В условиях авторемонтных мастерских наиболее приемлемым является изготовление поршневых колец методом термической фиксации замка из чугунных маслот , отлитых в сухие формы.
Твердость маслот но Бринелю должна быть в пределах
240 — 2/0 единиц, а твердость готовых колец (после термофиксации ) в пределах 98 — 103 единиц по Роквеллу , шкала В.
Микроструктура поршневых колец должна представлять собой мелкопластинчатый или сорбитообразный перлит с равномерно распределенным мелким пластинчатым графитом завихренной или прямоугольной формы и с разомкнутой сеткой из. ф осфидной эвтектики. Количество феррита в микроструктуре не должно превышать 5% поля зрения шлифа; структурно, свободный цементит должен отсутствовать. Качество чугунз можно определять также приближенно по излому кольца. Чугун должен быть при этом мелкозернистым, равномерно серого цвета и иметь своеобразный бархатистый вид.
Механическая обработка поршневых колец из маслот состоит из следующих операций;
1. Обточка и расточка маслоты на токарном станке в четырех- или трехкулачковом патроне с одной установки. -
Наружный и внутренний диаметры полученной в результате-этой обработки трубы должны определяться по следующим, формула м:
где:
D нар и Dцил — наружный и внутренний диаметры обработанной маслоты ,
D цил — диаметр цилиндра, для которого делается поршневое кольцо,
t —радиальная толщина поршневого кольца,
? — припуск на диаметр, зависящий от ширины дисковой фрезы, которой производится разрезка замка. Этот припуск: подсчитывается по формуле:
где:
b —ширина фрезы для разрезки кольца (она должна быть возможно меньшей, но не более 1,0 мм).
2. Отрезка из полученной трубы заготовок по ширине поршневых колец с, припуском на последующую шлифовку торцев в 0,15 — 0,25 мм (на обе стороны). Перед отрезкой заготовок для маслосъемных колец проточить по наружному диаметру канавки шириной 2,3 ±0,1 мм. и глубиной 0,6 + 0,1 мм, а в заготовках для компрессионных колец снять фаску по внутренней цилиндрической поверхности в соответствии с чертежами колец (см. фиг. 73 и 74).
3. Фрезеровка 9 прорезей для отвода, масла, в заготовках для маслосъемных колец (см. чертеж кольца) или сверловка в них на равных расстояниях 30—35 отверстий диаметром 1,84^2 мм.
4. Шлифовка торцев колец на плоскошлифовальном станке с магнитным столом до окончательного размера.
5. Размагничивание колец.
6. Разрезка колец тонкой дисковой фрезой.
Толщина фрезы должна соответствовать подсчитанной в п. 1 величине Д.
После разрезки кольца подвергаются термической фиксации замка, задачей которой является придание кольцам требуемой упругости путем разведения замка и фиксации кольца в этом состоянии термической обработкой.
Операция термической фиксации замка производится на специальной оправке, состоящей из двух зажимных шайб диаметром 90—95 мм и толщиной 8—10 мм, стягиваемых после набора поршневых колец стяжным болтом с гайкой. Для разведения замка в кольцах на оправке к нижней зажимной шайбе привертывается или приваривается планка, шириной 14—14,5 мм, в боковые поверхности которой упираются стыки поршневых колец. В верхней зажимной шайбе делается паз для, свободного прохода планки при зажиме различных по высоте стопок поршневых колец.
• В зажимных шайбах, для равномерного нагревания поршневых колец, просверлено по нескольку отверстий диаметром 10—12 мм, благодаря которым нагревательная среда омывает также и внутреннюю цилиндрическую поверхность стопки колец.
Оправка с набором поршневых колец, подготовленная для термической фиксации замка, изображена на рис. 80.
Термообработку рекомендуется производить в отпускных печах или соляных ваннах из азотнокислого натрия или азотнокислого калия.
Температура печи или ванны должна быть в пределах 550— 600"С, а время выдержки в ней оправки с кольцами 45—60 мин. Последующее охлаждение оправки с кольцами производится на воздухе. Очень важно выдерживать температуру нагрева колец в указанных выше пределах. При более низких температурах время выдержки сильно увеличивается, а степень фиксации замка снижается: упругость, колец при этом получается недостаточной.
Термическая фиксация замка при температурах выше 600°С приводит к значительному снижению твердости колец. Кроме того, температура в 600°C является также предельной и для рекомендованных выше соляных ванн. Необходимо иметь в виду, что перегрев этих ванн (нагрев до температур выше 600! С) может привести к разложению солей с опасностью взрыва.
Время выдержки оправок с кольцами в печи или ванне выбирается с таким расчетом, чтобы в результате термической обработки замок был зафиксирован на 90% от ширины разводной планки оправки, т. е. на 12,5—13 мм.
В соляную ванну оправки с кольцами должны загружаться сухими, очищенными от масла и грязи. При работе у соляной ванны необходимо пользоваться защитными очками.
Ванну периодически следует очищать сетчатой ложкой от посторонних веществ.
В результате термической фиксации колец на их поверхности остается окалина (при фиксации в печах) или пленка соли (при фиксации в ваннах). Для удаления окалины необходимо замачивать кольца в керосине в момент охлаждения их после термофиксации до температуры 50—70°С ,
Пленка солей с поверхности колец легко удаляется путем промывки их в кипящей воде.
Для улучшения и ускорения приработки колец к цилиндрам рекомендуется их рабочую цилиндрическую поверхность лудить (электролитически ) или фосфатировать .