СПОСОБ АНОДНО-МЕХАНИЧЕСКОГО ХОНИНГОВАНИЯ Российский патент 2004 года по МПК B23H5/06 C23C26/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к методам анодно-механической обработки внутренних поверхностей вращения, и может найти применение в ремонтном деле.

Известен способ анодно-механического притирочного шлифования отверстий, включающий обработку в рабочей жидкости на основе жидкого стекла хоном-катодом с электронейтральными рабочими элементами, за счет электрохимического растворения и абразивного резания обрабатываемой поверхности [1].

Недостатком известного способа является малая износостойкость обработанной поверхности вследствие направленной шероховатости и шаржирования ее абразивными частицами.

Известен способ анодно-механического хонингования гильз цилиндров автотракторных двигателей в рабочей жидкости на основе жидкого стекла хоном-катодом с металлическими рабочими элементами, например из антифрикционного материала, при котором предварительная обработка осуществлена на режимах с преобладанием электроэрозионных процессов до получения белого слоя толщиной 0,15...0,17 мм, после чего проводят доводку поверхности на режимах с преобладанием электрохимического растворения, при сохранении белого слоя (прототип) [2].

Недостатками известного способа являются плохая прирабатываемость поверхности и выкрашивание ее частиц вследствие образования большого числа трещин в поверхностном белом слое, его высокой твердости и хрупкости.

Предлагаемым изобретением решается задача увеличения износостойкости и улучшения прирабатываемости внутренних поверхностей вращения путем уменьшения выкрашивания и дополнительного нанесения антифрикционного покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе анодно-механического хонингования, включающем обработку анода-детали хоном-катодом, выполненным с металлическими элементами-катодами из антифрикционного материала, с подачей рабочей жидкости на основе жидкого стекла, упомянутую обработку поверхности проводят на режимах, не допускающих возникновения белого слоя, после чего наносится антифрикционное покрытие путем натирания рабочими элементами-катодами при отключенном технологическом токе.

Применение режимов анодно-механического хонингования, не допускающих появление белого слоя на обрабатываемой поверхности, обуславливает повышение ее износостойкости и прирабатываемости в силу ряда причин. Белый слой появляется вследствие больших скоростей охлаждения участков поверхности при воздействии электрических разрядов. Этот слой имеет высокую твердость (HRC 45...65), хрупкость и изобилует трещинами, что ухудшает прирабатываемость такой поверхности и способствует выкрашиванию частиц слоя при трении. Отделившиеся частицы белого слоя вызывают абразивный износ поверхностей трения. Кроме того, по мере износа белого слоя на поверхности оказывается слой металла, подвергшийся отпуску, имеющий твердость меньше, чем твердость основного металла, и, соответственно, меньшую износостойкость.

Способ осуществляют следующим образом.

Деталь устанавливают на столе хонинговального станка в зажимном приспособлении, электроизолированном от массы станка и обеспечивающем надежный токоподвод от положительного полюса источника постоянного тока. В начальный момент хон-катод вводят в обрабатываемое отверстие, включают возвратно-поступательное и вращательное движение. В процессе обработки разводят рабочие элементы и в рабочую зону подают рабочую жидкость. Обработку проводят за одну установку детали, а переходы с режима на режим осуществляется путем изменения электрических и механических параметров. Предварительную обработку проводят на режимах с рабочим напряжением 13...16 В, плотностью тока 4...15 А/см² и давлением рабочих элементов 0,05...0,15 МПа. Затем на чистовом режиме с рабочим напряжением 6...12 В и плотностью тока 1...5 А/см², за счет анодного растворения, уменьшают шероховатость до R_Z=4,5...7,5 мкм. После чего выключают технологический ток и проводят натирание рабочими элементами-катодами из антифрикционного материала в течение 5...10 проходов. В процессе всей обработки применяют рабочую жидкость следующего состава мас.%: глицерин 10...30; хлористый натрий 1...10; жидкое стекло - остальное.

Пример. Для проверки эффективности предлагаемого способа были проведены испытания триботехнических свойств образцов на машине трения 77 МТ-1. Для изготовления образцов использовали гильзы цилиндров из чугуна ИЧГ-33М, обработанных различными вариантами анодно-механического хонингования. Режимы обработки: окружная скорость 45...90 м/мин, скорость возвратно-поступательного движения 8,1 м/мин. Предварительная обработка: рабочие значения напряжения 13...16 В и плотности тока 4...10 А/см², удельное давление рабочих элементов 0,05...0,16 МПа. Окончательная обработка: рабочее напряжение 6...10 В, плотность тока 0,5...3,0 А/см² и давление рабочих элементов 0,1...0,25 МПа. Антифрикционная обработка: давление рабочих элементов 0,9...1,5 МПа. Материал рабочих элементов - латунь 62.

Испытание проводили при скорости скольжения 1,56 м/мин. Для смазывания использовали масло М10Г_1К. Контробразец - чугунное поршневое кольцо. Время испытания 25 ч.

Износ образцов определяли взвешиванием до и после испытания. Прирабатываемость оценивали по времени до стабилизации шероховатости и по состоянию поверхности.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Использование изобретения позволяет улучшить прирабатываемость в 5...7 раз и повысить износостойкость обрабатываемой поверхности.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Авторское свидетельство СССР №86377 от 20.09.1947.

2. Х.С.Фасхутдинов, P.P.Шайхутдинов. Повышение износостойкости гильз цилиндров автотракторных двигателей анодно-механическим хонингованием //Информационный листок №69-99. - Казань, Татарский ЦНТИ, 1999. - 2 с.

Изобретение относится к обработке внутренних поверхностей вращения и может быть использовано при проведении ремонтных работ. Поверхность детали-анода обрабатывают хоном-катодом с металлическими элементами-катодами из антифрикционного материала. Используют рабочую жидкость на основе жидкого стекла. Обработку поверхности проводят на режимах, не допускающих возникновения белого слоя. Затем наносят антифрикционное покрытие путем натирания рабочими элементами-катодами при отключенном технологическом токе. Рабочая жидкость имеет следующий состав, мас.%: глицерин - 10...30, хлористый натрий - 1...10, жидкое стекло (удельный вес 1,15...1,3) - остальное. Изобретение позволяет повысить износостойкость и улучшить прирабатываемость внутренних поверхностей вращения путем уменьшения выкрашивания и дополнительного нанесения антифрикционного покрытия. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ анодно-механического хонингования, включающий обработку поверхности детали-анода хоном-катодом, выполненным с металлическими элементами-катодами из антифрикционного материала, с подачей рабочей жидкости на основе жидкого стекла, отличающийся тем, что упомянутую обработку поверхности проводят на режимах, не допускающих возникновения белого слоя, после чего наносят антифрикционное покрытие путем натирания рабочими элементами-катодами при отключенном технологическом токе.2. Способ анодно-механического хонингования по п.1, отличающийся тем, что используют рабочую жидкость следующего состава, мас.%: глицерин - 10...30, хлористый натрий - 1...10, жидкое стекло (удельный вес 1,15...1,3) - остальное.