表面处理技术报告讲述.doc

题目：发动机活塞的表面处理技术调研 学 院：机械工程 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2015年 12 月 10 日 题目：发动机活塞的表面处理技术调研 1、发动机活塞的应用背景及工艺技术概况 活塞是内燃机的关键零部件之一。活塞的设计水平和制造精度对发动机的排放、油耗、噪音等指标起到关键性的作用。世界发达工业国家的发动机活塞著名制造商,如德国MAHLE公司、KS公司、美国AE公司、日本ART公司等都拥有自己的专门研究开发机构,从活塞设计、试验到活塞性能指标的可靠性评价全部在活塞制造公司进行。 20世纪80年代开始,世界上各大活塞制造公司就已普遍利用了先进的CAD/CAE/CAM/CAPP等手段,同时先后开发应用着先进的试验评价系统,如发动机台架试验系统、活塞销孔疲劳试验系统、裙部变形实验系统等先进技术,综合研究进行设计开发,形成了非常完善的设计开发一体化体系。进入二十一世纪后在活塞制造技术上趋于更先进的自动化、精益化和柔性化,在适用于更为严厉的发动机欧III排放标准方面,针对活塞的改进设计也作了大量的工作,并凭借其自主设计开发能力在雄厚的资金后盾陆续为各大主机厂配套设计开发活塞新产品,形成了设计→开发→试验→改进→开发→试验的良性循环之路。 目前,我国发动机环保水平明显落后于西方发达国家,2001年实施的标准仅相当于欧I排放标准,2004年实施的相当于欧ò排放标准,在2008年 左右则准备实施欧ó排放标准,落后了10年左右,2010年达到欧ò标准,届时比欧美还晚6年。相对于活塞整体行业来讲,生产的活塞产品仅仅满足于现有发动机的环保要求,设计开发科技攻关的平均力度不大。 我国汽车发动机制造业及研究部门在活塞设计开发评价综合技术上处于比较薄弱的地位,不具备专门针对活塞这一关键零部件进行全面设计、开发、试验的手段,因此难以得到活塞新产品全面的性能参数数据,发动机厂家大多仍是引进或仿制国外过时的技术,而活塞制造业从整体上讲,在活塞的设计开发评价一体化综合研究能力上远远落后于西方发达活塞行业,不能在整机开发阶段为主机厂提供活塞新产品的性能参数和试验数据,而且很多厂家的活塞制造技术及检测手段也落后于西方发达国家。绝大多数活塞生产企业包括比较著名的活塞合资企业,现在基本根据主机厂的产品图样加工,缺乏国际市场竞争能力。随着我国汽车工业的不断发展,国外大量的汽车生产企业以合资的形式进入中国市场,但其活塞专利权都控制在外方活塞制造商手中,或者由外方生产,国家用大量外汇购进,或者国内活塞生产企业用高额外汇购买其生产许可证进行生产。我国活塞整体行业目前设计开发的现状,严重制约着发动机更新换代的进程和整机性能指标的提高,成为我国内燃机行业继续向前发展的瓶颈。 2、表面处理技术方案对比 2.1、表面喷涂 在活塞表面喷涂的有二硫化钼、石墨、和聚四氟乙烯等。在活塞表面喷涂二硫化钼、是磨合聚四氟乙烯的目的主要是改善活塞裙部磨损，改善活塞与缸套的初期磨合性能。其中。二硫化钼为一种幼稚的固体润滑剂，其摩擦系数为0.05左右，将气喷涂到活塞表面后会大大改善磨合状况，减少拉缸事故的发生。除此之外，二硫化钼的摩擦系数随负荷与速度的增大而降低，而且具有很好的成膜性，非常适合对高强度高负荷的发动机进行表面处理。石墨的摩擦系数也很小，伟0.11左右。石墨具有很好的导热性与高温稳定性，能有效的防御因冷启动对活塞造成的磨损，能改善活塞初期磨损性能。石墨的附着性能与成膜性能不太好，在喷涂前应该保证其与活塞表面的结合能力。聚四氟乙烯具有具有良好的自润滑性，摩擦系数也较小，具有突出的表面不粘性，并且化学性稳定及耐高温性都很好。然而喷涂也有许多局限之处，比如以下方面： 、喷涂层与基体的结合主要是物理机械结合，结合度不是很高，图涔耐冲击和重载性能较差。 、喷涂层含有不同程度空隙，对于耐腐蚀、抗氧化，绝缘等应用，一般不如整体材料好。 3）、喷涂小件时，涂层材料的收得率低，浪费严重 2.2电镀洛 电镀洛是最常见的一种提高材料表面性能的一种方法，在一定条件下沉积的电镀洛层具有很高的硬度和耐磨性，硬质罗镀层的硬度达到Hv900~1200，是常用的硬度最好的镀层。表面轻度的提高，可提高零件的耐磨性，延长使用寿命。 2.1.1 电解液参数 物质 浓度 硫酸铬： 19~29g/L 络合剂: 20~50g/L