汽车发动机活塞环陶瓷涂层工艺及性能研究

从活塞环苛刻的工况出发,研究适合活塞环的表面强化工艺,分析等离子喷涂工艺表面处理的技术特点,探讨喷涂陶瓷涂层活塞环的性能变化     

汽油机铝合金缸孔等离子喷涂摩擦学性能研究

在汽油机铝合金缸体内孔表面,采用大气等离子喷涂(APS)方法制备了1层厚度为150μm左右的铁基涂层来替代传统的铸铁缸套.对缸孔的涂层进行表征,并对缸孔-活塞环摩擦副进行了摩擦试验.试验表明,在铝合金缸孔喷涂等离子铁基涂层,可提高缸孔的硬度,并提高发动机的耐久性和抗拉缸性,使发动机实现轻量化目标.涂层表面精度接近镜面级别,且涂层内含有孔隙,可降低缸孔-活塞组的摩擦系数及摩擦损失,提高发动机燃油经济性.     

等离子喷涂涂层激光熔覆处理技术的研究

等离子喷涂涂层激光熔覆技术是一种新型表面改性技术。对等离子喷涂的AT-13涂层进行了激光熔覆处理,建立了连续移动三维瞬态激光熔覆等离子喷涂AT-13涂层温度场的计算模型,据此进行了有限元优化分析,并用优化的熔覆工艺参数开展了相关的试验研究,获得了均匀、致密、与基体结合力好的冶金成分熔覆层,熔覆后的涂层性能明显提高。     

钼系粉末涂层及在汽车工业中的应用研究

对钼系粉末等离子涂层的制备工艺，组织性能及应用进行了研究及分析，并将其在涂层的化学成分，组织与孔隙、硬度肽台架磨损试验结果等方面与丝材喷涂层做了比较，结果表明，采用钼系粉末等离子涂层代火焰喷涂工艺稳定，其涂层具有更优异的抗咬合抗磨损性能，成本大幅度低，可广泛应用在汽车工业中。     

BN-SiN薄膜陶瓷活塞环

目前,国内外研制陶瓷活塞环的技术大致有两种,一种是2001年以前采用的老技术,即用火焰喷涂法或高温等离子喷涂法向活塞环的外圆表面及两端面喷涂陶瓷粉;另一种是2001年以后开始采用的新技术,即用低温(低于300℃)等离子化学气相沉积技术(P-CVD)在活塞环的外圆表面及两端面生成一层双向扩散的,     

BN-SIN薄膜陶瓷活塞环

1 前言 到目前止,国内外研制陶瓷活塞环的技术有两种:一种是在2001年之前采用的老技术,即用火焰喷涂法或高温等离子喷涂法向活塞环外圆表面及两端喷涂陶瓷粉;     

延长活塞环寿命的新等离子涂层

内燃机活塞环表面的镀层不同,其耐磨程度也不同,为了提高活塞环镀层的耐磨性,以满足高性能发动机对活塞环的苛刻要求,等离子喷涂技术为此开辟了新的途径。     

隔热涂层对活塞温度场及应力场的影响分析

以汽车发动机铝合金活塞为研究对象，建立等离子喷涂涂层隔热性能分析仿真模型，综合分析粘接层材料及孔隙率对涂层隔热性能的影响，并对涂层样块进行隔热性能试验。结果表明：隔热涂层的存在使活塞金属基体的温度显著降低，其中ZrO₂隔热层+NiCrAlY粘接层的组合隔热性能最好，且随着粘接层孔隙率的增加，涂层隔热性能提升，但孔隙率过大会导致涂层与基体的机械结合强度降低，综合考虑隔热性能与结合强度结果，涂层粘接层的最佳材料为NiCrAlY、最佳孔隙率为10%，喷涂上述隔热涂层后，在实际工况条件下活塞的等效热应力值满足产品设计要求。     

保护气缸套工作表面的SUMEBore涂层解决方案

燃油价格不断上升和日趋严格的车辆排放要求迫使发动机制造商采用各种技术来减少发动机的燃油耗和排放。因此,近年来,人们对气缸套涂层的关注度明显增加,Sulzer Metco公司提出了SUMEBore~涂层解决方案。SUMEBore~涂层是采用空气等离子喷涂工艺将粉末状材料涂覆在气缸表面。这种空气等离子喷涂工艺非常灵活,能对各种不同的涂层材料进行处理,尤其是复合材料和纯陶瓷,而这在采用线状材料时是无法做到的。利用不同的涂层材料成分可以应对发动机的特定挑战,例如,由含杂质燃油或高废气再循环率引起的严重磨料磨损、咬缸和腐蚀。近年来,卡车、铁路机车和船用发动机,以及气体燃料发动机、电站发动机、气体压缩机的气缸套工作表面已开始采用这种空气等离子喷涂涂层材料,并在某些发动机上获得了成功的经验。试验发动机大多机油耗明显降低(部分机油耗的降幅甚至超过70%),燃油耗减少,并且磨损量非常小,缸套工作表面的耐腐蚀性也极好。给出了美国西南研究院1台EMD 16-710 G3A机车发动机的实机试验结果。这种空气等离子喷涂涂层解决方案已在不同的发动机市场实现商业化应用,被证明既适用于新型发动机机体和气缸套的批量生产,也适用于磨损气缸套的修复。这种涂层将会在减少发动机排放方面发挥重要作用。     

发动机易损件喷涂前后的处理

在发动机易磨损的零件表面,用气体火焰、等离子喷涂耐磨合金的方法,已开始逐步推广,而且效果也较好。但是,由于对喷涂零件和喷涂层的表面处理不够完善,以致使喷涂层与基体金属的粘接强度不高,影响了喷涂层的效果。     

两种陶瓷化活塞环-气缸套副

为提高沙漠车用发动机的活塞环-气缸套副的抗磨拉磨损能力，研制了两种以碳化物陶瓷为工作表层硬质相的陶瓷化环-套副，即陶瓷复合涂层活塞环和激光陶瓷合金化活塞环对陶瓷复合涂层气缸套。通过摩擦学试验、模拟沙漠使用环境下的发动机台架试验和沙漠车使用考核，证实了这两村新型环．套到的减摩和耐磨特性。介绍其制备工艺特点及使用效益。     

活塞涂层对柴油机性能影响的研究

发动机活塞绝热的目的是减少热损失,从而提高指示效率。热障涂层被用于模拟绝热发动机的工作状态,其目的不仅是降低缸内热损失,防止底层金属表面的热疲劳,而且也是为了减少发动机排放。采用热障涂层能降低从燃烧室表面(包括气缸盖、气缸套和活塞顶)和活塞环向发动机冷却水套的传热。应用以陶瓷为基体的涂层,使燃烧室的隔热对燃烧过程产生影响,从而影响发动机的性能和废气排放特性。在油价快速上涨的情况下,绝热技术因有助于降低燃油耗而显得越来越重要。在柴油机活塞顶部采用等离子喷涂的热障涂层,研究其对发动机性能的影响。证实这种涂层能提高发动机的热效率和机械效率。     

BN—SIN薄膜陶瓷活塞环表面处理技术

利用低温（小于300℃）等离子化学气相沉积技术（P—CVD），在活塞环表面生成双向扩散的金属陶瓷复合层，试验和实际运用表明该技术能提高活塞环的表面硬度、耐磨性、导热性和韧性，并降低金属磨擦系数，从而降低活塞环的工作温度，减少变形，提高气密性，改善发动机整机性能和排放，提高活塞环的使用寿命。     

提高高速发动机曲轴修复质量的研究

首先，介绍了电弧喷涂的优越性，其次，分析了电弧喷涂修复发动机曲轴存在的问题，即采用该方法修复的发动机曲轴产生涂层脱落、颗粒磨损等现象，采用新工艺和复合材料对曲轴进行电弧喷涂，试验结果表明，修复过的曲轴使用效果良好。     

尼龙自润滑涂层的摩擦磨损特性及其在重型货车上的应用

确定了自润滑涂层高分子材质和前处理工艺,利用静电喷涂工艺在重型卡车传动轴总成上进行了尼龙自润滑涂层的涂敷。台架模拟试验和道路试验结果表明,PA11自润滑涂层能降低摩擦力,减少磨损,并具有较好的耐久性。     

活塞环表面PCVD复合陶瓷涂层的摩擦性能研究

采用等离子体化学气相沉积(PCVD)技术对活寒环表面进行复合陶瓷强化处理，并装机进行摩擦磨损试验，研究了复合陶瓷涂层的摩擦磨损特性。用扫描电子显微镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)、显微硬度计分析了活塞环表面涂层的磨痕形貌和元素分布。研究结果表明，活寒环表面PCVD复合陶瓷涂层具有显著的减摩抗磨能力，改善了发动机活塞的摩擦性能并提高了其使用寿命。     

活塞环的陶瓷涂层

本文综述了国外活塞环表面陶瓷涂层的发展状况，对陶瓷涂层的性能要求，形成陶瓷涂层的方法以及它们的摩擦学特性和应用前景。     

汽车齿轮轴的等离子喷涂修复

介绍了热喷涂技术，特别是等离子喷涂技术在汽车行业的应用，并以等离子喷涂工艺修复磨损的汽车齿轮轴为例，探讨了所使用的材料及工艺，展望了热喷涂技术在汽车行业的广阔应用前景。     

钼系等离子涂层在工程机械中的应用

对比电镀、堆焊和等离子喷涂3种修复方法,分析了钼系粉末等离子喷涂的力学性能和等离子喷涂的工艺对零件修复的影响,证明了此项技术在工程机械零件修复中有着广阔的应用前景.     

DuroGlide~——用于高燃油效率商用车发动机的新一代活塞环涂层

商用车发动机发展的根本驱动力是提高燃油效率及满足愈加严格的废气排放法规,这为发动机零部件,特别是活塞环的开发提出了重大挑战。在动力气缸中,活塞环组是摩擦损失的重要部件,活塞环组的摩擦损失占发动机总机械摩擦损失的25%,相应影响燃油耗高达4%。要在不影响机油消耗的前提下,减小摩擦功率损失,同时满足由于功率密度增加、缸孔更平滑、润滑减少,以及使用代用燃料等越来越多的活塞环热机械学和摩擦学要求。在这种情况下,以耐磨性和抗刮擦性为特征的活塞环工作表面的可靠性发挥着日益重要的作用。活塞环表面涂层作为关键设计要素,必然是解决活塞环/气缸套摩擦学系统摩擦损失和增加可靠性的主要焦点之一。概述了新一代四面体非晶质碳基(ta-C)活塞环涂层的开发,这项名为"DuroGlide"的活塞环涂层在提高产品性能、减小摩擦方面树立了新的标准。DuroGlide 涂层活塞环与其他同类产品相比,具有更出色的耐久性、耐磨性和抗刮擦性,结合先进的顶环和油环设计,可使商用车发动机节省燃油耗多达1.2%。介绍了DuroGlide涂层如何提供优越的耐磨性和抗刮擦性,从而在润滑条件不良的情况下具有更高的性能和燃油效率。最后,总结了上压缩环和油环的台架试验和发动机验证的基本结果。