DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2024.9(40).1.127-134
Study of restoration of body parts of automobile engines by the method of electric arc metalization
About the Authors
Olena Ivankova, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, e-mail: olena.ivankova@pdau.edu.ua, ORCID ID: 0000-0003-1825-0262
Alexei Burlaka, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, e-mail: oleksii.burlaka@pdau.edu.ua ORCID ID: 0000-0002-2296-7234
Abstract
Road transport ensures a rational organization of production and transportation of products. The cylinder block is a basic part, mechanisms and engine parts are attached to it. Engine blocks are operated with high loads. Defects arise and develop, which can be eliminated during major repairs. Improving the methods of restoring worn cylinder blocks of automobile engines is an urgent task. The possibility of restoring parts with such defects by gas-thermal methods was considered. The total level of defects that can be eliminated by applying a restorative coating by the method of electric arc metallization is 37%.
The analysis of literary sources shows that surfacing and welding methods do not ensure the quality of the restored part. Gas-thermal methods are often used in the process of repairing parts. The most technological and effective is electric arc metallization. Productivity of electric arc metallization can be very high. Operating costs of using electrometallization are small. The equipment is relatively simple. Restoration of parts by electric arc metallization increases wear resistance and durability of the engine.
To assess the repeatability of block defects, we analyzed a sample of 20 truck cylinder blocks from different manufacturers. It was established that the resource of the block depends on: wear of the main bearing beds, holes, cracks, damage to the thread and breakage of pins and holes.
Laboratory experiments on the application of electroplating coating were carried out on samples of high-strength cast iron. Preparatory processing of samples - shot blasting. Experiments on sputtering of samples were carried out with known powder wires PG-SR4 and PG-SR4+3% Al with a diameter of 2.0 mm. Spraying was carried out with an EM-17 electric arc metallizer. Tests on the adhesion strength of the coating to the base metal were carried out using the adhesive method. From the research results, we can see that the coating applied with PG-SR4+3%A1 wire is destroyed at the joint under a higher load than the corrosion formed by PG-SR4 wire. At the same time, the adhesion strength also exceeds, and is 22.9 MPa. The microhardness of the coating built up with powder wire PG-SR4+3%A1 exceeds the level of microhardness of the surface built up with wire PG-SR4. Microhardness in both cases. decreases with distance from the surface of the deposited layer.
Conclusions. From the conducted research, it follows that the electric arc restoration does not have a thermal effect on the part, provides high adhesion strength of the applied layer, which prevails over the majority of traditional methods of restoration of parts. In addition, the method of electric arc metallization is characterized by low energy consumption, small-sized and mobile technological equipment. Therefore, there is a need to continue the research of electric arc metallization in the restoration of worn surfaces of car parts.
Keywords
car, cylinder block, defects, electric arc metallization, adhesion strength, microhardness
Full Text:
PDF
References
1. Shved, O.V., et al. (2016). Avtomobil'nyj transport Ukrainy: stan ta perspektyvy rozvytku [Road transport of Ukraine: state and development prospects]. Kyiv: NTUU KPI [in Ukrainian].
2. Marchenko, A.P. & Shekhovtsov, A.F. (Eds). (2004). Dvyhuny vnutrishn'oho zghoriannia. Nadijnist' DVZ [Internal combustion engines: Reliability of internal combustion engines] (Vols. 1-6; Vol. 6). Kharkiv: Vydavn. tsentr NTU KhPI [in Ukrainian].
3. Dvyhun DAF XF105 z 2006 r. Zahal'na informatsiia. Monolyt.ukr: veb-sajt [DAF XF105 engine from 2006. General information. Monolyt.ukr: website]. Retrieved from: https://monolith.in.ua/dvigatel-daf-xf105/ [in Ukrainian].
4. Kovalenko, V. M. & Shchurikhin, V. K. (2017). Diahnostyka i tekhnolohiia remontu avtomobiliv [Diagnostics and technology of car repair]. Kyiv : Litera LTD [in Ukrainian].
5. Ruzhylo, Z. V. et al. (2023). Nadiynistʹ mashyn ta obladnannya. Remontuvannya mashyn ta vidnovlennya detaley [Reliability of machines and equipment. Repair of machines and restoration of parts] (Part 2). Kyiv : NUBiP Ukrainy [in Ukrainian].
6. Ivankova, O.V. et al. (2020). Doslidzhennia metodiv vidnovlennia znoshenykh detalej sil's'kohospodars'koi tekhniky [Research of methods of restoration of worn parts of agricultural machinery]. Visnyk PDAA PDAA Bulletin, 4, 283-292 [in Ukrainian].
7. Dudnikov, A. et al. (2021). Effect of vibration treatment on increasing the durability of tillage equipment working bodies. Eastern-European journal of enterprise technologies. 2/1 (110). P. 104-108 [in English].
8. Shylina, O.P. & Osadchuk, A. Yu. (2006). Hazotermichni metody napyliuvannia pokryt' [Gas-thermal coating spraying methods]. Vinnytsia: VNTU [in Ukrainian].
9. Luzan, S.O., Sidashenko, O.I. & Luzan, A.S. (2020). Obgruntuvannia ta vdoskonalennia tekhnolohij vidnovlennia detalej [Justification and improvement of technologies for restoration of parts]. Kharkiv: Disa plius [in Ukrainian].
10. Pokhmurs'kyj, V.I. et al. (2005). Elektroduhovi vidnovni ta zakhysni pokryttia [Electric arc restoration and protective coatings]. L'viv, NAN Ukrainy, Fizyko-mekhanichnyj instytut im. H.V. Karpenka [in Ukrainian].
11. Our technologies to best serve you. Eutectic Сastolin URL: https://www.castolin.com. (date of access: 10/02/2024) [in English].
12. Ivankova, O.V. & Fedoriaka, V.I. (2015). Vykorystannia elektroduhovoi metalizatsii pry remonti korpusnykh detalej mashyn [The use of electric arc metallization in the repair of body parts of machines]. Visnyk L'vivs'koho natsional'noho ahrarnoho universytetu. Ahroinzhenerni doslidzhennia Bulletin of the Lviv National Agrarian University. Agricultural engineering research, 17, 275-280 [in Ukrainian].
13. V. Pokhmurskii, M. Student, V.Gozdecki, B. Wielage & H. Pokhmurska (2011). Zmiana naprężeń szczątkowych w powłokachnatryskiwanych lukowo poddanych utlenianiu wysokotemperaturowemu, Inżynieria Powierzchni, N. 4, S. 32-37 [in Polish].
14. Kholiavko, V.V., Vladymyrs'kyj, I.A. & Zhabyns'ka, O.O. (2016). Fizychni vlastyvosti ta metody doslidzhennya materialiv [Physical properties and methods of materials research]. Kyiv: Tsentr uchbovoi literatury [in Ukrainian].
15. Ahieiev, M.S. & Holovaschuk, M.V. (2019). Pidvyschennia ekspluatatsijnykh vlastyvostej detalej zasobiv transportu shliakhom keruvannia faktoramy protsesu elektroduhovoho napylennia bahatofunktsional'nykh pokryttiv [Improving the operational properties of parts of means of transport by controlling the factors of the process of electric arc spraying of multifunctional coatings]. Naukovyj zhurnal «Visnyk Khmel'nyts'koho natsional'noho universytetu». Tekhnichni nauky Scientific journal "Bulletin of Khmelnytskyi National University". Technical sciences, 3(273), 240 – 248 [in Ukrainian].
Citations
1. Автомобільний транспорт України: стан та перспективи розвитку/ О.В. Швед та ін. Київ: НТУУ КПІ, 2016. 324 с.
2. Двигуни внутрішнього згоряння: у 6 томах. Т.6. Надійність ДВЗ. / за ред. проф. А.П. Марченка, засл. діяча науки України проф. А.Ф. Шеховцова. Харків: Видавн. центр НТУ ХПІ, 2004. 500с.
3. Двигун DAF XF105 з 2006 р. Загальна інформація. Монолит.укр: веб-сайт. URL: https://monolith.in.ua/dvigatel-daf-xf105/ (дата звернення: 04/02/2024).
4. Коваленко В. М., Щуріхін В. К. Діагностика і технологія ремонту автомобілів: підручник. Київ : Літера ЛТД, 2017. 224 с.
5. Надійність машин та обладнання. Ч. 2. Ремонтування машин та відновлення деталей: навч. посіб. / З. В. Ружило та ін. Київ : НУБіП України, 2023. 309 с.
6. Дослідження методів відновлення зношених деталей сільськогосподарської техніки. / Іванкова О.В. та ін. Вісник ПДАА. 2020. № 4. С. 283–292. doi: 10.31210/visnyk2020.04.36
7. Effect ofvibrationtreatment onincreasing thedurability oftillage equipmentworking bodies /Anatolii Dudnikov et al. Eastern-European journal of enterprisetechnologies. 2021. 2/1 (110). Р. 104-108. doi: 10.15587/1729-4061.2021.228606
8. Шиліна О.П., Осадчук А.Ю. Газотермічні методи напилювання покрить: навч. посіб. Вінниця: ВНТУ, 2006. 103 с.
9. Лузан С.О., Сідашенко О.І., Лузан А.С. Обґрунтування та вдосконалення технологій відновлення деталей : курс лекцій. Харків: Діса плюс, 2020. 127 с.
10. Електродугові відновні та захисні покриття. / В.І. Похмурський та ін. Львів, НАН України, Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка. 2005. 192 с.
11. Our technologies to best serve you. Eutectic Сastolin URL: https://www.castolin.com. (date of access: 10/02/2024).
12. Іванкова О.В., Федоряка В.І. Використання електродугової металізації при ремонті корпусних деталей машин. Вісник Львівського національного аграрного університету. Агроінженерні дослідження. 2013. №17. С. 275-280
13. V. Pokhmurskii, M. Student, V.Gozdecki, B. Wielage, H. Pokhmurska: Zmiana naprężeń szczątkowych w powłokachnatryskiwanych lukowo poddanych utlenianiu wysokotemperaturowemu, Inżynieria Powierzchni, 2011, N. 4, S. 32-37.
14. Холявко В.В., Владимирський І.А., Жабинська О.О. Фізичні властивості та методи дослідження матеріалів: навч. посіб. Київ: Центр учбової літератури, 2016. 156 с.
15. Агєєв М.С., Головащук М.В. Підвищення експлуатаційних властивостей деталей засобів транспорту шляхом керування факторами процесу електродугового напилення багатофункціональних покриттів. Науковий журнал «Вісник Хмельницького національного університету». Технічні науки. 2019. №3(273). С. 240 – 248.
Copyright (c) 2024 Olena Ivankova, Alexei Burlaka
Study of restoration of body parts of automobile engines by the method of electric arc metalization
About the Authors
Olena Ivankova, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, e-mail: olena.ivankova@pdau.edu.ua, ORCID ID: 0000-0003-1825-0262
Alexei Burlaka, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, e-mail: oleksii.burlaka@pdau.edu.ua ORCID ID: 0000-0002-2296-7234
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Shved, O.V., et al. (2016). Avtomobil'nyj transport Ukrainy: stan ta perspektyvy rozvytku [Road transport of Ukraine: state and development prospects]. Kyiv: NTUU KPI [in Ukrainian].
2. Marchenko, A.P. & Shekhovtsov, A.F. (Eds). (2004). Dvyhuny vnutrishn'oho zghoriannia. Nadijnist' DVZ [Internal combustion engines: Reliability of internal combustion engines] (Vols. 1-6; Vol. 6). Kharkiv: Vydavn. tsentr NTU KhPI [in Ukrainian].
3. Dvyhun DAF XF105 z 2006 r. Zahal'na informatsiia. Monolyt.ukr: veb-sajt [DAF XF105 engine from 2006. General information. Monolyt.ukr: website]. Retrieved from: https://monolith.in.ua/dvigatel-daf-xf105/ [in Ukrainian].
4. Kovalenko, V. M. & Shchurikhin, V. K. (2017). Diahnostyka i tekhnolohiia remontu avtomobiliv [Diagnostics and technology of car repair]. Kyiv : Litera LTD [in Ukrainian].
5. Ruzhylo, Z. V. et al. (2023). Nadiynistʹ mashyn ta obladnannya. Remontuvannya mashyn ta vidnovlennya detaley [Reliability of machines and equipment. Repair of machines and restoration of parts] (Part 2). Kyiv : NUBiP Ukrainy [in Ukrainian].
6. Ivankova, O.V. et al. (2020). Doslidzhennia metodiv vidnovlennia znoshenykh detalej sil's'kohospodars'koi tekhniky [Research of methods of restoration of worn parts of agricultural machinery]. Visnyk PDAA PDAA Bulletin, 4, 283-292 [in Ukrainian].
7. Dudnikov, A. et al. (2021). Effect of vibration treatment on increasing the durability of tillage equipment working bodies. Eastern-European journal of enterprise technologies. 2/1 (110). P. 104-108 [in English].
8. Shylina, O.P. & Osadchuk, A. Yu. (2006). Hazotermichni metody napyliuvannia pokryt' [Gas-thermal coating spraying methods]. Vinnytsia: VNTU [in Ukrainian].
9. Luzan, S.O., Sidashenko, O.I. & Luzan, A.S. (2020). Obgruntuvannia ta vdoskonalennia tekhnolohij vidnovlennia detalej [Justification and improvement of technologies for restoration of parts]. Kharkiv: Disa plius [in Ukrainian].
10. Pokhmurs'kyj, V.I. et al. (2005). Elektroduhovi vidnovni ta zakhysni pokryttia [Electric arc restoration and protective coatings]. L'viv, NAN Ukrainy, Fizyko-mekhanichnyj instytut im. H.V. Karpenka [in Ukrainian].
11. Our technologies to best serve you. Eutectic Сastolin URL: https://www.castolin.com. (date of access: 10/02/2024) [in English].
12. Ivankova, O.V. & Fedoriaka, V.I. (2015). Vykorystannia elektroduhovoi metalizatsii pry remonti korpusnykh detalej mashyn [The use of electric arc metallization in the repair of body parts of machines]. Visnyk L'vivs'koho natsional'noho ahrarnoho universytetu. Ahroinzhenerni doslidzhennia Bulletin of the Lviv National Agrarian University. Agricultural engineering research, 17, 275-280 [in Ukrainian].
13. V. Pokhmurskii, M. Student, V.Gozdecki, B. Wielage & H. Pokhmurska (2011). Zmiana naprężeń szczątkowych w powłokachnatryskiwanych lukowo poddanych utlenianiu wysokotemperaturowemu, Inżynieria Powierzchni, N. 4, S. 32-37 [in Polish].
14. Kholiavko, V.V., Vladymyrs'kyj, I.A. & Zhabyns'ka, O.O. (2016). Fizychni vlastyvosti ta metody doslidzhennya materialiv [Physical properties and methods of materials research]. Kyiv: Tsentr uchbovoi literatury [in Ukrainian].
15. Ahieiev, M.S. & Holovaschuk, M.V. (2019). Pidvyschennia ekspluatatsijnykh vlastyvostej detalej zasobiv transportu shliakhom keruvannia faktoramy protsesu elektroduhovoho napylennia bahatofunktsional'nykh pokryttiv [Improving the operational properties of parts of means of transport by controlling the factors of the process of electric arc spraying of multifunctional coatings]. Naukovyj zhurnal «Visnyk Khmel'nyts'koho natsional'noho universytetu». Tekhnichni nauky Scientific journal "Bulletin of Khmelnytskyi National University". Technical sciences, 3(273), 240 – 248 [in Ukrainian].
Citations
1. Автомобільний транспорт України: стан та перспективи розвитку/ О.В. Швед та ін. Київ: НТУУ КПІ, 2016. 324 с.
2. Двигуни внутрішнього згоряння: у 6 томах. Т.6. Надійність ДВЗ. / за ред. проф. А.П. Марченка, засл. діяча науки України проф. А.Ф. Шеховцова. Харків: Видавн. центр НТУ ХПІ, 2004. 500с.
3. Двигун DAF XF105 з 2006 р. Загальна інформація. Монолит.укр: веб-сайт. URL: https://monolith.in.ua/dvigatel-daf-xf105/ (дата звернення: 04/02/2024).
4. Коваленко В. М., Щуріхін В. К. Діагностика і технологія ремонту автомобілів: підручник. Київ : Літера ЛТД, 2017. 224 с.
5. Надійність машин та обладнання. Ч. 2. Ремонтування машин та відновлення деталей: навч. посіб. / З. В. Ружило та ін. Київ : НУБіП України, 2023. 309 с.
6. Дослідження методів відновлення зношених деталей сільськогосподарської техніки. / Іванкова О.В. та ін. Вісник ПДАА. 2020. № 4. С. 283–292. doi: 10.31210/visnyk2020.04.36
7. Effect ofvibrationtreatment onincreasing thedurability oftillage equipmentworking bodies /Anatolii Dudnikov et al. Eastern-European journal of enterprisetechnologies. 2021. 2/1 (110). Р. 104-108. doi: 10.15587/1729-4061.2021.228606
8. Шиліна О.П., Осадчук А.Ю. Газотермічні методи напилювання покрить: навч. посіб. Вінниця: ВНТУ, 2006. 103 с.
9. Лузан С.О., Сідашенко О.І., Лузан А.С. Обґрунтування та вдосконалення технологій відновлення деталей : курс лекцій. Харків: Діса плюс, 2020. 127 с.
10. Електродугові відновні та захисні покриття. / В.І. Похмурський та ін. Львів, НАН України, Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка. 2005. 192 с.
11. Our technologies to best serve you. Eutectic Сastolin URL: https://www.castolin.com. (date of access: 10/02/2024).
12. Іванкова О.В., Федоряка В.І. Використання електродугової металізації при ремонті корпусних деталей машин. Вісник Львівського національного аграрного університету. Агроінженерні дослідження. 2013. №17. С. 275-280
13. V. Pokhmurskii, M. Student, V.Gozdecki, B. Wielage, H. Pokhmurska: Zmiana naprężeń szczątkowych w powłokachnatryskiwanych lukowo poddanych utlenianiu wysokotemperaturowemu, Inżynieria Powierzchni, 2011, N. 4, S. 32-37.
14. Холявко В.В., Владимирський І.А., Жабинська О.О. Фізичні властивості та методи дослідження матеріалів: навч. посіб. Київ: Центр учбової літератури, 2016. 156 с.
15. Агєєв М.С., Головащук М.В. Підвищення експлуатаційних властивостей деталей засобів транспорту шляхом керування факторами процесу електродугового напилення багатофункціональних покриттів. Науковий журнал «Вісник Хмельницького національного університету». Технічні науки. 2019. №3(273). С. 240 – 248.