внутренней поверхностью изношенной детали и специальной вставкой приспособления. При этом вставка и изношенная деталь, расширяясь при нагреве, сжимают и уплотняют порошкообразную среду, практически вытесняя весь воздух, что предотвращает окисление детали в начале нагрева; в свою очередь порошкообразная среда создает защитную газовую атмосферу в процессе нагрева. 3. Processing by the proposed method improves the quality, since it eliminates the possibility of overheating and oxidation of the restored worn part, since the latter is heated by thermal conductivity through several layers (walls) of the container elements in which the worn part is placed, that is, slowly and in the presence of a protective powder the medium placed in the gap formed by the inner surface of the worn part and a special insert of the device. In this case, the insert and the worn part, expanding during heating, compress and condense the powdery medium, practically displacing all air, which prevents oxidation of the part at the beginning of heating; in turn, the powdery medium creates a protective gas atmosphere during the heating process.
4. Предлагаемый способ гарантирует получение одинаковой твердости по всей восстанавливаемой поверхности изношенной детали, что положительно влияет в процессе ее изнашивания при эксплуатации, по двум причинам. Во-первых, охлаждению подвергается одновременно вся восстанавливаемая поверхность изношенной детали, причем изнутри, поэтому скорость охлаждения изношенной детали обеспечивается одинаковая в любом сечении изношенной детали; во-вторых, наличие порошкообразной среды при предлагаемых температурно-временных параметрах обработки за сравнительно короткий промежуток времени позволяет формировать диффузионный слой на восстанавливаемой поверхности определенной глубины, который обладает одинаковой твердостью, поскольку содержит химическое соединение железа с бором (бориды железа). 4. The proposed method guarantees the same hardness over the entire restored surface of the worn part, which positively affects the process of its wear during operation, for two reasons. Firstly, the entire restored surface of the worn part is subjected to cooling at the same time, and from the inside, therefore, the cooling rate of the worn part is the same in any section of the worn part; secondly, the presence of a powdery medium at the proposed temperature-time treatment parameters for a relatively short period of time allows the formation of a diffusion layer on the restored surface of a certain depth, which has the same hardness because it contains a chemical compound of iron with boron (iron borides).
Таким образом, осуществление тепловой обработки при замедленном нагреве при высоких температурах и определенных выдержках в защитной порошкообразной среде с последующим охлаждением детали с одинаковой скоростью по внутренней поверхности сжатым воздухом и подогревом изношенной детали в процессе охлаждения горячей обоймой за счет плотного контакта между ними обеспечивает получение значительной пластической деформации (усадки) внутреннего размера изношенной детали, повышает качество восстановления изношенной детали. Кроме того, уникальные условия проведения тепловой обработки, создаваемые за счет наличия защитной порошкообразной среды, позволяют получить (при выдержках более 1 часа) диффузионные слои на восстанавливаемой поверхности, которые растут не только по глубине, но и нарастают снаружи, т.е. в направлении, перпендикулярном оси детали, что вносит дополнительный эффект в процесс усадки внутреннего размера изношенной детали. А это, как следствие, снижает трудоемкость восстановления за счет исключения последующей механической обработки поверхности детали. Thus, the implementation of heat treatment under delayed heating at high temperatures and certain exposures in a protective powdery environment with subsequent cooling of the part at the same speed along the inner surface with compressed air and heating the worn part during cooling with a hot clip due to tight contact between them provides significant plastic deformation (shrinkage) of the internal size of the worn part, improves the quality of recovery of the worn part. In addition, the unique conditions of heat treatment created due to the presence of a protective powdery medium make it possible to obtain (with exposures of more than 1 hour) diffusion layers on the restored surface, which grow not only in depth, but also grow outside, i.e. in the direction perpendicular to the axis of the part, which adds an additional effect to the shrinkage process of the internal size of the worn part. And this, as a result, reduces the complexity of recovery by eliminating the subsequent mechanical treatment of the surface of the part.
Предлагаемый способ осуществляют путем размещения изношенной детали в обойму, изготовленную из материала с высоким коэффициентом линейного расширения (например, из стали марки У12), охватывающую изношенную деталь по ее наружному диаметру, а поверхность внутреннего диаметра изношенной детали помещают в защитную порошкообразную среду (например, технический карбид бора - 88%, бура - 5%, титан - 7%) и далее осуществляют нагрев до температуры не ниже 950oC и выдерживают при этой температуре в течение 0,5-2 часов, после чего осуществляют охлаждение внутренней поверхности детали сжатым воздухом, струя которого направлена перпендикулярно ее оси, а наружную поверхность восстанавливаемой детали охлаждают путем естественного остывания обоймы, охватывающей гильзу по наружной поверхности.The proposed method is carried out by placing a worn part in a holder made of a material with a high coefficient of linear expansion (for example, steel grade U12), covering the worn part according to its outer diameter, and the surface of the inner diameter of the worn part is placed in a protective powdery environment (for example, technical boron carbide - 88%, borax - 5%, titanium - 7%) and then carry out heating to a temperature not lower than 950 o C and maintain at this temperature for 0.5-2 hours, after which they are cooled internally the original surface of the part with compressed air, the jet of which is directed perpendicular to its axis, and the outer surface of the restored part is cooled by naturally cooling the cage, covering the sleeve on the outer surface.
Предлагаемый способ поясняется чертежами, где
на фиг. 1 представлен короб 1, в котором находится кольцо 2, вставка 3, порошкообразная среда 4, восстанавливаемая изношенная деталь, короб 5, обойма 7, опора 8, сыпучая смесь песка и некальцинированной соды 9 и поддон 10. В совокупности перечисленные детали представляют способ восстановления полых цилиндрических поверхностей.The proposed method is illustrated by drawings, where
in FIG. 1 shows a box 1, in which a ring 2, an insert 3, a powdery medium 4, a worn part to be restored, a
На фиг. 2 изображена позиция охлаждения изношенной детали в сборе с горячей обоймой на подставке 11, обдуваемой воздухом в направлении, указанном стрелками. In FIG. 2 shows the cooling position of the worn part assembly with a hot casing on a
Раздельно выполненные экспериментальные исследования проводили с целью выявления предлагаемых параметров на степень пластической деформации внутренней поверхности восстанавливаемой детали. Исследования показали нижеследующее. Separately performed experimental studies were carried out in order to identify the proposed parameters for the degree of plastic deformation of the inner surface of the restored part. Studies have shown the following.
1. Тепловая обработка осуществлялась при замедленном нагревании при температурах 950-1000oC и выдержках времени 0,5-2 часа в защитной порошкообразной среде, но с последующим охлаждением всей сборки на спокойном воздухе, что приводило к усадке внутреннего размера изношенной детали в пределах 0,009-0,035 мм, т. е. фиксировались сравнительно небольшие значения деформации. Нагрев гильзы в порошкообразной среде, но при температурах ниже 950oC с выдержками 0,5-2 часа в защитной порошкообразной среде, но с последующим охлаждением всей сборки на спокойном воздухе, приводил к усадке внутреннего размера изношенной детали в пределах 0,009-0,035 мм, т.е. фиксировались сравнительно небольшие значения деформации. Нагрев гильзы в порошкообразной среде, но при температурах ниже 950oC с выдержками менее 0,5 часа и с последующим охлаждением на спокойном воздухе практически не давал заметной усадки внутреннего размера (0,002-0,005 мм).1. Heat treatment was carried out with delayed heating at temperatures of 950-1000 o C and exposure times of 0.5-2 hours in a protective powdery environment, but with subsequent cooling of the entire assembly in calm air, which led to shrinkage of the internal size of the worn part within 0.009 -0.035 mm, i.e., relatively small deformation values were recorded. Heating the liner in a powdery environment, but at temperatures below 950 o C with extracts of 0.5-2 hours in a protective powdery environment, but with subsequent cooling of the entire assembly in calm air, led to the shrinkage of the internal size of the worn part within 0.009-0.035 mm, those. relatively small deformation values were recorded. Heating the liner in a powdery environment, but at temperatures below 950 o C with exposures of less than 0.5 hours and subsequent cooling in calm air, practically did not give noticeable shrinkage of the internal size (0.002-0.005 mm).
2. Обработка при замедленном нагреве при температурах 950-1000oC с выдержками в течение 0,5-2 часа в порошкообразной среде, но с последующим охлаждением внутренней поверхности изношенной детали сжатым воздухом, несколько увеличила степень усадки (в среднем 0,011-0,040 мм) по сравнению с обработкой в условиях п. 1.2. Processing under delayed heating at temperatures of 950-1000 o C with exposure for 0.5-2 hours in a powdery environment, but with subsequent cooling of the inner surface of the worn part with compressed air, slightly increased the degree of shrinkage (on average 0.011-0.040 mm) in comparison with the processing under the conditions of paragraph 1.
3. Тепловая обработка при замедленном нагреве при температурах 950-1000oC и выдержках 0,5-2 часа в порошкообразной среде с последующим охлаждением изношенной детали вместе с горячей обоймой, но на спокойном воздухе, также увеличила степень пластической деформации (в среднем 0,013-0,44 мм) по сравнению с условиями п. 1.3. Heat treatment with delayed heating at temperatures of 950-1000 o C and holdings of 0.5-2 hours in a powdery environment with subsequent cooling of the worn part together with a hot cage, but in calm air, also increased the degree of plastic deformation (on average 0.013- 0.44 mm) compared with the conditions of paragraph 1.
4. Обработка в условиях п. 3, но с последующим охлаждением внутренней поверхности изношенной детали сжатым воздухом, но вместе с горячей обоймой линейного расширения при 950-1000oC, изготовленной из стали с высоким коэффициентом, охватывающей восстанавливаемую изношенную деталь по наружной поверхности с натягом, показала существенное увеличение степени пластической деформации внутреннего диаметра (в среднем 0,030-0,56 мм).4. Processing under the conditions of claim 3, but with subsequent cooling of the inner surface of the worn part with compressed air, but together with a hot clip of linear expansion at 950-1000 o C, made of steel with a high coefficient, covering the restored worn part on the outer surface with interference , showed a significant increase in the degree of plastic deformation of the inner diameter (average 0.030-0.56 mm).
5. Обработка в условиях п. 3 с последующим охлаждением внутренней поверхности изношенной детали сжатым воздухом вместе с горячей обоймой, изготовленной из стали с меньшим коэффициентом линейного расширения при 950-1000oC (по сравнению с восстанавливаемой изношенной деталью) и охватывающий изношенную деталь по наружной поверхности с натягом, позволила зафиксировать меньшую степень деформации (0,02-0,29 мм) по сравнению с деформацией в условиях п. 4.5. Processing under paragraph 3, followed by cooling the inner surface of the worn part with compressed air together with a hot cage made of steel with a lower coefficient of linear expansion at 950-1000 o C (compared with the restored worn part) and covering the worn part on the outside surface with an interference fit, allowed to fix a lower degree of deformation (0.02-0.29 mm) compared with deformation under the conditions of paragraph 4.
Таким образом, исследования показали, что влияние указанных параметров в совокупности (см. п. 4) на степень усадки внутреннего диаметра изношенной детали оказалось очень значительным по сравнению с раздельным влиянием тех же параметров. Кроме того, выявилась возможность регулирования степени пластической деформации от минимальных до максимальных значений, что особенно важно учитывать при восстановлении изношенных деталей с различной величиной износа внутренней поверхности. Thus, studies have shown that the influence of these parameters in the aggregate (see paragraph 4) on the degree of shrinkage of the inner diameter of the worn part turned out to be very significant compared to the separate influence of the same parameters. In addition, it became possible to control the degree of plastic deformation from minimum to maximum values, which is especially important to consider when restoring worn parts with different values of wear on the inner surface.
Пример. Для восстановления предлагаемым способом - партия изношенных деталей цилиндров двигателя автомобиля "Камаз" подвергалась механической обработке по внутреннему диаметру (шлифованию и хонингованию) с получением одинакового размера по высоте изношенных деталей. Материал изношенных деталей - чугун специальный. В соответствии со схемой размещения изношенной детали в приспособлении (см. фиг.1) каждая из партий изношенных деталей 5 соединялась по наружной поверхности с обоймой 7 с натягом и устанавливалась на опору 8, в выточку которой помещалась вставка 3, образуя зазор с внутренней поверхностью изношенной детали 5 размером 10 мм. Образовавшийся зазор заполнялся порошковой средой 4, содержащей, мас.%: технический карбид бора (88), бура (5) и титан (7), которая утрамбовывалась с целью вытеснения воздуха. Затем вся сборка сверху закрывалась кольцом 2, как показано на фиг. 1, и устанавливалась в короб 6, затем в поддон 10 и накрывалась сверху коробом 1. Зазор между коробом 1 и стенкой поддона 10 заполнялся смесью песка и кальцинированной соды 9 для герметизации объема образовавшегося контейнера; контейнеры загружались в электрическую печь, нагретую до температуры 950-1000oC, и выдерживались соответственно в течение 0,5; 1; 1,5 и 2 часов.Example. To restore the proposed method - a batch of worn parts of the cylinders of the engine of the Kamaz automobile was subjected to mechanical processing by the inner diameter (grinding and honing) to obtain the same size in height of the worn parts. The material of the worn parts is special cast iron. In accordance with the layout of the worn part in the device (see Fig. 1), each of the batches of
В процессе нагрева контейнера происходит пластическая деформация всех элементов сборки. При нагреве изношенная деталь 5 практически свободно расширяется по направлению, перпендикулярному к своей оси, уменьшая внутренний диаметр, сжимая и уплотняя порошкообразную среду, находящуюся между вставкой 3 и изношенной деталью 5. Обойма 7, охватывающая изношенную деталь 5 по наружной поверхности и обладающая повышенным коэффициентом линейного расширения при температурах не ниже 950oC по сравнению с материалом изношенной детали, не только препятствует расширению изношенной детали в сторону, направленную от оси, а наоборот, расширяясь, в свою очередь оказывает сжимающее воздействие на наружную поверхность ее в направлении ее оси. Указанное явление усиливается по мере прогрева обойма 7 и трансформируется в пластическую деформацию изношенной детали в горячем состоянии, что приводит к дополнительному существенному уменьшению внутреннего диаметра. Вставка 3, расширяясь при нагреве, также сжимает и уплотняет порошкообразную среду, действуя в сторону, направленную от оси (противоположную оси). Встречное давление, создаваемое вставкой 3 со своей стороны и усиленное обоймой 7 изношенной детали 5, на порошкообразную среду приводит к созданию очень плотного контакта частиц среды с поверхностью восстанавливаемой изношенной детали 5 и прохождению диффузионных процессов на поверхности изношенной детали, которые усиливаются за счет давления газов, образующихся в результате протекания химических реакций в ограниченном, малом объеме между изношенной деталью 5 и вставкой 3. Такие уникальные условия (высокая температура, плотный контакт между частицами и поверхностью, а также давление газов) позволяют за сравнительно короткий промежуток времени выдержки (0,5-2 часа) формировать или диффузионный слой в глубину поверхностной зоны изношенной детали (выдержки до одного часа), или обеспечить не только формирование слоя в глубину, но и создать нарастание слоя химических соединений снаружи поверхности, что, как следствие, приводит к дополнительному уменьшению внутреннего размера изношенной детали 5 и, кроме того, обеспечивает получение на ее внутренней поверхности нового слоя, содержащего бориды железа.In the process of heating the container, plastic deformation of all assembly elements occurs. When heated, the
После разборки приспособления изношенную деталь 5 вместе с обоймой 7 размещали на подставке 11, как показано на фиг. 2, и проводили принудительное охлаждение внутренней поверхности изношенной детали 5 сжатым воздухом, что позволяло осуществлять теплоотвод, главным образом направленный перпендикулярно к оси восстанавливаемой изношенной детали, и усиливать эффект пластической информации в том же направлении. Использование горячей обоймы 7, изготовленной из материала (например, сталь У12), обладающего высоким коэффициентом линейного расширения при температурах обработки 950-1000oC и охватывающей изношенную деталь 5 по ее наружной поверхности с натягом, позволяло существенно увеличивать усадку внутреннего размера изношенной детали 5 за счет пластической деформации собственно гильзы 7 в направлении оси изношенной детали.After disassembling the device, the
После охлаждения изношенной детали 5 вместе с обоймой 7 до величины комнатной температуры осуществлялась разборка с помощью съемника, применяемого обычно для разборки изношенных деталей при ремонте блоков цилиндров. After cooling down the
В результате обработки изношенных деталей по предлагаемому способу степень усадки внутреннего диаметра опытных изношенных деталей составила в среднем 0,030-0,56 мм, причем нижний предел соответствовал обработке при температуре 950oC с выдержкой не более 0,5 часа, а верхний предел - 1000oC с выдержкой не более 2 часов.As a result of processing the worn parts according to the proposed method, the degree of shrinkage of the inner diameter of the experimental worn parts averaged 0.030-0.56 mm, the lower limit corresponding to processing at a temperature of 950 o C with a shutter speed of not more than 0.5 hours, and the upper limit of 1000 o C with an exposure of not more than 2 hours.
Таким образом, при обработке изношенных деталей по предлагаемому способу реализуются дополнительные преимущества:
1. Возможность получения восстановленной поверхности изношенной детали с высокой твердостью и устойчивостью по сравнению с прототипом, что обеспечивает повышенный ресурс.Thus, when processing worn parts according to the proposed method, additional advantages are realized:
1. The ability to obtain a restored surface of a worn part with high hardness and stability compared to the prototype, which provides an increased resource.
2. Не требуется проведения окончательной механической обработки восстановленной поверхности, поскольку полностью исключена возможность окисления при тепловой обработке, а степень шероховатости соответствует исходной, т.е. полученной перед тепловой обработкой. 2. Final machining of the reconstructed surface is not required, since the possibility of oxidation during heat treatment is completely excluded, and the degree of roughness corresponds to the initial one, that is, obtained before heat treatment.
3. Возможность регулирования степени пластической деформации от минимальных до максимальных значений, что особенно важно учитывать при восстановлении изношенных деталей с различной величиной износа внутренней поверхности. 3. The ability to control the degree of plastic deformation from minimum to maximum values, which is especially important to consider when restoring worn parts with different values of wear on the inner surface.
Claims (2)
Технический карбид бора - 88
Бура - 5
Титан - 7
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала с высоким коэффициентом линейного расширения используют сталь марки УI2.2. The method according to claim 1, characterized in that as the protective powder medium using the following composition, wt.%:
Technical boron carbide - 88
Borax - 5
Titanium - 7
3. The method according to claim 1, characterized in that UI2 steel is used as a material with a high coefficient of linear expansion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96101552A RU2121913C1 (en) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | Method for restoring surfaces of hollow cylinders |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96101552A RU2121913C1 (en) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | Method for restoring surfaces of hollow cylinders |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96101552A RU96101552A (en) | 1998-03-20 |
| RU2121913C1 true RU2121913C1 (en) | 1998-11-20 |
Family
ID=20176187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96101552A RU2121913C1 (en) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | Method for restoring surfaces of hollow cylinders |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2121913C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107052702A (en) * | 2016-01-15 | 2017-08-18 | 卡特彼勒公司 | Method and apparatus for repairing cylinder buss |
-
1996
- 1996-01-25 RU RU96101552A patent/RU2121913C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107052702A (en) * | 2016-01-15 | 2017-08-18 | 卡特彼勒公司 | Method and apparatus for repairing cylinder buss |
| US10060529B2 (en) | 2016-01-15 | 2018-08-28 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for repairing cylinder liners |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3992202A (en) | Method for producing aperture-containing powder-metallurgy article | |
| US4640711A (en) | Method of object consolidation employing graphite particulate | |
| US3149409A (en) | Method of producing an engine piston with a heat insulating layer | |
| CA2268649C (en) | Surface densification of machine components made by powder metallurgy | |
| US2299192A (en) | Method of making sintered articles | |
| US8926896B2 (en) | Method of compacting a first powder material and a second powder material | |
| US2206395A (en) | Process for obtaining pure chromium, titanium, and certain other metals and alloys thereof | |
| GB2116065A (en) | Particulate medium for fluidized bed operations | |
| JP2009041109A (en) | Powder metallurgical body with compacted surface | |
| CA1186920A (en) | Method of making sintered powder metallurgical bodies | |
| NZ503951A (en) | Casting of molten metal in an open ended mold cavity with angled graphite casting ring | |
| US3808659A (en) | Bonded bronze-iron liners for steel cylinder barrel and method of making same | |
| US8133329B2 (en) | Selective sintering of compacted components | |
| RU2121913C1 (en) | Method for restoring surfaces of hollow cylinders | |
| ES2170505T3 (en) | PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF A METAL PART OF SINTERED POWDER. | |
| TW377396B (en) | Refractory wall structure and a method for repairing a furnace provided with a refractory wall structure | |
| SE9003521D0 (en) | HIGH PRESSURE ISOSTATIC DENSIFFICATION PROCESS | |
| US3816586A (en) | Method of fabricating boron suboxide articles | |
| US3065073A (en) | Method for producing composite bodies of aluminum and sintered aluminum powder | |
| US4025366A (en) | Method of making rotary piston engine cast iron interior seals by quench hardening | |
| US5900208A (en) | High-temperature flowable sintering bath and method of using same | |
| SU829693A1 (en) | Method of making cast iron articles | |
| SU1606261A1 (en) | Method of producing bimetallic antifrictional articles | |
| JPH01502569A (en) | Method for repairing worn side surfaces of sleeve-shaped workpieces | |
| JP2003514122A (en) | Metal / ceramic composite material and method of manufacturing the same |