Obrabotka Metallov 2010 No. 3

¬®¬°¨ ª£°©©¬ ª°£®¦©¬ £¢£«¦£ менной подпрессовкой (после подпрессовки высота заготовок равнялась 170 мм). Для облегчения процесса деформирования штамп подогревали до температуры 300…380 °С. Партия опытных поршневых заготовок ДРЦ-23 была подвергнута упрочняющей термической обработке по следующему режиму: ступенчатый нагрев под закалку 470 °С 2 ч и 490 °С 1 ч с охлаждением в холодную воду и искусственное старение при 150 °С в течение 10 ч. Микроструктура и общий вид опытного поршня по- сле термической и механической обработок приведены на рис. 3. Видно, что наряду с дисперсным глобулиро- ванным эвтектическим кремнием в структуре присут- ствуют кристаллы первичного кремния, расположен- ные в виде строчек, ориентированных вдоль направ- ления течения металла при деформации (штамповка, прессование). Средний размер кристаллов первичного кремния несколько меньше (до 50 мкм), чем в прессо- ванном прутке. Механические и физические свойства поршней определяли по стандартным методикам на образцах, вырезанных непосредственно из опытных деталей. Было установлено, что физические и механические ха- рактеристики удовлетворяют требования ТУ – 1 – 801 – 351 – 84 на данное изделие и составляют: σ в , МПа 320…338 σ 0,2 , МПа 276…304 δ, % 0,8…2,2 , МПа 28…30 α 20-300°С ·10 6 , К –1 17,3…17,9 ρ, кг/м 3 2670 λ, Вт/(м·°С) 41 Длительная прочность (при 300 °С за 100 ч) опытных поршней превышает не только значение анало- гичной характеристики для промышленных деформируе- мых сплавов [3], но и для ранее разработанного высоко- кремнистого алюминиевого сплава [4]. Температурный коэффициент линейного расширения разработанного поршневого сплава значительно ниже, чем у серийного сплава АК12Д, имеющего α 20…300 °С = 20,6·10 –6 К -1 , наибо- лее широко используемого в настоящее время для тяжело нагруженных двигателей, что является перспективным для улучшения технико-экономических показателей дви- гателя за счет снижения величины зазора в сопряжении поршень-гильза. После механической обработки поршневых заго- товок на ОАО «Челябинский тракторный завод» (ЧТЗ) были проведены успешные объектовые испытания опыт- ных поршней на серийном двенадцатицилиндровом дви- гателе В-84-1 в форсированном режиме. Выводы. Предложен состав поршневого заэвтек- тического силумина с повышенной жаропрочностью, технология модифицирования и отливки слитков полу- непрерывным способом, а также скорректированы тех- нологические параметры прессования, штамповки и ре- жим упрочняющей термической обработки поршневых заготовок. Показано, что после термической обработки физико-механические характеристики опытных порш- ней удовлетворяют требованиям ТУ на данное изделие, а длительная прочность при 300 °С за 100 ч превос- ходит таковую для аналогичных деформируемых спла- вов и уступает только лучшим литейным сплавам типа АК21М2,5Н2,5. В условиях ЧТЗ проведены успешные объектные испытания на серийном двигателе в форси- рованном режиме. Список литературы 1. Зильберг Ю.Я. Алюминиевые сплавы в тракто- ростроении / Ю.Я. Зильберг, К.М. Хрущова, Г.Б. Герш- ман. – М.: Металлургия, 1971. –152 с. 2. Афанасьев В.К. Разработка состава поршневого эвтектического силумина / В.К. Афанасьев, А.Н. Пруд- ников // Изв. вузов. Черная металлургия. –1998. – № 4. – С. 35–37. 3. Строганов Г.Б . Сплавы алюминия с кремнием / Г.Б. Строганов, В.А. Ротенберг, Г.Б. Гершман. – М.: Ме- таллургия, 1977. – 271 с. 4. Прудников А.Н . Технология производства, струк- тура и свойства поршней двигателей из заэвтектического деформируемого силумина/А.Н. Прудников // Изв. вузов. Черная металлургия. – 2009. – № 5. – С. 45–48. а б Рис. 3 Микроструктура ×200 ( а ) и общий вид поршня для тяжело нагруженных ДВС ( б ) из опытного сплава