ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ ОТЛИВКИ ПОРШНЯ ИЗ СПЛАВА АК12М2МГН (АЛ25) НА ЗАДИРООБРАЗОВАНИЕ В ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЕ
Аннотация
В статье приводятся результаты экспериментального исследования причин образования задиров в деталях цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания, у которых поршень изготовлен из отливки сплава АК12М2МгН (АЛ25) ГОСТ 1583-93. Поршневой сплав АК12М2МгН (АЛ25) относится к эвтектическим легированным силуминам, и при температуре 750 °С все компоненты сплава находятся в жидком виде. При затвердевании сложнолегированного сплава АК12М2МгН (АЛ25) в отливке возникает химическая неоднородность в направлении оси поршня сверху вниз, в радиальном направлении от наружной поверхности к центру, при движении по окружности в горизонтальном сечении. В объеме поршня отклонение по химическому составу от ковшевой пробы по кремнию составляет 24,6 %, по меди - 24 %, по марганцу - 148 %, по железу - 492 %. Ликвация приводит к изменению механических и физических свойств металла: плотности, коэффициента термического расширения, теплопроводности, вызовет различную величину теплового зазора между поршнем и втулкой от головки до юбки. Возникновение задира в цилиндропоршневой группе является результатом воздействия нескольких факторов, способствующих снижению теплового зазора между втулкой и поршнем за счет некачественной сборки цилиндропоршневой группы, низкого качества поршневых колец, неправильной настройки топливной аппаратуры, нарушение теплового режима обкатки двигателя при переходе на повышенную мощность. Снижение влияния ликвации на однородность свойств в пределах поршня возможно при объемной кристаллизации при повышении равномерности структуры за счет снижения перегрева металла над линией ликвидус и уменьшении выдержки металла на стенде перед разливкой. Термическая обработка не устраняет эффект от ликвации, но стабилизирует размеры поршня при циклических перегревах.
Ключевые слова
цилиндропоршневая группа, химическая неоднородность, отливка, ликвация, сплав, задир, перекос поршня, тепловой зазор, коэффициент термического расширения, теплопроводность, топливная аппаратура
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Вознесенский И. В. Судовые дизели и их эксплуатация: учебник для мореходных училищ / И. М. Вознесенский, Е. Г. Михеев. - 2-е изд. - М.: Транспорт, 1990. - 360 с.
Любарский И. М. Металлофизика трения / И. М. Любарский, Л. С. Палатник. - М.: Металлургия, 1976. - 176 с.
Булгаков В. П. Модель изнашивания трибосистемы при ударно-абразивном воздействии / В. П. Булгаков, С. С. Уксусов, Л. А. Цапко // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2011. - № 1. - С. 20-22.
Пастухов И.А. Повышение производительности обработки деталей методом искрового упрочнения / И. А. Пастухов, Н. Ю. Дударева // Молодежный вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. - 2013. - № 3. - С. 92-98.
Ершов Г. С. Высокопрочные алюминиевые сплавы на основе вторичного сырья / Г. С Ершов, Ю. Б. Бочков. - М.: Металлургия, 1979. - 180 с.
Эскин Д. Г. Структурные факторы дендритной ликвации в алюминиевых сплавах / Д. Г. Эскин // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2008. - № 5. - С. 47-53.
Кузьмин М. П. Ликвация и повышение качества проб литейных алюминиевых сплавов / М. П. Кузьмин, М. Ю. Кузьмина // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2013. - № 12 (83). - С. 210-213.
Зильберг Ю. Я. Алюминиевые сплавы в тракторостроении / Ю. Я. Зильберг, К. М. Хрущева, Г. Б. Генршмен. - М.: Машиностроение, 1972. - 313 с.
Койдан И. М. Современные технологии изготовления заготовок поршней для форсированного дизельного двигателя из поршневых алюминиевых сплавов методами тиксоформования / И. М. Койдан, А. С. Журавлев // Литье и металлургия. - 2013. - № 3S (72). - С. 42-45.
Орлов Н. Д. Справочник литейщика. Фасонное литье из сплавов цветных металлов / Н. Д. Орлов, В. М. Чурсин. - М.: Машиностроение, 1971. - 450 с.
Евстифеев В. В. Совершенствование технологии изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания / В. В. Евстифеев, А. А. Александров, А. А. Исаков // Развитие дорожно-транспортного и строительного комплексов и освоение стратегически важных территорий Сибири и Арктики: вклад науки: материалы Международной науч.-практ. конф. - Омск: СибАДИ, 2014. - С. 240-242.
Овсянников М. К. Теплотехника: техническая термодинамика и теплопередача: учебник / М. К. Овсянников, И. И. Костылев. - СПб.: ЭЛМОР, 1998. - 208 с.
Насыров Р. А. Повышение надежности работы поршней тепловозных дизелей / Р. А. Насыров. - М.: Транспорт, 1977. - 256 с.
Молдованов В. П. Производство поршневых колец двигателей внутреннего сгорания / В. П. Молдованов, А. Р. Пикман, В. Х. Авербух. - М.: Машиностроение, 1980. - 230 с.
Циммерман Р. Металлургия и материаловедение / Р. Циммерман, К. Гюнтер. - М.: Металлургия, 1982. - 480 с.
Об авторах
Булгаков Владимир Павлович - доктор технических наук, профессор
ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет»Чеботарев Юрий Валерьевич - директор
Астраханский тепловозоремонтный завод - филиал АО «Желдорреммаш»Рубан Ирина Николаевна - аспирант
ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет»
