ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
По итогам января-сентября 2024 года рынок новых автомобилей в России превысил 1 млн 341 тыс. шт.

По итогам января-сентября 2024 года на территории Российской Федерации реализовано 1 341 549 новых автомобилей (до 3-х лет), что на 48% больше показателей аналогичного периода прошлого года (906 293 шт.)*. При этом рынок новых автомобилей отечественного производства превысил 585 тыс. шт., что на 29% больше показателей января-сентября 2023 года. Объём рынка в сегменте легковых автомобилей состав...

Денис Мантуров провел заседание Государственной комиссии по противодействию незаконному обороту промышленной продукции

Заседание Государственной комиссии по противодействию незаконному обороту промышленной продукции прошло под председательством первого Заместителя Председателя Правительства Российской Федерации Дениса Мантурова. В мероприятии приняли участие Министр промышленности и торговли Российской Федерации Антон Алиханов, представители Минпромторга России, других федеральных органов исполнительной власти, а ...

Правительство утвердило долгосрочную шкалу индексации утилизационного сбора на автомобильную и специализированную технику

Утверждена долгосрочная шкала индексации утилизационного сбора до 2030 года для легковых, лёгких коммерческих, грузовых автомобилей, автобусов, прицепов и полуприцепов, а также для некоторых видов дорожно-строительной техники. Постановление Правительства Российской Федерации вступит в силу с 1 октября 2024 года. Напомним, что ранее Минпромторгом России были собраны и проанализированы предложени...

Минпромторгом России утверждены изменения в Перечене продукции для параллельного импорта

Минпромторг России внес очередные изменения в перечень товаров, в отношении которых не применяются требования о защите интеллектуальных прав со стороны правообладателей (патентообладателей), и, которые были введены в оборот за пределами территории Российской Федерации. Механизм параллельного импорта действует уже более двух лет и за это время доказал свою эффективность, позволив обеспечить потр...

Строительство малой атомной станции в Якутии включено в новый президентский нацпроект

Проект строительства малой атомной станции в Усть-Янском районе Якутии стал частью национального проекта в области технологического лидерства «Новые атомные и энергетические технологии». Атомная станция малой мощности (АСММ) с реакторной установкой Ритм-200Н, расположенная рядом с поселком Усть-Куйга, будет играть ключевую роль в развитии Арктической зоны Якутии. Завершение строительства планирует...

Компания АЛРОСА добыла в Якутии 260-каратный алмаз на месторождении Эбелях

Компания «Алмазы Анабара», входящая в группу АЛРОСА, в конце лета 2024 года добыла на месторождении Эбелях, расположенном в Анабарском районе Республики Саха (Якутия), крупный алмаз ювелирного качества весом 262,5 карата. Это прозрачный монокристалл с единичными включениями графит-сульфида и легкими следами ожелезнения, характерный для данного месторождения. Находка была сделана ночью во время про...

29 Июля 2011

Расширение возможностей и повышение качества промышленного изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания на имеющемся оборудовании.

Расширение возможностей и повышение качества промышленного изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания на имеющемся оборудовании.
 Спocoб изгoтoвления загoтoвoк пoршней двигателей внутреннегo cгорания c металлокерамичеcкими вcтавками
Споcоб изготовления заготовок поршней двигателей внутреннего cгорания c металлокерамичеcкими вcтавками

Авторы: Баранов Леонид Иванович, Белоуcов Игорь Яковлевич, Сапрыкин Анатолий Алекcандрович, Сивак Бориc Алекcандрович, Шляхина Надежда Арcентьевна

Изобретение относится к области получения композиционных деталей в металлургическом машиностроении с помощью литья, литья в кокиль, литья с кристаллизацией под давлением, а также тиксолитья и тиксоштамповки. В инструмент устанавливают предварительно изготовленную металлокерамическую вставку. Затем производят формование корпуса и юбки поршня. В результате обеспечиваются расширение возможностей промышленного изготовления таких поршней на имеющемся оборудовании и повышение качества. 3 ил.

Литье композиционных деталей позволяет создать местное упрочнение, повышенную износостойкость, повысить технологичность изготовления отливок и получить в них новые свойства.

Аналогом заявляемого способа является используемый при производстве композиционных поршней двигателей внутреннего сгорания (ДВС) способ, при котором канавки для поршневых колец выполнены во вставках из более твердых материалов - легированных сталей или чугуна. Для обеспечения прочной связи с основным материалом поршня такую вставку предварительно прогревают, алитируют и заливают металлом, образующим основное тело поршня, в штампе или в кокиле (см., например, «Специальные способы литья». Справочник./Под ред. В.А.Ефимова, М., Машиностроение, 1991 г., с.669).

Продукция, изготовленная таким образом, получила широкое распространение в промышленности. Однако в связи с прогрессом в автомобилестроении для повышения коэффициента полезного действия двигателей проводятся работы по применению в поршнях металлокерамических вставок.

Известны способы изготовления композиционных металлокерамических деталей методом литья с кристаллизацией под давлением, в том числе с пропиткой и соединением отдельных составляющих элементов в одно целое.

Прототипом заявляемого способа является способ изготовления композиционных деталей методом литья с кристаллизацией под давлением, включающий установку пористой керамической вставки в рабочую камеру, формующую поршень, заливку в эту камеру жидкого металла, пропитку пористой вставки расплавом и кристаллизацию металла под давлением (см., например, Т.Н.Липчин. «Получение заготовок поршней литьем с кристаллизацией под давлением», издательство Томского университета, Пермское отделение, 1991 г., с.117).

Недостатками прототипа являются:
  • - повышенное отфильтровывание крупных составляющих сплава и скопление их по границе с пропитываемым материалом вставки;
  • - появление довольно значительной буферной зоны - границы с собственным химическим составом, отличающимся и от состава основного материала заготовки и от состава вставки, пропитанной жидкой субстанцией, отличающейся по химическому составу от основного материала заготовки;
  • - изменение механических свойств пропитывающего материала на границе с пропитываемой вставкой, что приводит к эффекту отслоения вставки от основного материала детали, а при механических нагрузках именно в этой зоне происходит разрушение заготовки.

Техническим результатом предлагаемого способа изготовления заготовок поршней двигателей внутреннего сгорания с металлокерамическими вставками является устранение перечисленных выше недостатков за счет разделения операций по пропитке пористой керамической вставки расплавленным металлом и штамповке поршня в целом.

При этом на первом этапе производства поршня керамическую вставку предварительно изготавливают в отдельном штампе путем пропитки керамики расплавом металлов методом жидкой штамповки.

Такое предварительное приготовление металлокерамической вставки позволяет устранить нежелательную зону перехода от пропитывающего материала к керамике простой проточкой шайбы. Подбором пропитывающего материала достигаются повышенные механические свойства металлокерамической вставки. И, кроме того, отдельное приготовление металлокерамической вставки позволяет включить в нее другие элементы, улучшающие ее свойства, например ввести в нее нирезистовую вставку или вентиляционные кольца, позволяющие существенно улучшить работоспособность двигателя в целом. При этом появляется возможность применить ряд технических приемов, способствующих более прочному соединению вставки с металлом корпуса поршня, например выполнить углубления или глухие отверстия на торцевой поверхности вставки с обратной по отношению к юбке поршня конусностью боковых поверхностей, заполняющихся при операции штамповки поршня расплавом с образованием замковых соединений. На втором этапе производства поршня металлокерамическую вставку помещают в камеру, предназначенную для изготовления заготовки поршня, заполняют ее необходимым сплавом и изготавливают изделие известными способами: кокильным литьем, литьем под давлением, литьем с кристаллизацией расплава под давлением, тиксо- и реоштамповкой и др.

Технический результат предложенного способа достигается тем, что формование корпуса и юбки поршня осуществляют в инструменте в виде штампа для тиксо- или реоштамповки или в виде кокиля для кокильного литья или для литья под давлением, в который устанавливают предварительно изготовленную металлокерамическую вставку и производят формование корпуса и юбки поршня, при этом на торцевой поверхности вставок выполняют кольцевые углубления с обратной к юбке поршня конусностью боковых поверхностей, или на торцевой поверхности вставок выполняют глухие отверстия, а также в пористую керамическую вставку перед пропиткой ее расплавом устанавливают упрочняющие кольца.

Графические материалы по предложенному способу изготовления заготовок поршней двигателей внутреннего сгорания с металлокерамическими вставками представлены на фиг.1-3, где:
конструкция поршня с металлокерамической вставкой
- на фиг.1 приведена конструкция поршня с металлокерамической вставкой;
штамп для пропитки и сборки металлокерамической вставки
- на фиг.2 показан штамп для пропитки и сборки металлокерамической вставки;
штамп (кокиль) для формования поршня
- на фиг.3 изображен штамп (кокиль) для формования поршня.

Конструкция поршня двигателя внутреннего сгорания 1 с металлокерамической вставкой 2 представляет собой сборную единицу. В состав ее входит керамическая шайба 3, пропитанная металлом. Кроме того, в состав металлокерамической вставки 2 может входить нирезистовое кольцо 4 или другое (например, вентиляционное) кольцо, улучшающее работу поршня. Металлокерамическая вставка 2 соединяется с остальной частью поршня для большей надежности замковым соединением 5, представляющим собой кольцевые углубления или ряд глухих отверстий на ее торцевой поверхности с обратной по отношению к юбке поршня конусностью боковых поверхностей.

Штамп для формования металлокерамической вставки представляет собой устройство, включающее матрицу 6, пуансон 7 и выталкиватель 8. Он предназначен для пропитки керамической шайбы 3 жидким металлом с кристаллизацией его под давлением. Одновременно с этой операцией на вставке 2 могут быть отформованы специальные соединительные элементы 5 и включены во вставку элементы 4, которые улучшают работу вставки.

В связи с тем, что металлокерамическая вставка 2 пропитана жидким металлом и отформована заранее, встраивание ее в поршень 1 не вызывает особых затруднений при изготовлении поршня в целом. Поэтому поршень с металлокерамической вставкой может быть получен не только с помощью методов, обеспечивающих возможность пропитки керамики жидким металлом, но и обычными методами - кокильным литьем, литьем под давлением, тиксо- и реоштамповкой.

Осуществление способа рассмотрим на примере штамповки заготовки поршня 1 с металлокерамической вставкой 2.
  • 1. Размеры поршня - диаметр 140 мм; высота 150 мм.
  • 2. Размеры металлокерамической вставки - диаметр 140 мм; высота 20 мм.
  • 3. Материал поршня - алюминиевый сплав АК12М2МгН.
  • 4. Материал керамической вставки - стекловолокна кварцевого состава (оксид кремния).
  • 5. Температура расплава материала поршня - 720740°C.
  • 6. Температура керамической вставки перед пропиткой металлом - 850900°C.
  • 7. Температура штампа для штамповки металлокерамической вставки - 150180°C.
  • 8. Температура штампа для штамповки поршня - 180200°C.
  • 9. Температура металлокерамической вставки перед штамповкой поршня 500550°C.

Для изготовления металлокерамической вставки нагретую пористую керамическую шайбу 3 помещают в штамп для сборки металлокерамической вставки. При необходимости в этот штамп дополнительно устанавливают нирезистовое кольцо 4, предварительно алитированное. Затем заливают расплав, предназначенный для пропитки керамики. С помощью пуансона 7 к поверхности расплава прикладывают давление, при котором происходят пропитывание и кристаллизация жидкой части металлокерамической вставки. Выталкивание готового изделия производят толкателем 8. Механообработкой доводят размеры полученной вставки до заданной величины, в том числе выполняют замковые соединения, предназначенные для более прочного соединения с металлом основного поршня 1. Полученная металлокерамическая вставка 2 используется для дальнейшего формования заготовки поршня. Для этого ее повторно нагревают и помещают в матрицу 9 штампа для формования поршня с металлокерамической вставкой. При жидкой штамповке в эту же матрицу заливают определенное количество расплава основного материала поршня. При твердожидкой штамповке закладывают порцию рео- или тиксозаготовки. Затем производят окончательную штамповку заготовки поршня.

Таким образом, использование способа изготовления заготовок поршней двигателей внутреннего сгорания с металлокерамическими вставками позволяет:
  • - расширить возможность промышленного изготовления таких поршней на имеющемся в промышленности оборудовании;
  • - реализовать возможность изготовления таких поршней методами литья, кокильного литья, литья под давлением, тиксо- и реоштамповкой;
  • - получать заготовки поршней с более высоким качеством металлокерамической вставки;
  • - получать металлокерамические вставки повышенной сложности - с упрочняющими нирезистовыми и вентиляционными кольцами.

Кол-во просмотров: 17497
Яндекс.Метрика