Actual Problems in Machine Building 2019 Vol. 6 No. 1-4

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 6. № 1-4. 2019 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 105 Известные на данный момент материалы не способны выдерживать те нагрузки, которые на них приходятся, либо являются не технологичными для изготовления. В работах[6,7] представлен жаропрочный и износостойкий наноструктурный материал на основе порошковой меди системы Cu-Al-C-O, содержащий 0,9 % мас. Al и 0,3 %мас. С. Особенность данного материала заключается в том, что он, благодаря своей субзеренной структуре с размером субзерен 90…145 нм и особенно наличию динамически термостабильных частиц упрочняющей фазы в виде γ-Al 2 O 3 с размером частиц менее 40 нм, имеет чрезвычайно высокую температуру рекристаллизации (1000°С) и высокие значения твердости при высоких температурах. В связи с выше изложенным, представляется целесообразным использовать данный материал в направляющих втулках клапанов высокофорсированных ДВС. Однако, следует учесть, что такой материал, обладающий дисперсно-упрочненной структурой, относится к труднообрабатываемым материалам, в связи с чем из него весьма сложно изготовить трубчатую заготовку для направляющих втулок клапанов, особенно, с малым диаметром отверстия. Поэтому целесообразнее всего использовать в качестве заготовок для направляющих втулок клапанов горячепрессованные прутки и из них методами механической обработки получать эти изделия. В связи с новизной указанного выше материала, отсутствуют какие-либо рекомендации как по технологии изготовления из него направляющих втулок клапанов, так и по режимам механической обработки. Настоящая работа направлена на восполнение этого пробела. Методика экспериментального исследования Для получения наноструктурного материала на основе порошковой меди системы Cu- Al-C-O, содержащего 0,9 % мас. Al и 0,3 %мас. С, использовали метод реакционного механического легирования в аттриторе [8-10], примененного совместно с технологиями порошковой и гранульной металлургии. Процесс получения прутковых заготовок из данного материала для направляющих втулок клапанов заключается в следующем: подготавливалась исходная смесь из стандартных порошков меди, алюминия и графита, затем производилась обработка подготовленной смеси в аттриторев присутствии воздуха. Далее производилось холодное прессование брикетов из полученной ранее гранульной композиции по схеме двустороннего прессования. Полученные брикеты подвергались нагреву в электропечи в технологических капсулах с древесным карбюризатором и выдерживались в ней в течение требуемого времени. После этого производилось горячее прессование (экструзия) брикетов с температуры их нагрева в прутки из нагретого контейнера гидравлического пресса через фильеру с требуемой степенью деформации (степенью вытяжки) материала. Таким способом получали прутки диаметром от 13 мм до 25 мм. Для получения опытных образцов направляющей втулки клапана из прутка наноструктурного материала был разработан маршрут механической обработки, включающий следующие операции: 1. Фрезерная. Фрезеровка торцов. 2. Токарно-копировальная. Проточка начерно поверхностей втулки. 3. Токарная с ЧПУ. Проточка начисто поверхностей втулки, обеспечивая шероховатость R a = 1,25 мкм. 4. Сборочная. Запрессовка заготовки втулки в гнездо головки блока цилиндров, предварительно нагрев головку блока цилиндров до 150 о С, а втулку – охладив до – 60…80 о С. 5. Вертикально-сверлильная. Сверление начерно сквозного отверстия.