TO THE QUESTION OF SURFACE TREATMENT OF CPG PARTS IN THE PROCESS OF APPLYING COATINGS ON THEM
Abstract and keywords
Abstract (English):
The effect of the sandblasting pressure and the volume of alumina on the roughness of the substrate made of the AK12MMgN alloy, on the roughness of the deposited galvanic-plasma modification (GPM) coatings after blast cleaning, and on the adhesion strength of these coatings is investigate. It has been established that the proposed technology of surface treatment of cylinder-piston group (CPG) parts made of AK12MMgN alloy both before the application of GMG coatings and after their application to the above alloy makes it possible to obtain a heat-shielding layer, leading to significant fuel savings in diesel internal combustion engines. This method of treating the surfaces of the parts of a diesel engine CPG before and after applying heat-protective and wear-resistant coatings, confirmed by full-scale and bench tests, seems to be effective.

Keywords:
CYLINDER-PISTON GROUP, GALVANIC-PLASMA MODIFICATION, HEAT-PROTECTIVE COATING, JET-ABRASIVE TREATMENT, AVERAGE ROUGHNESS, COEFFICIENT OF FRICTION.
Text
Publication text (PDF): Read Download

DOI:

 

ccby4

УДК 62.843.6

 

 

05.02.07 – Технология и оборудования механической и физико-технической обработки

 

 

К ВОПРОСУ ОБ ОБРАБОТКЕ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ЦПГ
В ПРОЦЕССЕ НАНЕСЕНИЯ НА НИХ ПОКРЫТИЙ

 

TO THE QUESTION OF SURFACE TREATMENT OF CPG PARTS IN THE PROCESS OF APPLYING COATINGS ON THEM

 

Аль-Бдейри Махмуд Шакир Хассан

аспирант кафедры материаловедения и нанотехнологий НИУ «БелГУ»,

г. Белгород, РФ

 

Al'-Bdeyri Makhmud Shakir Khassan

graduate student of the department of materials science and nanotechnology of University of Scientific Research "Belgorod State University", Belgorod, RF

 

Красильников Владимир Владимирович

доктор технических наук, профессор кафедры материаловедения и нанотехнологий НИУ «БелГУ», г. Белгород, РФ

 

Krasilnikov Vladimir Vladimirovich

doctor of technical sciences, professor of the department of materials science and nanotechnology of University of Scientific Research "Belgorod State University", Belgorod, RF

 

20061 1Кадырметов Анвар Минирович

доктор технических наук, доцент,

заведующий кафедрой машиностроительных технологий ФГБОУ ВО «Воронежский

государственный лесотехнический

университет имени Г.Ф. Морозова»,

г. Воронеж, РФ

e-mail: kadyrmetov.a@mail.ru

 

20061 1 Kadyrmetov Anvar Minirovich

doctor of technical sciences, associate professor, head of machine-building technology department of Federal State Budget Educational Institution of Higher Education “Voronezh State University of Forestry and Technologies named after

G.F. Morozov”, Voronezh, RF

e-mail: kadyrmetov.a@mail.ru

 

Сергеев Сергей Валерьевич

кандидат технических наук, доцент, начальник НИЛ технологических систем НИУ «БелГУ», г. Белгород, РФ

 

Sergeyev Sergey Valerevich

candidate of technical sciences, associate

professor, head of the scientific research laboratory of technological systems of Research University "Belgorod State University", Belgorod, RF

 

Аннотация.

Исследуется влияние давления пескоструйной обработки и объема глинозема на шероховатость подложки, изготовленной из сплава АК12ММгН, а также на шероховатость нанесенных после струйной очистки покрытий, полученных гальвано-плазменной модификацией ГПМ, и на адгезионную прочность этих покрытий. Установлено, что предлагаемая технология обработки поверхности деталей цилиндропоршневой группы дизельных двигателей (ЦПГ) внутреннего сгорания из сплава АК12ММгН как перед нанесением покрытий ГПМ, так и после их нанесения на вышеуказанный сплав позволяет получить теплозащитный слой, приводящий к значительной экономии топлива в дизельных двигателях внутреннего сгорания. Эффективной представляется данная методика обработки поверхностей деталей ЦПГ дизельного двигателя до и после нанесения теплозащитных и износостойких покрытий, подтвержденная натурными и стендовыми испытаниями.

 

Annotation.

The effect of the sandblasting pressure and the volume of alumina on the roughness of the substrate made of the AK12MMgN alloy, on the roughness of the deposited galvanic-plasma modification (GPM) coatings after blast cleaning, and on the adhesion strength of these coatings is investigate. It has been established that the proposed technology of surface treatment of cylinder-piston group (CPG) parts made of AK12MMgN alloy both before the application of GMG coatings and after their application to the above alloy makes it possible to obtain a heat-shielding layer, leading to significant fuel savings in diesel internal combustion engines. This method of treating the surfaces of the parts of a diesel engine CPG before and after applying heat-protective and wear-resistant coatings, confirmed by full-scale and bench tests, seems to be effective.

 

Ключевые слова: ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ ГРУППА, ГАЛЬВАНО-ПЛАЗМЕННАЯ МОДИФИКАЦИЯ, ТЕПЛОЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ, СТРУЙНО-АБРАЗИВНАЯ ОБРАБОТКА, СРЕДНЯЯ ШЕРОХОВАТОСТЬ, КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ.

 

Keywords: CYLINDER-PISTON GROUP, GALVANIC-PLASMA MODIFICATION, HEAT-PROTECTIVE COATING, JET-ABRASIVE TREATMENT, AVERAGE ROUGHNESS, COEFFICIENT OF FRICTION.

1Автор для ведения переписки

 

 

  1. Состояние вопроса исследования и актуальность работы

Развитие современного машиностроения во многом обусловлено проблемой экономии топлива в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Поскольку на расход топлива влияют такие основные факторы, как температура в камере сгорания и тепловые напряжения на деталях цилиндропоршневой группы (ЦПГ), то существуют различные методы уменьшения влияния указанных факторов путем нанесения теплозащитных покрытий на поверхности элементов ЦПГ [1]. В этой связи одним из перспективных методов нанесения покрытий является метод гальвано-плазменной модификации (ГПМ) микродугового оксидирования (МДО) [2-4].

Технология формирования теплозащитных покрытий методом ГПМ, включает в себя технологию предварительной очистки поверхности сплава АК12ММгН, служащего подложкой, само формирование покрытия методом ГПМ и технологию финишной обработки детали с покрытием путем достижения необходимых характеристик точности и качества поверхности.

Кроме того, в случае ремонта изношенных деталей ЦПГ (рис. 1) до нанесения восстановительных покрытий требуется проводить обдув поверхности абразивным материалом, чтобы удалить нагары и мелкие дефекты поверхности, так как возникающая при этом шероховатость в

References

1. Dorokhov, A. F. Modeling of heat transfer through the wall of the working cylinder of a piston internal combustion engine and control of its stress-strain state. / A. F. Dorokhov, N. V. Pakhomov // Modern technologies. System analysis. Modeling. - 2015. - №. 1 (45). - pp. 68-74.

2. Tikhonenko, V. V. Microarc oxidation method. / V. V. Tikhonenko, A. M. Shkilko // Eastern European Journal of Advanced Technologies. Materials Science. - 2012. - 2/13 (56). - pp. 13-18.

3. Timoshenko, A. V. Influence of the superimposed alternating current on the composition and properties of oxide coatings formed in the microplasma mode on the D16 alloy / A. V. Timoshenko, B. K. Opara, Yu. V. Magurova // Protection of metals. - 1994. - Vol. 30, №. 1. - pp. 32-38.

4. Al-Bdeiri M. Sh. Kh. Review of methods of galvanic-plasma modification for the production of anodized coatings on aluminum alloys : microstructure, properties and application / Al-Bdeiri M. Sh. Kh. // Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University. Mechanical engineering, materials science. - 2020. - Vol. 22. - №. 3. - pp. 51-59.

5. Chen L Effects of Surface Roughness Parameters on Tribological Performance for Micro-textured Eutectic Aluminum-Silicon Alloy / Chen L., Liu Z., Wang X., Wang Q., Liang X. // Journal of Tribology. - 2020. - Vol. 142. - № 2. - pp. 43-48.

6. Iordan V. I., Simulation modeling of the formation of a rough surface of a substrate during its sandblasting / Iordan V. I., Blednov V. A., Smirnov A. V., Chesnokov A. E. // Polzunov Almanac. - 2018. - №. 4. - pp. 23-27.

7. Ghara T. Effect of grit blasting parameters on surface and near-surface properties of different metal alloys / Ghara T., Paul S., Bandyopadhyay P. P. // Journal of Thermal Spray Technology. - 2021. - Vol. 30. - №. 1. - pp. 251-269.

8. Xie T. Simulation of effect of counterface roughness on the friction transfer and wear of PTFE sliding against steel / Xie T., Lai J., Yang H. // Industrial Lubrication Tribology. - 2019. - Vol. 71, № 9. - pp. 1086-1092.

9. Pat. 2 741 039 Rus. Federation. Method of forming a wear-resistant self-wearing coating on working elements of a spiral expander made of aluminum alloy : C1 / S. V. Sergeev, M. Sh. Al-Bdeiri ; applicant and patentee FGAOU VO NRU "BelGU". - declared. 09.18.2020 ; publ. 01.22.2021.

10. Yasmin T. Tribological (wear) properties of aluminum-silicon eutectic base alloy under dry sliding condition / Yasmin T., Khalid A. A., Haque M. M. // Journal of Materials Processing Technology. - 2004. - Vol. 153. - pp. 833-838.

11. Dudareva N. Yu. Study of the effect of micro-arc oxidation on the wear resistance of the cylinder liner of an internal combustion engine made of aluminum alloy / Dudareva N. Yu., Kalshchikov R. V., Musin N. Kh., Ryabova D. A. // Bulletin of the Irkutsk State Technical University. - 2013. - Vol. 80, №. 9 - pp. 127-144.

12. Santos D. M. F. Hydrogen production by alkaline water electrolysis / Santos D. M. F., Sequeira C. A. C., Figueiredo J. L. //Química Nova. - 2013. - Vol. 36. - №. 8. - pp. 1176-1193.

13. Lu X. Effects of phase transformation on properties of alumina ceramic membrane : A new assessment based on quantitative X-ray diffraction (QXRD) / Yang J., Li X., Sun F., Wang F., Chao Y. // Chemical Engineering Science. - 2019. - Vol. 199. - pp. 349-358.

14. Xue W. Analysis of phase distribution for ceramic coatings formed by microarc oxidation on aluminum alloy / Xue W., Deng Z., Lai Y., Chen R. // Journal of the American Ceramic Society. - 1998. - Vol. 81. - pp. 1365-1368. DOI :https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1998.tb02493.

15. Al-Bdeiri M. S. Analysis of Physical and Mechanical Properties of Galvanic-Plasma Wear-Resistant Coatings / Al-Bdeiri M. S., Sergeev S., Krasilnikov V. V. // Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal. - 2020. - Vol. 5, pp. 1387-1393.


Login or Create
* Forgot password?