Восстановление блока цилиндров с применением холодного газодинамического напыления металлов

Введение 4
1. Состояние вопроса и задачи исследования 6
1.1 Анализ причин изнашивания блока цилиндров 6
1.2 Основные способы восстановления блока цилиндров нанесением покрытий 13
1.3 Обзор существующих способов подачи присадочных порошковых материалов 22
1.4 Анализ режимов и параметров, влияющих на качество металлопокрытия при электроимпульсном способе нанесения 25
1.5 Цель и задачи исследования 33
2. Восстановление блока цилиндров с применением холодного газодинамического напыления металлов 35
2.1 Схема установки для холодного газодинамического напыления металлов 35
2.2 Теоретическое обоснование параметров процесса холодного газодинамического напыления металлов 36
2.3 Обоснование состава присадочного материала 42
3. Исследование восстановления блока цилиндров с применением холодного газодинамического напыления металлов 50
3.1 Экспериментальная установка для восстановления блока цилиндров с применением холодного газодинамического напыления металлов 50
3.2 Методика исследований 52
3.3 Техника проведения экспериментов и используемое оборудование 53
3.4 Исследование прочности сцепления 55
3.5 Исследование износостойкости 56
3.6 Результаты экспериментальных исследований 59
Выводы 60
Заключение 62
Список литературы 63

В процессе эксплуатации автомобиля его рабочие свойства постепенно ухудшаются из-за изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В автомобиле появляются отказы и неисправности, которые устраняют при техническом обслуживании (ТО) и ремонте. Ремонт представляет собой комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий и их составных частей. Необходимость и целесообразность ремонта автомобилей обусловлены, прежде всего, неравно прочностью их составных частей (сборочных единиц и деталей). Известно, что создать равнопрочный автомобиль, все детали которого изнашивались бы равномерно и имели бы одинаковый срок службы, невозможно. Поэтому в процессе эксплуатации автомобили проходят на автотранспортных предприятиях (АТП) периодическое ТО и при необходимости текущий ремонт (ТР.), который осуществляется путем замены отдельных деталей и агрегатов. Это позволяет поддерживать автомобили в технически исправном состоянии. При длительной эксплуатации автомобили достигают такого состояния, когда их ремонт в условиях АТП становится технически невозможным или экономически нецелесообразным. В этом случае они направляются в централизованный текущий или капитальный ремонт (КР.) на авторемонтное предприятие (АРП). Капитальный ремонт должен обеспечивать исправность и полный (либо близкий к полному) ресурс автомобиля или агрегата путем восстановления и замены любых сборочных единиц и деталей, включая базовые. Основным источником экономической эффективности КР автомобилей является использование остаточного ресурса их деталей. Около 70...75 % деталей автомобилей, поступивших в КР, могут быть использованы повторно либо без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия. Себестоимость КР автомобилей и их составных частей обычно не превышает 60... 70 % стоимости новых аналогичных изделий. При этом достигается большая экономия металла и энергетических ресурсов. Высокая эффективность централизованного ремонта обусловила развитие авторемонтного производства, которое всегда занимало значительное место в промышленном потенциале нашей страны. Объемы централизованного ремонта автомобилей и их составных частей достигли, а по некоторым позициям превзошли объемы их производства. Одной из прогрессивных тенденций в отечественной практике ремонта явилось широкое распространение восстановление деталей с применением холодного газодинамического напыления металлов.
Цель работы – разработать процесс восстановления блока цилиндров с применением холодного газодинамического напыления металлов
Задача работы:
1) Проанализировать методы восстановления блоков ДВС;
2) Разработать технологии нанесения покрытий на примере блока CAT С18;
3) Реализация метода ХГДН и испытание
Работа состоит из 3 разделов: анализа состояния вопроса и задачи исследования, восстановления блока цилиндров с применением холодного газодинамического напыления металлов, и исследования восстановления блока цилиндров с применением холодного газодинамического напыления металлов.

1. На основании анализа литературных источников и выполненных исследований установлено, что из всех отказов двигателей Caterpillar C15 на долю цилиндропоршневой группы приходится до 40 %, 10—12 % из них обусловлены износом поверхности цилиндров. При этом известные в настоящее время способы восстановления цилиндров не обеспечивают достаточной износостойкости, и цилиндры практически не ремонтируют по наружной поверхности.
2. Экспериментальные исследования износостойкости покрытий с использованием ультразвуковой ванны показали, что нанесение бронзы Бр-К-Мц позволяет снизить износ в 2,5...4,5 раза; порошка С-01-01 - в 3,3...6,7 раза; меди Ml - в 4,0...6,8 раз; порошка А-80-13 - в 9,1...14,9 раз.
3. Предложены технологические процессы восстановления гильз цилиндров путем нанесения на их наружные поверхности металлопокрытий методом ХГН порошка А-80-13 и обеспечивающие снижение износа.