SU757289A1

SU757289A1 - Способ электроискрового упрочнения чугунных деталей 1

Info

Publication number: SU757289A1
Application number: SU782664041A
Authority: SU
Inventors: Anatolij E Bojchenko; Anatolij V Polyachenko; Gagik M Kamalyan
Original assignee: Gv N I T I Remonta Ekspluatats
Priority date: 1978-09-13
Filing date: 1978-09-13
Publication date: 1980-08-23

Description

Изобретение относится к электроискровой обработке деталей, в частности к электроискровому упрочнению, и может быть использовано как в машиностроении, так и при ремонте машин.

Известен способ упрочнения деталей виброобкатыванием шариком, который заключается в создании регулярного микрорельефа на внутренних поверхностях цилиндров и цилиндрических втулок, в том числе и чугунных, обеспечивающих хорошую прирабатываемость, смачиваемость смазкой и высокую износостойкость трущихся поверхностей [1].

Однако глубина канавок рельефной поверхности при этом не превышает 0,025 мм и виброобкатывание не увеличивает твердость рельефной поверхности. Вследствие этого виброобкатанная поверхность изнашивается примерно через 100 моточасов эксплуатации гильзы, после чего эффект виброобкатывания не сказывается. Если учесть, что срок службы, например тракторных гильз, составляет 3,5—4 тыс. моточасов, то повышением маслоемкости гильз на весь этот срок можно весьма существенно повысить их износостойкость.

2

Известен способ электроискрового упрочнения чугунных цилиндров двигателей внутреннего сгорания,' который ведется при следующих режимах: сила тока — 1,35 ОкА, продолжительность импульса 50—150 мкс ₅ в условиях приложения давления 40 кг к каждому рабочему ролику. Процесс упрочнения ведется при охлаждении обрабатываемой поверхности. После упрочнения деталь обрабатывают хонингованием для удаления поверхностного слоя, имеющего пониженную

Ю твердость и износостойкость [2].

Однако известные режимы обработки не обеспечивают получение рельефной поверхности, способной повысить маслоемкость детали, за счет чего повышается износостойкость упрочняемой детали.

¹ Целью изобретения является увеличение износостойкости упрочняемой детали за счет повышения ее маслоемкости, достигаемой созданием регулярного рельефа с закаленной пористой структурой.

20 Поставленная цель достигается тем, что

на деталь воздействуют импульсами тока

силой 4—12 кА и продолжительностью 0,02 —

0,12 с в условиях приложения удельного давления 8—12 кг/мм² через контактную по757289

4

верхность рабочего инструмента, ширина которой 4—10 мм.

На фиг. 1 изображена схема установки; на фиг. 2 — разрез А—А на фиг. 1.

Устройство содержит патрон 1 для крепления детали, рабочий инструмент 2 с зигзагообразной кромкой шириной в и углом а между зигзагами, причем расстояние Н между его вершинами выбирают, исходя из нужного вида рельефа на зеркале гильзы. Рабочий инструмент соединен с пневмоцилиндром 3. Для подачи импульсов тока устройство содержит трансформатор 4 и прерыватель 5 тока типа ПСЛ-600, установленный в первичной цепи трансформатора.

Ширину кромки в выбирают, исходя из прочности рабочего инструмента, производительности процесса и потребляемой мощности электрического тока. Поскольку кромка рабочего инструмента шириной менее 4 мм ввиду ее деформации не обеспечит нужную производительность, а шириной свыше 10 мм потребует большей мощности, чем можно получить на контактных машинах, применяемых в данных устройствах, толщину кромки берут в пределах 4—10 мм.

Диаметр инструмента зависит от необходимого окружного контакта кромки рабочего инструмента с упрочняемой поверхностью.

Установка работает следующим образом.

Упрочняемую гильзу устанавливают в патрон 1, например электроконтактной установки ОКС-9862А, представляющей собой контактную шовную, машину. Затем внутрь гильзы вводят медный рабочий инструмент 2. После прижатия инструмента к внутренней поверхности гильзы и пропускания импульсов тока через место контакта инструмента с внутренней поверхностью гильзы проходит ток большой силы и низкого напряжения, приводящий к сильному и быстрому нагреву в месте контакта кромки рабочего инструмента с внутренней поверхностью гильзы, а так как электроконтактную обработку производят в среде охлаждающей жидкости при ее расходе 1,0—1,5 л/мин, то в зоне контакта происходит местная закалка поверхности гильзы, контактирующей с рабочим инструментом. Одновременно при наличии высокой температуры в зоне закалки благодаря выгоранию микрообъемов материала гильзы создается пористый слой.

Создаваемые объемы пор и твердость упрочненного слоя находятся в зависимости от режимов электроконтактной обработки. Например, для гильз цилиндров двигателя СМД-14 с внутренним диаметром 120 мм (ма териал гильзы — специальный чугун с содержанием, %: углерод 3,2—3,5, кремний 2,3— 2,5, марганец 0,6—0,8, сера до 0,12, хром 0,2—0,4, никель до 0,15, медь 0,15—0,4, титан 0,03—0,08 и фосфор до 0,2), с твердостью, не менее ИКС 40 режимы упрочнения имеют следующие рабочие параметры: скорость упрочнения 3 м/мин; подача рабочего инструмента 5 мм/об, при ширине 8 4 мм; сила импульса тока 4,5 кА; продолжительностью импульсов 0,06 с; паузы между импульсами 0,06 с и усилия прижатия рабочего инструмента 8—10 кгс/мм².

После механической обработки упрочненного слоя (удаление дефектных слоев металла толщиной до 0,3 мм на диаметр, например хонингованием) на внутренней поверхности гильзы получают закаленно-пористый рельеф, причем диаметр пор составляет ф = (0,03—0,10) мм, глубиной до К = 0,7 мм и твердостью ИКС 45—48, в то время как твердость неупрочненной закаленной поверхности гильзы ИКС 40—42. При этом гильза остается холодной.

Величину импульса тока, его продолжительность, а также паузы между импульсами можно выбирать в зависимости от скорости упрочнения. При больших скоростях выбирают большие значения тока и низкие значения продолжительности импульса и паузы, а при низких скоростях наоборот.

Величина силы тока зависит также от ширины кромки рабочего инструмента и толщины упрочняемой детали. При меньшей ширине кромки и толщине берут меньшие значения, при больших — большие.

Величина сила тока ниже, чем 4,0 кА не дает желаемого количества тепла для получения закаленно-пористого рельефа, а выше чем 6 кА (при 6 = 4 мм) приводит к расплавлению чугуна и его интенсивному отбеливанию. Силу тока можно брать 7 кА при в 6—7 мм; 12 кА при в 10 мм.

Подача рабочего инструмента выбирается 4—16 мм/об, поскольку подача менее 4 мм при ширине выступа в 4 мм увеличивает зону перекрытия, что снижает твердость обрабатываемой поверхности в этой зоне. Подача более 16 мм/об уменьшает площадь упрочняемой поверхности, что снижает общую маслоемкость.

Усилие прижатия выбирают 8—10 кгс/мм²· (в 4 мм). Применять усилие более указанных величин нецелесообразно из-за снижения стойкости рабочего инструмента, а при меньших значениях наблюдается снижение твердости. Усилие больше 10 кгс/мм² следует брать при упрочнении более массивных деталей с использованием более широкой кромки рабочего инструмента.

Для гильз цилиндров других двигателей, изготовленных из различных марок чугуна, например, СЧ 21-40 или СЧ 18-36, при равных толщинах стенок технологические режимы упрочнения могут иметь вышеуказанные значения.

Полученный закаленно-пористый рельеф с более высокой твердостью на поверхности гильзы, чем ее материал, способствует улучшению смачиваемости масла, сопротивлению износа и схватыванию, что повышает износостойкость упрочненной гильзы в сравнении с серийными до 2 раз.

757289

5

Claims

Формула изобретения

Способ электроискрового упрочнения чугунных деталей, преимущественно гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, отличающийся тем, что, с целью уве- ₅личения износостойкости упрочняемой детали за счет повышения ее маслоемкости, достигаемой созданием регулярного рельефа с закаленной пористой структурой, на деталь воздействуют импульсами тока силой 4—12 кА и продолжительностью 0,02—0,12 с 10 в условиях приложения удельного давления

6

8—12 кг/мм² через контактную поверхность рабочего инструмента, ширина которой 4—10 мм.