Технологічні заходи підвищення зносостійкості поршневих кілець
Вантажиться...
Дата
2025
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Хмельницький національний університет
Анотація
Високі механічні та експлуатаційні властивості поршневих кілець забезпечують максимальну потужність
автомобільного двигуна, ефективну його роботу на тривалий термін . Запропоновані технологічні заходи
підвищують зносостійкость поршневих кілець. Досліджено та розроблено новий спосіб поверхневого зміцнення кілець із сірого чавуну термодифузійним легуванням з термоциклюванням з метою підвищення зносостійкості і довговічності кілець та спряжених з ними деталей. Розроблена технологія способу поверхневого зміцнення кілець з пастоподібного насичуючого середовища; розроблена ефективна робоча суміш для комплексного дифузійного насичення сірих чавунів; розроблено температурний режим термодифузійного насичення з термоциклюванням.
Досліджено вплив розробленого способу на основні експлуатаційні властивості кілець.Зроблена оцінка їх
технологічності та надійності, надані практичні рекомендації для впровадження розробленого способу
дифузійного зміцнення з термоциклічною обробкою на виробництві. Запропонований спосіб зміцнення дозволяє підвищити зносостійкість кілець у 6 разів та скоротити процес нанесення покриття у 3-4 рази у порівнянні з традиційними.
High mechanical and operational properties of piston rings are essential for maximizing automobile engine power and ensuring long-term efficient performance. This study proposes technological improvements to enhance the wear resistance of piston rings. A novel method of surface strengthening for gray cast iron rings—based on thermal diffusion alloying combined with thermal cycling—has been developed and tested to increase both wear resistance and durability of the rings and their associated components. The research introduces a surface strengthening technique using a pasty saturating medium and identifies an effective powder mixture for complex diffusion saturation of gray cast irons. The proposed method includes a specific temperature regime for thermodiffusion saturation combined with thermal cycling. Findings reveal that optimal operational properties of gray cast iron piston rings are achieved through thermodiffusion alloying in a powder mixture based on sormite (comprising chamotte, ammonium chloride, and ferrosilicon). The study found that thermal diffusion hardening with thermal cycling reduces the cementation process of sealing rings to 3–4 hours, which is 5–6 times shorter than the traditional method. Moreover, the addition of ferrosilicon to the saturating mixture increases process efficiency by 2–3 times and enhances the antifriction properties of the saturated layer by 8–13 times. The influence of the developed method on key operational properties of the rings was thoroughly investigated, including assessments of manufacturability and reliability. Practical recommendations for industrial implementation of this diffusion hardening method with thermal cycling are provided.
High mechanical and operational properties of piston rings are essential for maximizing automobile engine power and ensuring long-term efficient performance. This study proposes technological improvements to enhance the wear resistance of piston rings. A novel method of surface strengthening for gray cast iron rings—based on thermal diffusion alloying combined with thermal cycling—has been developed and tested to increase both wear resistance and durability of the rings and their associated components. The research introduces a surface strengthening technique using a pasty saturating medium and identifies an effective powder mixture for complex diffusion saturation of gray cast irons. The proposed method includes a specific temperature regime for thermodiffusion saturation combined with thermal cycling. Findings reveal that optimal operational properties of gray cast iron piston rings are achieved through thermodiffusion alloying in a powder mixture based on sormite (comprising chamotte, ammonium chloride, and ferrosilicon). The study found that thermal diffusion hardening with thermal cycling reduces the cementation process of sealing rings to 3–4 hours, which is 5–6 times shorter than the traditional method. Moreover, the addition of ferrosilicon to the saturating mixture increases process efficiency by 2–3 times and enhances the antifriction properties of the saturated layer by 8–13 times. The influence of the developed method on key operational properties of the rings was thoroughly investigated, including assessments of manufacturability and reliability. Practical recommendations for industrial implementation of this diffusion hardening method with thermal cycling are provided.
Опис
Ключові слова
поршневі кільця, термодифузійне легування, термоциклювання, антифрикційні характеристики, сірі чавуни, твердість, piston rings, thermal diffusion alloying, thermal cycling, antifriction properties, gray cast iron, surface hardening
Бібліографічний опис
Технологічні заходи підвищення зносостійкості поршневих кілець / О. Дробот, С. Підгайчук, О. Бабак, Ю. Сидоренко // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences. – 2025. – Vol. 357, No. 5.1. – P. 145-153.