Способ восстановления азотированных коленчатых валов
Изобретение относится к химикотермической обработке и может быть использовано в машиностроении при восстановлении азотированных коленчатых валов. Целью изобретения является устранение склонности к трещинообразованию и повышение выносливости валов. Способ заключаются в том, что перед шлифовкой шеек вала в ремонтный размер проводят деазотирование в атмосфере полностью диссоциированного аммиака при 500-590°С, а после шлифовки валы азотируют при 500-520°С при степени диссоциации аммиака 35-40%. Это позволяет полностью устранить трещины и повысить выносливость валов в 5 раз по сравнению с известным способом восстановления, 1 табл. SS СО
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Р1)5 С 23 С 8/26
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ASTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО иэОБРетениям и О 1нРытиям
ПРИ fHHT СССР
I (21) 4391995/02 (22) 14. 03, 88 (46) 30.03,91. Бюл. И 12 (71) Ярославский моторный завод, Всесоюзное научно-производственное объединение по восстановле ыю иэношенжюх деталей автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин "Ремде. таль" и Иосковский автомобильно-дорожный институт (72) Ю.И.Лахтин, Я.Д. Коган, Б.И.Ческис, Г.Д.Чернышев, В. П.Панкратов, Н. П. Кудрявцев, Б. Н.Брагин, Н.Г. Скоров,, С.И. Сошки н и E. Е . Карпов (53} 621. 785. 532 (088. 8) (56) Двигатели ЯИ3-236, ЯМ3-238, Ин° струкдня по эксплуатации. Ярославль:
1 985. Дополнение, с. 1.
Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к . азотированию, и может быть использовано в машиностроении при восстановлении азотированных коленчатых валов с последующим их упрочнением °
Целью изобретения является устранение склонности к трещинообра-зованию и повышение выносливости валов.
Способ восстановления аэотированных коленчатых валов заключается в том, что в известном способе, включарцем шлифовку шеек вала в ремонтный размер, перед операцией шлифовки про: водят деазотирование в атмосфере пол ностью диссоциированного аммиака при 500-590 С, а после шлифовки валы
„„SU„„1638200 А 1
2 (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ АЗ ОТИРОВАННЫХ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке и может быть использовано в машиностроении при восстановлении аэотированных коленчатых валов. Целью изобретения является устранение склонности к трещинообразованию и повышение выносливости валов.
Способ: заключаются в том, что перед шлифовкой шеек вала в ремонтный размер проводят деаэотиров ание н атмосфере полностью диссоциированного аммиака при 500-590 С, а после шлифовки о валы азотнруют при 500-520 С при степени диссоциации аммиака 35-40%. Это позволяет полностью устранить трещи-ны и повысить выносливость валов в .5 раз по сравнению с известным спосо. бом восстановления, 1 табл. ! азотируют при 500-520 С при степени " ©Ъ диссоциации аммиака 35-40Х.
Выбор температуры деаэотирования QQ
500-590 С обусловлен температурой (Я отпуска при улучшении в основном производстве, которая составляет 650 С, а также кинетикой диффузии азота при деазотировании. Известно, что скорость диффузии азота в аустените зна. чительно меньше, чем в 0 -фазе (в системе FeH темпвратурар(- g-превращения равна 590ОС при содержании азо- 3 та до 5,77), Для сохранения твердости зоны внутреннего аэотнрования температура деазотирования не должна су-. щественно превышать температуру азотирования (500 520 С). Таким образом, 00 (1) (2) 25
{3) (4) еаИ+"
Fe4N - Fe{N)+N
N 1/2 И {г)
И+3/г Н - ИН5.
3 16382 температура деазотирования 500-590 С является оптимальной, Азотирование обработанных в ремонт" ный размер коленчатых валов проводят в атмосфере частично диссоциированного аммиака (/=35-40%) при температуре
500-520ОС. При этом формируется диффузионный слой с пластичной нитридной зоной на поверхности, обеспечивакщий высокий уровень поверхностной твердости, износостойкости и выносливости, Высокая склонность аэотированных коленчатых валов к трещинообраэованию при шлифовании связана с наличием на поверхности высокоазотистых нитридных и хрупких фаз Fe<>N, Fe 500-590 С осуществляется по реакциям: Такая обработка приводит к устранению хрупкой нитридной зоны, уменьше-. 30 нию поверхностной твердости, повышению пластичности, что позволяет проводить правку и шлифовку шеек коленчатого вала в ремонтный размер беэ образования трещин. 35 Деазотирование и последующее шлифование в ремонтный размер шеек коленчатого вала приводит к частичному или полному удалению азотированного слоя, что приводит к уменьшению уровня ме- 40 ханических свойств. Для обеспечения высокой экснлуатационной надежности обработанных в ремонтный размер коленчатых валов проводят аэотирование при температуре 45 500-520 С и степени диссоциации амми" ака g, =35-40 с применением регулирующего диссоциатора аммиака. Регулиру" ющий диссоциатор обеспечивает предварительную диссоцнацию аммиака. 50 Способ восстановления азотированных коленчатых валов осуществляют следумщим образом, На первом этапе проводят деазотиро-55 вание коленчатых валов в атмосфере полностью диссоциированного аммиака при температуре 500-590 С. Задают температуру печи в диссоциаторе 1000 С, при достижении котоФ рой подают аммиак. Аммиак, проходя через диссоциатор, полностью диссоциирует и, представляет собой смесь газов (75 Н +25% И ), которая подается в муфель печи для азотирования ° Температура в муфеле печи — 500-590 С. Время деазотирования составляет 1520 ч, что обеспечивает полную диссоциацию нитридной зоны, После деазотирования валы обрабатывают шлифованием в ремонтный размер. На втором этапе проводят азотирование обработанных в ремонтный размер коленчатых валов. Задают темцературу в печи диссоциатора 500-520 С, при достижении которой подают аммиак. Аммиак, прохо. дя через диссоциатор, частично диссоциирует, и рабочая смесь газов ИН + +Н +И подается в муфель печи для азотирования. Температура в муфеле печи — 500-520 С. Время азотировання о задается в зависимости от ремонтного размера шеек коленчатого вала. Состав атмосферы (степень диссоциации аммиака) регулируют изменением температуры газа в диссоциаторе и задают для соответствукицей температуры азотирования, обеспечивающей формирование азотированного слоя, состоящего из зоны внутреннего азотирования и поверхностной пластичной нитридной зоны, обеспечивающих поверхностную I твердость и износостойкость., П р е р 1. Проводили оценку склонности к трещинообразованию азотированных коленчатых валов двигателя ЯМЗ-238Н. Магнитной дефектосконией выявляли наличие трещин, образовавшихся после правки и шлифовки шеек в ремонтный размер азотированных коленчатых валов, по известному способу и с применением деазотирования в атмосфере полностью диссоциированного аммиака. Пример 2. По предлагаемому способу проводили восстановление азотированного коленчатого вала, вышедmего из эксплуатации по причине задира. Магнитной дефектоскопией выяв1лены зксялуатационные трещины на второй шатунной шейке в месте задира. На первом этапе проводили деазотирование при 500 С и выдержке 20 ч в атмосфере полностью диссоциированного 6 сравнению с валами, обработанными по способу- прото типу. Способ восстановления аэ отированных коленчатых валов, включающий шлифовку шеек вала в ремонтный размер, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью устранения склонности к тре" щинообразованию и повышения выносливости валов, перед операцией шлифовки проводят деазотирование в атмосфере полностью диссоциированного аммиака при 500-590 С, а после шлифовки вао лы азотируют при температуре 500 520 С при степени диссоциации аммиака 35-40Х. Наличие трещин Выносливость ваСтепень Температура аэотирования, ОС Способ Температура деазотирования, ОС диссоциации аммиака, Х лов, количество циклов мпн 2,0 10,0 10,0 10,0 Прототип Предлагае- 500 мый 545 590 Есть Нет Нет Нет 520 Составитель И, Дашкова Техред М.Дидык Редактор А.Маковская Корректор, С.Шекмар Заказ 903 Тираж 572 Подпи с ное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 амиака. После деаэотирования проводи ли перешлифовку шеек коленчатого вала с номинального размера в третий ремонтный размер. На втором этапе 5 ф о р м у л а и з о б р е т е н и я проводили аэотирование вала при температуре 520 С 22 ч и при степени диссоцнации аммиака 40Х, Магнитной дефектоскопией шлифовочные трещины на шейках и галтельных пе-10 реходах коленчатого вала не выявлены. На второй шатунной шейке выявлены эксплуатационные трещины,, сохранившиеся после восстановления. Последукщие испытания íà выносли- 15 вость показали, что уровень выносливости восстановленного вана находится на уровне новых азотированных валов (см. таблицу) и в 5 раз выше по 
