Спосіб фінішної обробки гільз циліндрів двигунів внутрішнього згорання

Изобретение относится к области создания тонких покрытий на металлических поверхностях, работающих в режиме трения скольжения, и может быть использовано в машиностроении. Известен способ окончательной обработки гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания (ДВС) [1], заключающийся в том, что поверхность гильзы обрабатывают антифрикционными брусками при давлении 4-6 кгс/см в течение 15-45 сек. с добавлением водорастворимой активирующей среды, содерж. (мас. %): амид полиакриловой кислоты 0,1-3,0 гексагидро-Н-адепинон-2 5-50 диамид тиоугольной кислоты 0,2-2,0 бутан-1,4-дикарбоновой кислоты 0,2-2,0 вода остальное Недостатком данного способа является низкое качество обработки, так как на свойства покрытий влияет комнатная температура и влажность окружающей среды. В основу предлагаемого изобретения поставлена задача разработки такого способа финишной обработки гильз цилиндров ДВС;' который путем изменения состава активирующей среды, технологических приемов обеспечивал бы повышение водо-, масло-, топливоустойчивости, коррозионной стойкости и антифрикционных свойств и. соответственно, высокое качество обработки. Поставленная задача решается тем, что в способе финишной обработки гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, при котором натирают поверхность гильзы антифрикционными брусками в течение заданного времени и одновременно подают активирующую жидкость на водной основе, согласно предлагаемому изобретению, в качестве активирующей жидкости берут раствор гидроокиси натрия, жидкого стекла, диамида тиоугольной кислоты, роданистого калия, трехокиси молибдена и n-диоксибен-зола при следующем соотношении ингредиентов (мас.%): натрия гидроокись 10-20, жидкое стекло 4-15, диамид тиоугольной кислоты 1-7. калий роданистый 10-20, молибдена трехокись 0,1-0,75, n-диоксибензол 0,01-0,25, вода - остальное (до 100%), при этом подачу активирующей жидкости прекращают за 9-12 сек, до завершения процесса натирания. Применение в предложенном способе совокупности технологических приемов, состоящих в одновременном механическом и химическом воздействии на гильзы цилиндров двигателей, обусловливает получение технического результата: при механическом воздействии антифрикционными брусками с одновременным химическим воздействием указанным составом, приведенным выше, на покрываемой поверхности металла формируется двухслойное покрытие. Образование первого слоя обусловлено растравливанием поверхности щелочью (гидроокисью натрия) и ее сульфидированием за счет серусодержащих компонентов (диамида тиоугольной кислоты и калия роданистого) и происходит в течение 21-48 сек, пока осуществляется дискретная подача состава. Образование второго слоя происходит при натирании после прекращения подачи состава за счет наличия жидкого стекла, гидроокиси натрия и молибдена трехокиси. Исходная шероховатость поверхности составляет Ra=0,7-1,6 мкм. Способ может быть реализован в процессе трения, например, создание покрытия на гильзах осуществляется на хонинговаль-ном станке при помощи хонголовки, имеющей гидроразжим брусков в радиальном направлении. Подачу щелочного состава осуществляют на поверхность гильзы из накопителя через систему дозировки и впрыска. Нанесение покрытия осуществляют в течение 30-60 сек. Уменьшение времени нанесения покрытия менее 30 сек приводит к сокращению числа впрысков до 2 и появлению непокрытых мест, Увеличение времени нанесения покрытия свыше 60 сек приводит к непроизводительному расходу жидкости, т.к. требуемая задиростойкость обеспечивается уже толщиной покрытия, нанесенного за 60 сек. Подача жидкости прекращается за 9-12 сек до завершения процесса натирания, т.к. если прекратить подачу жидкости раньше, то пленка покрытия быстро высыхает, что может привести к нарушению ее сплошности. Если подачу жидкости прекратить позже, то сухое покрытие не успевает сформироваться. При содержании щелочи свыше 20% уменьшается адгезия антифрикционного покрытия к поверхности металла и устойчивость к водным моющим растворам, топливу и маслу, а при ее содержании менее 10% процесс травления происходит медленно и окисная пленка снимается не полностью, При содержании жидкого стекла свыше 15% повышается жесткость покрытия и снижается его антифрикционность, при содержании менее 4% - снижается адгезия покрытия и снижается его устойчивость к водным моющим растворам, маслу и топливу. При содержании диамида тиоугольной кислоты свыше 7% уменьшается стабильность состава при температурах ниже 5°С, а при содержании менее 1% - уменьшается антифрикционность и ухудшаются противозадирные свойства поверхности вследствие уменьшения ее насыщения серой и количества образующи хся сульфидов железа. Повышение содержания роданистого калия в составе свыше 20% ухудшает адгезию покрытия и устойчивость к моющим водным растворам, при содержании менее 10% т- ухудшаются антифрикционность и противозадирные свойства покрытия. При введении в состав молибдена трехокиси свыше 0,75% полного ее превращения в дисульфиид металла не происходит и она образует осадок, при содержании менее 0,1 % - ухудшаются смазочные свойства состава и антифрикционные свойства покрытия. n-Диоксибензол вводится с целью стабилизации состава и предотвращения гелеобразования, которое обеспечивается концентрацией от 0,1 до 0,25 мас.% в диапазоне температур от +5°С до +30°С. Пример конкретного выполнения способа. Гильзу цилиндра двигателя СМД-60 подвергают предварительному алмазному хонингованию на хонинговальном станке (модели ЗМ83С), при котором на рабочей поверхности формируют равновершинный прекращая подачу среды за 10 сек до завер- 20 шения пооиесса натиоания. микрорельеф. После создания заданного микрорельефа гильзу обезжиривают и производят натирание рабочей поверхности антифрикционными брусками в течение 53 сек при давлении 4,0 кгс/см 2. Для формирования покрытия в процессе натирания в зону фрикционного контакта брусков с гильзой периодически, с интервалом 8,6 сек, вводят жидкую среду в количестве 0.0014 см 3/см 2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: натрия гидроокись 15,8 жидкое стекло 12,2 диамид тиоугольной кислоты 3,4 калий роданистый 18,0 молибдена трехокись 0,7 п-диоксибензол 0,01 вода 49,89 Количество жидкой среды 0,0014 см 3/см 2 является оптимальным, т.к. при подаче активирующей жидкости в количестве менее 0,0003 см/см 2 образование сплошного покрытия не происходит, а при подаче ее в количестве более 0,002 см 3/см 2 покрытие является неравномерным. Интервал подачи жидкой среды 8,6 сек обеспечивает создание необходимой глубины модифицирования поверхностного слоя металла. После нанесения покрытия гильзу выдерживают до полного высыхания и закрепления покрытия, а затем подвергают консервации. Выбор оптимального технологического режима нанесения покрытия и состава жидкой среды определен на основании лабораторных триботехнических испытаний на машине трения СМЦ-2 (см. таблицу). Представленные данные показывают, что лучшие результаты по задироустойчивости каленого чугуна достигаются в примерах 1-3.