RU2486044C1 - Method of reconditioning worn-out parts - Google Patents
Method of reconditioning worn-out parts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486044C1 RU2486044C1 RU2012116489/02A RU2012116489A RU2486044C1 RU 2486044 C1 RU2486044 C1 RU 2486044C1 RU 2012116489/02 A RU2012116489/02 A RU 2012116489/02A RU 2012116489 A RU2012116489 A RU 2012116489A RU 2486044 C1 RU2486044 C1 RU 2486044C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mpa
- restored
- mcm
- carried out
- note
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области восстановления изношенных деталей, например, может быть использовано для восстановления с упрочнением наружных и внутренних цилиндрических, плоских и сложнопрофильных поверхностей деталей из черных и цветных металлов и сплавов.The invention relates to the field of restoration of worn parts, for example, can be used for restoration with hardening of the outer and inner cylindrical, flat and complex surfaces of parts made of ferrous and non-ferrous metals and alloys.
Известен способ нанесения покрытий плазменным напылением, включающий создание потока низкотемпературной плазмы, подачу в него порошкообразного материала и напыление его на изделие ламинарным потоком плазмы с углом расширения 0…3° и удельным теплосодержанием 26…30 кВт·ч/м3. [Патент РФ 770260, C23C 4/12, опубл. в БИ №14, 1997].A known method of coating by plasma spraying, including creating a stream of low-temperature plasma, feeding into it a powdery material and spraying it onto a product with a laminar plasma stream with an expansion angle of 0 ... 3 ° and specific heat content of 26 ... 30 kW · h / m 3 . [RF patent 770260, C23C 4/12, publ. in BI No. 14, 1997].
Недостатком данного способа является то, что для его реализации необходимо сложное дорогостоящее оборудование.The disadvantage of this method is that for its implementation requires complex expensive equipment.
Также известен способ восстановления подшипника скольжения, включающий предварительную механическую обработку изношенной поверхности, нарезание «рваной» резьбы с последующей косым сетчатым накатыванием, газотермическое напыление и последующую механическую обработку. При этом косое сетчатое накатывание ведут до уменьшения внутреннего диаметра подшипника на величину 0,5…1,0 мм от шага рифления с получением на обрабатываемой поверхности элементов в виде «усеченной пирамиды», а напыление осуществляют порошком бронзы ПР-Б83. [Патент РФ 2424888, B23P 6/00, C23C 4/02, B05D 3/12, C23C 4/06, опубл. в БИ №21, 2011].Also known is a method of restoring a sliding bearing, including pre-machining a worn surface, cutting a “torn” thread followed by oblique mesh rolling, thermal spraying and subsequent machining. In this case, oblique mesh rolling is carried out until the inner diameter of the bearing is reduced by 0.5 ... 1.0 mm from the corrugation step to obtain elements in the form of a "truncated pyramid" on the treated surface, and the spraying is carried out with PR-B83 bronze powder. [RF patent 2424888, B23P 6/00, C23C 4/02, B05D 3/12, C23C 4/06, publ. in BI No. 21, 2011].
Однако подшипники скольжения, восстановленные данным способом, обладают низкой износостойкостью. Кроме этого, данным способом наиболее целесообразно восстанавливать внутренние цилиндрические поверхности деталей.However, plain bearings restored by this method have low wear resistance. In addition, this method is most appropriate to restore the inner cylindrical surfaces of the parts.
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 восстанавливаемой поверхности с использованием корунда, стальной колотой дроби или чугунной крошки, приращение восстанавливаемой поверхности электродуговым напылением, механическую обработку и упрочнение этой поверхности микродуговым оксидированием (МДО) в щелочном электролите с содержанием 1 г/л едкого калия и 6 г/л жидкого стекла при плотности тока 15 А/дм2 и продолжительности оксидирования 120 мин. [Патент РФ 2228246, B23P 6/00, опубл. в БИ №13, 2004 - прототип].Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is a method for restoring the attachment planes of cylinder heads of automotive engines made of aluminum alloys, including preliminary preparation of the restored surface using corundum, steel chipped shot or cast iron chips, increment of the restored surface by electric arc spraying, machining and hardening of this surface by microarc oxidation (MAO) in an alkaline electrolyte with the content of 1 g / l of caustic potassium and 6 g / l of liquid glass at a current density of 15 A / DM 2 and the duration of oxidation of 120 minutes [RF patent 2228246, B23P 6/00, publ. in BI No. 13, 2004 - prototype].
Недостатком данного способа является то, что электродуговое напыление не позволяет обеспечить высокие прочность сцепления и физико-механические свойства слоя металла, нанесенного при приращении на восстанавливаемую поверхность детали. Кроме этого высокая пористость напыленного слоя существенно снижает износо- и коррозионную стойкость покрытия, сформированного на нем МДО.The disadvantage of this method is that the electric arc spraying does not allow for high adhesion and physico-mechanical properties of the metal layer deposited during increment on the restored surface of the part. In addition, the high porosity of the sprayed layer significantly reduces the wear and corrosion resistance of the coating formed on it MAO.
Задачей изобретения является повышение долговечности восстановленных и упрочненных деталей.The objective of the invention is to increase the durability of the restored and hardened parts.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности сцепления слоя металла, нанесенного при приращении, снижение его пористости, а также повышение износо- и коррозионной стойкости покрытия, сформированного МДО.The technical result of the invention is to increase the adhesion strength of the metal layer deposited during increment, reduce its porosity, as well as increase the wear and corrosion resistance of the coating formed by MAO.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются за счет того, что в известном способе восстановления привалочных плоскостей головок цилиндров автотракторных двигателей из алюминиевых сплавов, включающем предварительную подготовку восстанавливаемой поверхности, приращение этой поверхности, механическую обработку и упрочнение восстанавливаемой поверхности микродуговым оксидированием в щелочном электролите, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ предварительную подготовку восстанавливаемой поверхности проводят, используя кубический нитрид бора марки ЛКВ40 зернистостью 125…150 мкм при давлении сжатого воздуха 0,60…0,65 МПа и дистанции обработки 80…90 мм до шероховатости поверхности Rz=100…110 мкм, приращение восстанавливаемой поверхности осуществляют сверхзвуковым газодинамическим напылением, используя в качестве рабочего газа гелий под давлением 0,40…0,45 МПа, а в качестве напыляемого материала - алюминиевый порошок ПА-4 с размером частиц 110…125 мкм, а микродуговое оксидирование ведут в электролите, содержащем 2 г/л едкого калия и 8 г/л жидкого стекла при плотности тока 26…27 А/дм2 в течение 70…75 мин.The problem and the technical result are achieved due to the fact that in the known method of restoring the bonding planes of the cylinder heads of automotive engines made of aluminum alloys, including preliminary preparation of the restored surface, increment of this surface, machining and hardening of the restored surface by microarc oxidation in an alkaline electrolyte, ACCORDING TO THE INVENTION preliminary preparation of the restored surface is carried out using cubes esky boron nitride grit LKV40 marks 125 ... 150 mm at a pressure of compressed air 0.60 ... 0.65 MPa and processing distance 80 ... 90 mm and the surface roughness R z = 100 ... 110 mm, increment recoverable surface carried by supersonic gas-dynamic spraying using as a working gas, helium under a pressure of 0.40 ... 0.45 MPa, and as a sprayed material - aluminum powder PA-4 with a particle size of 110 ... 125 μm, and microarc oxidation is carried out in an electrolyte containing 2 g / l of caustic potassium and 8 g / l of liquid glass at a current density of 26 ... 27 A / dm 2 for 70 ... 75 minutes
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
При восстановлении изношенных поверхностей деталей вначале производят их механическую обработку до выведения следов изнашивания. Затем проводят предварительную подготовку восстанавливаемой поверхности. При этом используют кубический нитрид бора (эльбор) марки ЛКВ40 ГОСТ Р 53922-2010 зернистостью 125…150 мкм, а обработку ведут в специальных камерах (например, типа 02-7112 конструкции ВНИИАвтогенмаш или 026-07.00.000 разработки ВНПО «Ремдеталь») на следующих режимах: давление сжатого воздуха - 0,60…0,65 МПа, дистанция обработки - 80…90 мм, угол наклона струи воздуха с нитридом бора к обрабатываемой поверхности - 80…90°. Участки детали, прилегающие к обрабатываемой поверхности, должны быть защищены специальными экранами. Предварительную подготовку ведут до получения сплошного матового состояния поверхности шероховатостью Rz=100…110 мкм.When restoring worn surfaces of parts, first they are machined until traces of wear are removed. Then carry out preliminary preparation of the restored surface. In this case, cubic boron nitride (elbor) of the LKV40 GOST R 53922-2010 brand with a grain size of 125 ... 150 microns is used, and processing is carried out in special chambers (for example, type 02-7112 of the design of VNIIAvtogenmash or 026-07.00.000 developed by VNPO Remdetal) at the following modes: compressed air pressure - 0.60 ... 0.65 MPa, processing distance - 80 ... 90 mm, the angle of inclination of the air stream with boron nitride to the treated surface - 80 ... 90 °. Parts of the part adjacent to the work surface should be protected by special screens. Preliminary preparation is carried out to obtain a continuous matte state of the surface with a roughness of R z = 100 ... 110 μm.
После этого на восстанавливаемую поверхность детали наносят слой металла сверхзвуковым газодинамическим напылением. Данную технологическую операцию необходимо производить не позднее, чем через 2 часа после предварительной подготовки поверхности. При напылении используют установку ДИМЕТ-405, разработанную и производимую Обнинским центром порошкового напыления (ОЦПН, г. Обнинск Калужской области). Установка состоит из напылительного блока, блока контроля и управления, устройства подачи порошка и органов управления, смонтированных на монтажной стойке. В качестве рабочего газа при напылении используют гелий ГОСТ 5583, а в качестве напыляемого материала - алюминиевый порошок ПА-4 ГОСТ 6058 с размером частиц 110…125 мкм. Режимы сверхзвукового газодинамического напыления: давление гелия - 0,40…0,45 МПа, температура нагрева гелия в напылительном блоке - 400°С, скорость полета частиц напыляемого материала - 700…720 м/с, дистанция напыления - 10…15 мм.After that, a metal layer is applied to the surface of the part being restored by supersonic gas-dynamic spraying. This technological operation must be performed no later than 2 hours after preliminary surface preparation. When spraying, use the DIMET-405 installation, designed and manufactured by the Obninsk powder spraying center (OCPN, Obninsk, Kaluga region). The installation consists of a spraying unit, a control and management unit, a powder supply device and controls mounted on a mounting rack. GEL 5583 helium is used as a working gas during spraying, and PA-4 GOST 6058 aluminum powder with a particle size of 110 ... 125 microns is used as a sprayed material. The supersonic gas-dynamic spraying modes: helium pressure - 0.40 ... 0.45 MPa, helium heating temperature in the spraying unit - 400 ° C, the speed of the particles of the sprayed material - 700 ... 720 m / s, spraying distance - 10 ... 15 mm.
После напыления производят механическую обработку восстанавливаемой поверхности детали. Ее целесообразно осуществлять точением на следующих режимах: глубина резания - 0,2…0,5 мм, подача - 0,1…0,5 мм/об, скорость резания - 15…16 м/мин. При токарной обработке используют резцы, оснащенные пластинами из твердых сплавов ВК6-М, ВК-8, ВК-10М. Механическую обработку ведут с учетом припуска под покрытие, формируемое МДО.After spraying, the restored surface of the part is machined. It is advisable to carry out turning by the following modes: cutting depth - 0.2 ... 0.5 mm, feed - 0.1 ... 0.5 mm / rev, cutting speed - 15 ... 16 m / min. When turning, use cutters equipped with carbide plates VK6-M, VK-8, VK-10M. The machining is carried out taking into account the allowance for the coating formed by the MAO.
Далее осуществляют упрочнение восстанавливаемой поверхности детали МДО в щелочном электролите следующего состава: едкий калий - 2 г/л, жидкое стекло - 8 г/л, остальное - дистиллированная вода. Режимы обработки: плотность тока - 26…27 А/дм2, продолжительность оксидирования - 70…75 мин, температура электролита - 18…20°С. Толщина упрочненного слоя покрытия, сформированного МДО, составляет 90…100 мкм.Then, the restored surface of the MAO part is hardened in an alkaline electrolyte of the following composition: potassium hydroxide - 2 g / l, water glass - 8 g / l, the rest is distilled water. Processing modes: current density - 26 ... 27 A / dm 2 , oxidation time - 70 ... 75 min, electrolyte temperature - 18 ... 20 ° C. The thickness of the hardened coating layer formed by the MAO is 90 ... 100 microns.
Прочность сцепления слоя металла, нанесенного при приращении сверхзвуковым газодинамическим напылением, определяли штифтовым методом на разрывной машине РМ-1000. Пористость и коррозионную стойкость покрытия, сформированного МДО, оценивали в соответствии с методикой, изложенной в ГОСТ 9.302 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля». Износостойкость детали с покрытием, сформированным МДО, оценивали по результатам сравнительных ускоренных испытаний на изнашивание. Испытания проводили в соответствии с ГОСТ 23.224 «Обеспечение износостойкости изделий. Методы оценки износостойкости восстановленных деталей».The adhesion strength of a metal layer deposited in increments by supersonic gas-dynamic spraying was determined by the pin method on an RM-1000 tensile testing machine. The porosity and corrosion resistance of the coating formed by the MAO was evaluated in accordance with the method described in GOST 9.302 “Metallic and non-metallic inorganic coatings. Control methods". The wear resistance of a part with a coating formed by MAO was evaluated according to the results of comparative accelerated wear tests. The tests were carried out in accordance with GOST 23.224 "Ensuring the wear resistance of products. Methods for assessing the wear resistance of reconditioned parts. "
Благодаря использованию при напылении в качестве рабочего газа гелия существенно увеличивается скорость движения частиц напыляемого алюминиевого порошка, в результате чего нанесенный при приращении слой металла имеет высокую прочность сцепления и меньшую пористость. Более высокие плотность и физико-механические свойства слоя металла, нанесенного при приращении, обеспечивают увеличение износо- и коррозионной стойкости покрытия, сформированного МДО, а также долговечности восстановленной и упрочненной детали (таблица).Thanks to the use of helium as a working gas, the particle velocity of the sprayed aluminum powder increases significantly, as a result of which the incrementally deposited metal layer has high adhesion strength and lower porosity. Higher density and physico-mechanical properties of the layer of metal deposited during increment provide an increase in the wear and corrosion resistance of the coating formed by the MAO, as well as the durability of the restored and hardened parts (table).
Как видно из таблицы, предлагаемый способ восстановления изношенных деталей позволяет в среднем в 2,5 раза увеличить прочность сцепления слоя металла, нанесенного при приращении, и в 3,0 раза снизить его пористость, а также на 40% увеличить износостойкость и на 50% - коррозионную стойкость детали с покрытием, сформированным МДО. В результате долговечность восстановленных и упрочненных деталей увеличивается не менее чем на 30%.As can be seen from the table, the proposed method for the restoration of worn parts allows on average 2.5 times to increase the adhesion strength of the metal layer deposited during increment, and 3.0 times to reduce its porosity, as well as to increase wear resistance by 40% and by 50% - corrosion resistance of a part coated with an MAO coating. As a result, the durability of reconditioned and hardened parts increases by at least 30%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116489/02A RU2486044C1 (en) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | Method of reconditioning worn-out parts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116489/02A RU2486044C1 (en) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | Method of reconditioning worn-out parts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2486044C1 true RU2486044C1 (en) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012116489/02A RU2486044C1 (en) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | Method of reconditioning worn-out parts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486044C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2695718C1 (en) * | 2017-01-27 | 2019-07-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method of applying wear-resistant coating on steel |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2203170C2 (en) * | 2000-11-30 | 2003-04-27 | Орловский государственный аграрный университет | Method for restoring and strengthening worn parts of aluminium and its alloys |
RU2228246C1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-05-10 | Орловский государственный аграрный университет | Method for restoring resting faces of heads of cylinders of autotractor engines of aluminum alloys |
EP1657326B1 (en) * | 2004-11-16 | 2008-12-17 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Aluminium-piston at least partially covered with an alumina film |
RU2424888C2 (en) * | 2009-10-20 | 2011-07-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО "Орел ГАУ") | Method of reclaiming plain bearing |
-
2012
- 2012-04-24 RU RU2012116489/02A patent/RU2486044C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2203170C2 (en) * | 2000-11-30 | 2003-04-27 | Орловский государственный аграрный университет | Method for restoring and strengthening worn parts of aluminium and its alloys |
RU2228246C1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-05-10 | Орловский государственный аграрный университет | Method for restoring resting faces of heads of cylinders of autotractor engines of aluminum alloys |
EP1657326B1 (en) * | 2004-11-16 | 2008-12-17 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Aluminium-piston at least partially covered with an alumina film |
RU2424888C2 (en) * | 2009-10-20 | 2011-07-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО "Орел ГАУ") | Method of reclaiming plain bearing |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2695718C1 (en) * | 2017-01-27 | 2019-07-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method of applying wear-resistant coating on steel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bobzin et al. | Thermal spraying of cylinder bores with the Plasma Transferred Wire Arc process | |
Li et al. | Plasma electrolytic oxidation coatings on lightweight metals | |
CN103614687B (en) | A kind of preparation technology of continuous casting crystallizer copper plate surface cermet coating | |
US11635117B2 (en) | Process for producing a protective coating on a brake side of a brake disk main element and process for producing a brake disk | |
CN101244937B (en) | Nano-composite metal ceramic powder for molten metal resistant erosion and method for manufacturing same | |
CN105648296B (en) | A kind of high temperature resistance tungsten carbide-base metal-ceramic composite powder end, coating and its preparation process containing Re | |
CN103741090A (en) | Spraying method of surface coatings of sink rolls and stabilizing rolls | |
CN101928910A (en) | Spraying method of wear-resistant coating on roll surface of technology roller of cold rolling unit | |
CN110052779B (en) | High-performance surface composite strengthening method for shaft parts | |
CN108842126B (en) | Metal ceramic coating continuous casting crystallizer copper pipe and preparation method thereof | |
CN111088471A (en) | High-corrosion-resistance wear-resistance iron-based amorphous coating on aluminum alloy surface and preparation method thereof | |
Adoberg et al. | The effect of surface pre-treatment and coating post-treatment to the properties of TiN coatings | |
Miguel et al. | Tribological behavior of bronze composite coatings obtained by plasma thermal spraying | |
CN112899605A (en) | Preparation method and application of tungsten carbide coating | |
Vats et al. | Influence of deposition parameters on Tribological Performance of HVOF Coating: A review | |
Champagne Jr et al. | Introduction to supersonic particle deposition | |
CN110952060A (en) | Surface treatment method and coating for power transmission shaft of speed reducer | |
CN107937857A (en) | A kind of 7075 aluminium alloy surface anti-corrosions lose wear-resisting composite coating and preparation method thereof | |
CN104862640B (en) | A kind of preparation method of Wet Parts of slurry pump Anti-erosion wear-resistant coating | |
RU2486044C1 (en) | Method of reconditioning worn-out parts | |
CN105803378A (en) | Electric arc sprayed ferrous alloyed low temperature-resistant wear-resistant coating and preparation method thereof | |
Dayı et al. | Repairing Al7075 surface using cold spray technology with different metal/ceramic powders | |
CN113832372B (en) | Alloy powder, and preparation method, application and application method thereof | |
James | A review of experimental findings in surface preparation for thermal spraying | |
Verpoort et al. | Thermal spraying of nano-crystalline coatings for Al-cylinder bores |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140425 |