Исследование адгезионной прочности напыленного покрытия для ремонта рабочей поверхности гильз цилиндров

Технология ремонта изношенных внутренних поверхностей гильз цилиндров с применением комбинированной технологии, включающей в себя холодное газодинамическое напыление алюминия с последующим микродуговым оксидированием, недостаточно изучена. С целью обоснования возможности применения холодного газодинамического напыления при ремонте гильз цилиндров исследован предел прочности на срез алюминиевого покрытия, нанесенного ХГДН на чугунный образец. Разработаны методика и оборудование для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность цилиндра. В качестве образцов использовали цилиндры 10×30 из чугуна ВЧ40. Напыление порошка алюминия марки А-20-01 проводилось на установке ДИМЕТ-403 при режимах «2-2», «2-3», «3-2», «3-3». Предел прочности сцепления алюминиевого покрытия с чугуном при сдвиге определялся при продавливании образца (цилиндра с покрытием в виде напыленного пояска) через матрицу. Результаты испытаний на прочность показывают, что при режиме нагрева «2» (около 300°C) достигается наибольшая адгезионная прочность на срез по сравнению с другими режимами. Максимальная средняя прочность покрытия составила 11,99 МПа, что в 2,5 раза меньше, чем при нанесении порошка А-20-11 на сталь. Режим «2-3» позволяет напылить необходимый объем материала за меньшее время за счет большей скорости подачи порошка. Для обеспечения большей прочности и надежности покрытия рекомендованы режимы напыления «2-2» и «2-3» с расходом порошка, соответственно, 0,2 и 0,3 г/с. Разработанная технология позволяет наносить относительно прочные покрытия для восстановления гильз цилиндров. В результате исследований выявлены возможность восстановления цилиндров в номинальный размер и обеспечение высокой износостойкости их поверхности для любой модели двигателя.

1. Жачкин С.Ю., Живогин А.А. Гальваноконтактное железнение как способ восстановления изношенной внутренней поверхности гильз цилиндров дизельных двигателей // Труды ГОСНИТИ. 2012. Т. 109, № 2. С. 72-76. EDN: PIBQFJ

2. Катаев Ю.В., Костомахин М.Н., Петрищев Н.А., Саяпин А.С., Молибоженко К.К. Повышение уровня технического обслуживания энергонасыщенной техники // Техника и оборудование для села. 2022. № 4 (298). С. 27-31. EDN: BMPALW

3. Черноиванов В.И., Денисов В.А., Соломашкин А.А. Способ определения остаточного ресурса деталей машин // Технический сервис машин. 2020. № 1 (138). С. 50-57. EDN: ZKSZUL

4. ЧерноивановВ.И., ДенисовВ.А., КатаевЮ.В., Соломашкин А.А. Новая стратегия технического обслуживания и ремонта машин // Техника и оборудование для села. 2021. № 9 (291). С. 33-36. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2021-9-33-36 EDN: DQBNRT

5. Зуевский В.А., Задорожний Р.Н., Романов И.В. Использование порошковых материалов в технологиях восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники // Технический сервис машин. 2021. № 4 (145). С. 180-190. https://doi.org/10.22314/2618-8287-2021-59-4-180-190 EDN: AYCNNA

6. DorokhovA.S., Denisov V.A., Zadorozhny R.N., Romanov I.V., Zuevskiy V.A. The tribotechnical properties of electrosparks with a secondary bronze coating. Coatings. 2022;12(3). https://doi.org/10.3390/coatings12030312

7. Кузнецов Ю.А., Марков М.А., Кравченко И.Н., Красиков А.В., Величко С.А., Чумаков П.В., Кулаков К.В. Технологические аспекты определения температуры в металле при формировании покрытий методом гетерофазного переноса и микродугового оксидирования // Электронная обработка металлов. 2021. Т. 57, № 1. С. 70-74. https://doi.org/10.5281/zenodo.4455849

8. Кузнецов Ю.А., Марков М.А., Красиков А.В., Быстров Р.Ю., Беляков А.Н., Быкова А.Д., Макаров А.М., Фадин Ю.А. Формирование износостойких и коррозионностойких керамических покрытий комбинированными технологиями напыления и микродугового оксидирования // Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92, № 7. С. 819-826. EDN: QNDAIM

9. Ипатов А.Г., Ерохин М.Н., Казанцев С.П., Дородов П.В., Малинин А.В. Физико-механические свойства керамических покрытий, получаемых короткоимпульсной лазерной наплавкой порошковой смеси на основе бора // Агроинженерия. 2023. Т. 25, № 1. С. 71-76. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2023-1-71-76

10. Кравченко И.Н., Закарчевский О.В., Катаев Ю.В., Коломейченко А.А. Оценка остаточных напряжений и прочности покрытий повышенной толщины при послойном их формировании // Труды ГОСНИТИ. 2017. Т. 127. С. 171-175. EDN: YRTQUD

11. Быкова А.Д., Марков М.А. Повышение износостойкости деталей машин методом микродугового оксидирования // Нанофизика и наноматериалы: Сборник научных трудов Международного симпозиума, посвященного 110-летию В.Б. Алесковского и 115-летию Л.А. Сена, Санкт-Петербург, 23-24 ноября 2022 г. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский горный университет, 2022. С. 73-80. EDN: VDCBHQ

12. Чавдаров А.В., Толкачев А.А. Восстановление внутренних поверхностей цилиндрических деталей малых диаметров холодным газодинамическим напылением // Технический сервис машин. 2020. № 3 (140). С. 128-136. EDN: YISKJJ

13. Чавдаров А.В., Денисов В.А. Кинетика роста МДО-покрытия при вневанном процессе // Агроинженерия. 2021. № 4 (104). С. 33-40. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2021-4-33-40

14. Устройство для газодинамического нанесения покрытий на внутренние поверхности цилиндрических деталей: Патент RU2714002 C1, МПК C23C24/04(2006.01), C23C4/12(2006.01), B05B7/14(2006.01) / А.В. Чавдаров, А.В. Валяйчиков, А.А. Толкачев; заявл. 02.09.2019; опубл. 11.02.2020, Бюл. № 5. EDN: RESTBS

15. Чавдаров А.В., Толкачев А.А. Новые технологические решения для восстановления внутренней поверхности гидроцилиндров // Аграрная наука. 2021. № 354 (11-12). С. 166-170. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2021-354-11-12-166-170