Об использовании повторной низкотемпературной нитроцементации для эффективного упрочнения коленчатых валов автомобилей КАМАЗ, прошлифованных под ремонтные размеры

Целью работы является разработка эффективной технологии поверхностного упрочнения коленчатых валов двигателей КАМАЗ 740, восстановленных перешлифовкой под ремонтные размеры, путем их ускоренной низкотемпературной нитроцементации в условиях автосервисных (авторемонтных) предприятий.
Методы. Нитроцементацию образцов проводили в азотисто-углеродной пасте. Нагрев образцов с нитроцементующим покрытием проводили в лабораторной печи с вертикальной нагрузкой СШОЛ-12-М3-У4. Нитроцементованные образцы подвергали металлографическому анализу с использованием оптического микроскопа Axio Observer.A1m и электронного сканирующего микроскопа Quanta TM 3D200i. Фазовый анализ диффузионных слоев на образцах, нитроцементованных по различным режимам, проводили на рентгеновском дифрактометре XRD-7000S. Микротвердость нитроцементованных образцов измеряли с помощью микротвердомера Duramin-5 с компьютером и программным обеспечением. Твердость нитроцементованных образцов измеряли на твердомере ТК-2М (Роквелл) по шкале «А» по стандартной методике.
Результаты. Представлена технология низкотемпературной нитроцементации азотированных коленчатых валов автомобилей КАМАЗ после их ремонта шлифованием с удалением упрочненного слоя с поверхностей коренных и шатунных шеек. Показано, что нитроцементация стали 42ХМФА, из которой изготавливают коленчатые валы, при температуре 520…580°С в течение 3-х часов в высокоактивной пасте обеспечивает получение упрочненных слоев по глубине, структуре, фазовому составу и твердости, практически идентичных азотированным слоям. Такая нитроцементация может быть полноценной и эффективной заменой повторного азотирования восстанавливаемых валов, предусмотренного технической документацией на ремонт двигателей КАМАЗ категорий Е-2, Е-3 и Е-4.
Заключение. Невысокая трудоемкость и технологическая простота нитроцементации позволит использовать ее для упрочнения коленчатых валов всех семи ремонтных размеров, предусмотренных для этих деталей, что может дать очень большой экономический эффект. 

1. Лиханов В. А. Двигатели КАМАЗ. Киров: Вятская ГСХА, 2018. 190 с.

2. Денисов А. С. Основы формирования эксплуатационно-ремонтного цикла автомобиля. Саратов: Саратовский гос. техн. ун-т, 1999. 352 с.

3. Буравцев С. К. О состоянии характеристик коленчатых валов и их влиянии на показатели двигателей // Двигателестроение. 2006. № 1(223). С. 38–42.

4. Автомобили КАМАЗ 6х4: техническое обслуживание и ремонт / под ред. В. Н. Баруна. М.: Изд-во МО СССР, 1983. 127 с.

5. Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию двигателей экологического класса Евро-3,4 740.60–3902010РЭ. Набережные Челны: ОАО КАМАЗ, 2011.

6. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту. Двигатели КАМАЗ 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300, 740.30-260, 740.50-360, 740.51-320, 740.50390.1001 КД. экологического класса Евро-3,4 740.60–3902010РЭ. Набережные Челны: ОАО КАМАЗ, 2002.

7. Исследование ремонтопригодности коленчатых валов двигателей КАМАЗ. Технический отчет. Набережные Челны: ОАО КАМАЗ НТЦ, 2004.

8. Петросов В. В. Ремонт автомобилей и двигателей. М.: Изд. «Академия», 2007. 222 с.

9. Восстановление деталей автомобилей КАМАЗ / Р. А. Азаматов, В. Г. Дажин, А. Т. Кулаков, А. И. Модин / под ред. В. Г. Дажина. Набережные Челны: ОАО КАМАЗ, 1994. 215 с.

10. Агеева Е. В., Агеев Е. В. Повышение качества ремонта и восстановление деталей современных транспортных систем // Известия Тульского государственного университета. Серия: Технические науки. 2011. Вып. № 3. С. 503–509.

11. Технологические методы повышения долговечности деталей машин / Ю. А. Кузнецов, И. Н. Кравченко, А. А. Севрюков, М. А. Глинский // Технологии металлов. 2019. № 5. С. 34–40.

12. Каталог деталей и сборочных единиц КАМАЗ-65111 с двигателями уровня Евро-1, Евро-2, Евро-3 65111-3902001 КД. Набережные Челны: ОАО КАМАЗ, 2010.

13. Черноиванов В. И., Лялякин В. П., Литовченко Н. Н. Ресурсосберегающие восстановительно-упрочняющие технологии – основа вторичного производства деталей // Вестник Орловского государственного аграрного университета. Ремонт и организация технического сервиса. 2009. № 1. С. 2–5.

14. Бондарев С. А. Совершенствование технологии восстановления коленчатых валов // Современные материалы, техника и технологии. 2016. № 2(5). С. 47–51.

15. Тугушев Б. Ф. Мировая практика восстановления коленчатых валов // Восстановление и упрочнение деталей машин: межвузовский научный сборник. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2001. С. 69–85.

16. Карбонитрирование улучшаемых сталей в пастах / В. И. Колмыков, В. М. Переверзев, А. А. Барабаш, С. Н. Савельев. Курск: Изд-во Курской гос. с/х акад., 2000. С. 67–72.

17. Низкотемпературное цианирование конструкционных улучшаемых сталей в твердой среде / А. А. Барабаш, В. Н. Долженков, В. И. Колмыков, В. М. Переверзев, В. П. Пивовар. Курск: Изд-во Курской гос. с/х акад., 2000. С. 67–72.

18. Разработка и исследование высокоактивной насыщенной среды для нитроцементации сталей при низких и высоких температурах / В. И. Колмыков, Н. Д. Тутов, А. А. Никулин [и др.] // Материалы и упрочняющие технологии – 2008: сборник материалов XV Российской научно-технической конференции с международным участием / Курск. гос. техн. ун-т; редкол.: В. Н. Гадалов (отв. ред.) [и др.]. Курск, 2008. С. 139–144.

19. Прокошкин Д.А. Химико-термическая обработка металлов – карбонитрация. М.: Металлургия, 1984. 240 с.

20. Прженосил Б. Нитроцементация. М.: Металлургия, 1969. 212 с.

21. Колмыков В. И., Емельянов С. Г., Гараибе Н. С. Об эксплуатационных свойствах материалов с гетерофазными структурами // Материалы и упрочняющие технологии – 2010: сборник материалов XVII Российской научно-технической конференции с международным участием / Курск. гос. техн. ун-т; редкол.: В. Н. Гадалов (отв. ред.) [и др.]. Курск, 2010. С. 155–158.

22. Диффузия углерода и азота через корку карбонитридов / В. И. Колмыков, Е. А. Рязанцев, Н. С. Гараибе [и др.] // Материалы и упрочняющие технологии – 2009: сборник материалов XVI Российской научно-технической конференции с международным участием / Курск. гос. техн. ун-т; редкол.: В. Н. Гадалов (отв. ред.) [и др.]. Курск, 2009. Ч. 2. С. 4–8.