RU2274537C1 - Method for restoration of worn resting planes of aluminum alloy heads of block of internal combustion engines - Google Patents
Method for restoration of worn resting planes of aluminum alloy heads of block of internal combustion engines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2274537C1 RU2274537C1 RU2004134806/02A RU2004134806A RU2274537C1 RU 2274537 C1 RU2274537 C1 RU 2274537C1 RU 2004134806/02 A RU2004134806/02 A RU 2004134806/02A RU 2004134806 A RU2004134806 A RU 2004134806A RU 2274537 C1 RU2274537 C1 RU 2274537C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- internal combustion
- worn
- combustion engines
- restoration
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области восстановления изношенных деталей из алюминиевых сплавов, например для восстановления и защиты от коррозии привалочной плоскости головок блока двигателей внутреннего сгорания из алюминиевых сплавов.The invention relates to the field of recovery of worn parts from aluminum alloys, for example, to restore and protect against corrosion the mating plane of the heads of a block of internal combustion engines from aluminum alloys.
В ремонтном производстве известен способ восстановления изношенных деталей из алюминиевых сплавов, включающий приращение (наплавку в среде защитных газов) восстанавливаемой поверхности, механическую обработку и упрочнение этой поверхности микродуговым оксидированием [1].In the repair industry, there is a known method for the restoration of worn parts from aluminum alloys, including the increment (surfacing in a protective gas environment) of the surface to be restored, machining and hardening of this surface by microarc oxidation [1].
Недостаток способа состоит в перегреве металла наплавляемой детали, низкой производительности при восстановлении привалочных плоскостей головок блока двигателей внутреннего сгорания, а также невысокой коррозионной стойкости этих плоскостей.The disadvantage of this method is the overheating of the metal of the deposited part, low productivity when restoring the mating planes of the heads of the block of internal combustion engines, as well as the low corrosion resistance of these planes.
Известен способ получения термостойких изоляционных покрытий на изделиях из алюминиевых сплавов, включающий обработку деталей микродуговым оксидированием и последующее заполнение пор покрытия фторопластом [2].A known method of obtaining heat-resistant insulating coatings on products from aluminum alloys, including processing parts by microarc oxidation and subsequent filling of the pores of the coating with fluoroplastic [2].
Недостатком этого способа является получение тонких покрытий (до 0,2 мм), которые не обеспечивают компенсации износа привалочных плоскостей головок блока двигателей внутреннего сгорания (по данным статистического анализа максимальный износ 3,5 мм).The disadvantage of this method is the production of thin coatings (up to 0.2 mm), which do not provide compensation for wear of the mating planes of the heads of the block of internal combustion engines (according to statistical analysis, the maximum wear is 3.5 mm).
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления привалочных плоскостей головок цилиндров автотракторных двигателей из алюминиевых сплавов, включающий предварительную подготовку поверхности, приращение электродуговой металлизацией, механическую обработку и упрочнение этой поверхности микродуговым оксидированием [3].Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is a method of restoring the mating planes of the cylinder heads of automotive engines made of aluminum alloys, including preliminary surface preparation, increment by electric arc metallization, machining and hardening of this surface by microarc oxidation [3].
Недостатком данного способа является повышенная сквозная пористость и вследствие этого невысокая коррозионная стойкость.The disadvantage of this method is the increased through porosity and, as a result, low corrosion resistance.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в увеличении коррозионной стойкости за счет уменьшения сквозной пористости покрытия.The problem to which the invention is directed, is to increase corrosion resistance by reducing the through porosity of the coating.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем предварительную подготовку поверхности, приращение электродуговой металлизацией, механическую обработку и получение защитного покрытия на поверхности микродуговым оксидированием, согласно изобретению приращение поверхности электродуговой металлизацией осуществляют с использованием присадочной проволоки Св-АМг6, формирование защитного покрытия микродуговым оксидированием в водном электролите, содержащем 2,8...3,2 г/л гидроокиси калия и 10...12 г/л жидкого стекла при плотности тока 20 А/дм2 в течение 1,5 ч, дополнительно проводят термическую обработку при температуре 200...250°С и пропитку суспензией фторопласта Ф-4Д с последующей сушкой при температуре 90...95°С.The problem is achieved in that in the known method, including preliminary surface preparation, increment by electric arc metallization, machining and obtaining a protective coating on the surface by microarc oxidation, according to the invention, surface increment by electric arc metallization is carried out using filler wire Sv-AMg6, the formation of a protective coating by microarc oxidation in an aqueous electrolyte containing 2.8 ... 3.2 g / l of potassium hydroxide and 10 ... 12 g / l of liquid glass, etc. and a current density of 20 A / dm 2 for 1.5 hours, an additional heat treatment is carried out at a temperature of 200 ... 250 ° C and impregnation with a suspension of fluoroplastic F-4D, followed by drying at a temperature of 90 ... 95 ° C.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Для восстановления изношенных привалочных плоскостей головок блока двигателей внутреннего сгорания из алюминиевых сплавов производят предварительную подготовку детали к металлизации. Она включает механическую обработку на вертикально-фрезерном станке 6М12П до выведения следов изнашивания, получение насечек на внешних краях плоскости прилегания, камер сгорания и всех углублений (кроме сквозных отверстий под шпильки) с помощью специального ударного приспособления или гидравлического пресса, обработку в закрытой камере струей воздуха, содержащей корунд и стальную колотую дробь. Давление воздуха при обработке в закрытой камере - 0,6...0,9 МПа, расход материала - в среднем 1,7 м3/мин, дистанция обработки - 140...160 мм, угол наклона струи воздуха с материалом к обрабатываемой привалочной плоскости головки цилиндров - 80°, скорость перемещения головки цилиндров относительно распыляющего пистолета - 0,6 м/мин. Предварительная подготовка необходима для создания на привалочной плоскости определенной шероховатости с целью улучшения адгезии слоя металла, наносимого электродуговой металлизацией при приращении.To restore the worn-out mating planes of the heads of the block of internal combustion engines from aluminum alloys, preliminary preparation of the part for metallization is carried out. It includes machining on a 6M12P vertically milling machine until traces of wear are removed, notches are obtained at the outer edges of the abutment plane, combustion chambers and all recesses (except through stud holes) using a special percussion device or hydraulic press, processing in a closed chamber with an air stream containing corundum and chipped steel. The air pressure during processing in a closed chamber is 0.6 ... 0.9 MPa, the material consumption is on average 1.7 m 3 / min, the processing distance is 140 ... 160 mm, the angle of inclination of the air stream with the material to be processed the mounting plane of the cylinder head is 80 °, the speed of movement of the cylinder head relative to the spray gun is 0.6 m / min. Preliminary preparation is necessary to create a certain roughness on the attachment plane in order to improve the adhesion of the metal layer applied by electric arc metallization during increment.
Перед электродуговой металлизацией отверстия камер сгорания и водяной рубашки охлаждения головки блока закрывают асботекстолитовыми пробками. Электродуговую металлизацию осуществляют на механизированной установке, которая содержит модернизированный электрометаллизатор ЭМ-14М, блок управления, кассеты для присадочной проволоки, металлизационную камеру и источник питания ВДУ-504. Процесс осуществляется в металлизационной камере. Режимы металлизации: ток дуги - 310 А, напряжение - 30...35 В, подача присадочной проволоки марок Св-АМг6 диаметром 2 мм - 8,5 м/мин, расход сжатого воздуха - 2,8 м3/мин, давление сжатого воздуха - 0,5...0,7 МПа, расстояние от сопла металлизатора до привалочной плоскости головки цилиндров - 100...120 мм, продолжительность металлизации - 9...10 мин, толщина нанесенного слоя металла - до 3,5 мм. В качестве присадочного материала можно использовать проволоку Св-АД1 или прутки из сплава АК9ч.Before electric arc metallization, the openings of the combustion chambers and the water jacket for cooling the head of the block are closed with asbestos-laminate plugs. Electric arc metallization is carried out on a mechanized installation, which contains an upgraded EM-14M electrometallizer, a control unit, filler wire cassettes, a metallization chamber and a VDU-504 power source. The process is carried out in a metallization chamber. Metallization modes: arc current - 310 A, voltage - 30 ... 35 V, filler wire supply of Sv-AMg6 grades with a diameter of 2 mm - 8.5 m / min, compressed air flow rate - 2.8 m 3 / min, compressed pressure air - 0.5 ... 0.7 MPa, the distance from the metallizer nozzle to the mounting plane of the cylinder head is 100 ... 120 mm, the metallization time is 9 ... 10 min, the thickness of the deposited metal layer is up to 3.5 mm . As filler material, you can use wire Sv-AD1 or rods made of AK9ch alloy.
После нанесения слоя металла плоскость прилегания головки блока подвергают механической обработке - фрезерованию на вертикально-фрезерном станке модели 6М12П до определенных размеров с учетом их увеличения при микродуговом оксидировании. Фрезерование выполняют при частоте вращения фрезы 2000 мин-1, глубине резания 0,5...0,8 мм и скорости подачи стола 200 м/мин. Затем выполняют необходимые сверлильные работы: зенкуют фаски установочных отверстий на глубину 2...3 мм и фаски под шпильки.After applying the metal layer, the abutment plane of the head of the block is subjected to mechanical processing — milling on a model 6M12P vertically milling machine to certain sizes, taking into account their increase during microarc oxidation. Milling is performed at a rotational speed of the mill 2000 min -1 , a cutting depth of 0.5 ... 0.8 mm and a table feed speed of 200 m / min. Then they perform the necessary drilling work: they countersink the chamfers of the mounting holes to a depth of 2 ... 3 mm and the chamfers for the studs.
Перед микродуговым оксидированием плоскость обезжиривают в водном растворе, содержащем 5...10 г/л NaOH, 40... 50 г/л Na3PO4 и 3...5 г/л Na2SiO3, после чего поверхности, не подлежащие упрочнению, изолируют щелочестойким силиконовым герметиком. Далее осуществляют формирование защитного покрытия плоскости прилегания головки блока микродуговым оксидированием в водном электролите с содержанием гидроокиси калия КОН - 2,8...3,2 г/л, жидкого стекла Na2SiO3 - 10...12 г/л. Режимы обработки: плотность тока Дт - 20 А/дм2, температура электролита Т - 18...23°С, продолжительность оксидирования t - 1,5 часа. Увеличение размеров детали после МДО составляет 90...100 мкм.Before microarc oxidation, the plane is degreased in an aqueous solution containing 5 ... 10 g / l NaOH, 40 ... 50 g / l Na 3 PO 4 and 3 ... 5 g / l Na 2 SiO 3 , after which the surfaces non-hardening, insulate with alkali-resistant silicone sealant. Next, a protective coating is formed on the abutment plane of the head of the block by microarc oxidation in an aqueous electrolyte containing potassium hydroxide KOH - 2.8 ... 3.2 g / l, liquid glass Na 2 SiO 3 - 10 ... 12 g / l. Processing modes: current density D t - 20 A / dm 2 , electrolyte temperature T - 18 ... 23 ° C, oxidation time t - 1.5 hours. The increase in the size of the part after MAO is 90 ... 100 microns.
После микродугового оксидирования головку блока подвергают термообработке, помещая в печь и нагревая до температуры 200...250°С, что позволяет освободить поры покрытия от влаги. Затем производят заполнение пор покрытия путем погружения привалочной плоскости головки блока в емкость, заполненную суспензией фторопласта Ф-4Д. Температура обработки составляет 30-50°С, время выдержки 15...30 мин. Высушивают покрытие при температуре 90...95°С. Результатом последней операции является устранение сквозной пористости покрытия, что значительно повышает коррозионную стойкость покрытия (см. таблицу).After microarc oxidation, the block head is subjected to heat treatment, placed in a furnace and heated to a temperature of 200 ... 250 ° C, which allows you to free the pores of the coating from moisture. Then, the pores of the coating are filled by immersing the mating plane of the block head in a container filled with a F-4D fluoroplastic suspension. The processing temperature is 30-50 ° C, the exposure time 15 ... 30 minutes Dry the coating at a temperature of 90 ... 95 ° C. The result of the last operation is the elimination of through porosity of the coating, which significantly increases the corrosion resistance of the coating (see table).
Сквозную пористость упрочненных привалочных плоскостей головок блока двигателей внутреннего сгорания из алюминиевых сплавов определяли в соответствии с методикой, изложенной в ГОСТ 9.302-88 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля».The through porosity of the hardened mating planes of the heads of the block of internal combustion engines from aluminum alloys was determined in accordance with the method described in GOST 9.302-88 “Metallic and non-metallic inorganic coatings. Control methods".
Показатели коррозии и коррозионной стойкости привалочных плоскостей головок блока двигателей внутреннего сгорания из алюминиевых сплавов оценивали в соответствии с ГОСТ 9.308-85 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы ускоренных коррозионных испытаний» по потере массы на единицу площади поверхности.Corrosion and corrosion resistance of the mating planes of the heads of the block of internal combustion engines made of aluminum alloys were evaluated in accordance with GOST 9.308-85 “Metallic and non-metallic inorganic coatings. Accelerated Corrosion Test Methods ”for mass loss per unit surface area.
Результаты сравнительных испытаний предлагаемого способа и прототипа представлены в таблице.The results of comparative tests of the proposed method and prototype are presented in the table.
Как видно из таблицы, предлагаемый способ восстановления изношенных привалочных плоскостей головок блока двигателей внутреннего сгорания из алюминиевых сплавов позволяет в результате пропитки удалить сквозную пористость покрытия и увеличить коррозионную стойкость в 2,5...3 раза.As can be seen from the table, the proposed method for restoring worn-in mating planes of the heads of the block of internal combustion engines from aluminum alloys allows, as a result of impregnation, to remove the through porosity of the coating and increase corrosion resistance by 2.5 ... 3 times.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ 2119420, В 23 Р 6/00.1. RF patent 2119420, В 23 Р 6/00.
2. Патент РФ 2237758, С 25 D 11/06, 11/18.2. RF patent 2237758, C 25 D 11/06, 11/18.
3. Патент РФ 2228246, В 23 Р 6/00 - прототип.3. RF patent 2228246, В 23 Р 6/00 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004134806/02A RU2274537C1 (en) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | Method for restoration of worn resting planes of aluminum alloy heads of block of internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004134806/02A RU2274537C1 (en) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | Method for restoration of worn resting planes of aluminum alloy heads of block of internal combustion engines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2274537C1 true RU2274537C1 (en) | 2006-04-20 |
RU2004134806A RU2004134806A (en) | 2006-05-10 |
Family
ID=36608063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004134806/02A RU2274537C1 (en) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | Method for restoration of worn resting planes of aluminum alloy heads of block of internal combustion engines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2274537C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2602903C1 (en) * | 2015-07-13 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of producing wear-resistant coatings on articles made from aluminium and alloys thereof |
-
2004
- 2004-11-29 RU RU2004134806/02A patent/RU2274537C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2602903C1 (en) * | 2015-07-13 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of producing wear-resistant coatings on articles made from aluminium and alloys thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004134806A (en) | 2006-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10132267B2 (en) | Coated bore aluminum cylinder liner for aluminum cast blocks | |
CN104831278B (en) | The method for coating the cylinder bore and cylinder block of internal combustion engine | |
US20160115578A1 (en) | Systems and methods for preparing and coating a workpiece surface | |
US9994966B2 (en) | Method for producing a coated surface of a tribological system | |
JPH08239793A (en) | Coating method for surface of aluminum or aluminum alloy part | |
CN106148876B (en) | A kind of novel aluminum alloy die-casting die surface peening coating and preparation method thereof | |
CN104439964A (en) | Piston rod machining process | |
CN104233167A (en) | Modification treatment method for surface of automobile die through thermal spraying | |
RU2274537C1 (en) | Method for restoration of worn resting planes of aluminum alloy heads of block of internal combustion engines | |
CN106975729B (en) | A kind of lost-wax casting method of drill bit | |
Wang et al. | A new electrode sidewall insulation method in electrochemical drilling | |
RU2390587C2 (en) | Procedure for strengthening seats of valves of internal combustion engines out of aluminium alloy | |
CN110777413B (en) | Method for laser remelting of surface of plasma cathode electrolytic deposition ceramic coating | |
CN106984772B (en) | A kind of casting method of high-precision drill bit | |
JP6060882B2 (en) | Method for treating the surface of engine parts made of Al alloy for forming a heat insulation layer | |
JP2017148826A (en) | Laser built-up method | |
CN109023349A (en) | A method of improving used in aluminium alloy casting metal type dies laser melting coating repair layer binding force | |
RU2417146C1 (en) | Method of reclaiming cylinder head mounting planes | |
CN114131203A (en) | Device and method for preparing titanium nitride alloy surface by using high-power ultrafast laser | |
RU2228246C1 (en) | Method for restoring resting faces of heads of cylinders of autotractor engines of aluminum alloys | |
RU2547983C1 (en) | Method of coating application on aluminium alloys | |
RU2427457C1 (en) | Method of reconditioning parts from aluminium and its alloys | |
CN110965028A (en) | Vacuum ion plating coating process based on nickel-based target material | |
RU2227088C1 (en) | Method for restoring skirts of pistons of internal combustion engines | |
RU2241782C1 (en) | Method for ionic-plasma treatment of cutting tool steel surface |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061130 |