汽车发动机汽缸的激光表面处理
内燃机缸体激光精密毛化刻蚀(激光珩磨)技术
内燃机缸体激光精密毛化刻蚀(激光珩磨)技术中国科学院力学研究所产学研激光毛化技术中心(北京100080)杨明江一、项目简要介绍在我院具有自主知识产权的Y AG激光毛化技术基础上,开发出内燃机缸体内壁激光精密刻蚀造形的新型激光珩磨技术,以减小内燃机运行时的摩擦力,达到显著节约燃油,提高使用寿命,减少废气污染物排放的目的,全面提高内燃机性能。
最终实现该技术的规模生产应用。
二、项目内容(一)立项依据九十年代后期,德国等国开始研发内燃机缸体内壁激光精密刻蚀新技术(也叫“激光珩磨”技术,Laser honing)。
这是继八十年代产生的内燃机缸体激光淬火(即缸体表面激光相变热处理)技术以后,开发的提高发动机综合性能的新一代激光加工技术。
众所周知,缸体内壁的激光淬火,就是利用大功率的连续激光对缸体表面材料作相变热处理以提高表面硬度,提高它的耐磨损能力,从而延长发动机使用寿命。
内燃机缸体激光珩磨的基本过程是:采用高重复频率、高功率密度的脉冲激光束(每秒数千个光脉冲)对缸体内壁表面进行精细形貌刻蚀,以在缸体表面形成设定分布式的微米尺寸量级的沟槽和微坑结构。
这些微沟槽和微坑能有效贮存润滑油,在缸体内壁和活塞环之间形成油膜使其保持良好的边界润滑状态,从而有效减小了这对摩擦付之间的摩擦力,达到减少发动机磨损,延长使用寿命。
减小摩擦力还可以达到减小燃料和润滑油消耗,减少燃气污染物排放,降低工作温度,增加发动机功率的综合效果。
据德国1999年进行的架试验表明,激光珩磨缸体与常规机械搪缸相比,可减小摩擦力50%以上,减小燃油消耗40%,增大发动机功率,减少废气排放中的颗粒物10—30%,减少碳氢化合物排放20%,其综合效益十分明显。
因此,缸体激光珩磨技术已引起了汽车、摩托车、内燃机制造厂的极大关注。
国内多家汽车厂和企业希望激光毛化中心尽快开发出这项新技术。
最近几年,国外材料表面激光精密刻蚀造形以改进润滑、减小摩擦磨损技术的应用发展很快,主要有:计算机硬盘表面毛化刻蚀,减小磨损;机械泵密封,减少泄漏,增强泵浦能力,提高寿命;燃气轮机延长使用寿命;其它重载部件减少摩擦磨损等等。
气缸面粗糙度要求(二)
气缸面粗糙度要求(二)
气缸面粗糙度要求
什么是气缸面粗糙度
•气缸面粗糙度是指气缸内壁或气缸套表面的不光滑程度,通常用表面粗糙度参数来描述。
表面粗糙度参数包括了Rz、Ra、Ry等。
气缸面粗糙度要求的原因
•气缸是发动机的核心部件之一,其用于产生活塞运动和密封活塞与气缸之间的空间。
气缸面粗糙度要求的高低直接影响着发动机
的功率、燃油消耗、噪音、振动、寿命等方面。
过高的粗糙度会
增加活塞与气缸之间的摩擦,造成能量损失和热量产生,同时还
会影响密封效果;过低的粗糙度则可能造成活塞卡死或缺油等问
题。
气缸面粗糙度的要求
1.表面粗糙度参数:气缸面粗糙度一般用Rz、Ra等参数来描述。
–Rz:平均峰值高度,表示表面的粗糙度程度;
–Ra:平均粗糙度,表示表面的平均粗糙程度。
2.粗糙度等级:气缸面粗糙度可根据不同的应用需求进行分级,常
见的有N级、P级等等。
不同级别有其相应的允许范围。
3.表面处理方法:气缸面的粗糙度可通过不同的表面处理方法来控
制,如刮削、打磨、超精加工等。
气缸面粗糙度要求的例子
•在某汽车发动机制造厂,对于汽缸体的气缸面粗糙度要求如下:
1.气缸面粗糙度参数:
•Rz ≤ μm(峰谷高度)
•Ra ≤ μm(平均粗糙度)
2.粗糙度等级:N7级
3.表面处理方法:通过刮削和打磨来控制气缸壁的粗糙度。
这个例子中,汽缸体的气缸面粗糙度要求较高,通过控制峰谷高度和平均粗糙度来保证发动机的性能和寿命。
在制造过程中,必须采用适当的工艺和设备,如刮削和打磨等表面处理方法,来控制气缸面的粗糙度在规定的范围内。
气缸制造工艺
气缸制造工艺一、前言气缸是内燃机的重要部件,其制造工艺对于发动机的性能和寿命有着至关重要的影响。
本文将详细介绍气缸制造工艺,包括原材料准备、铸造、加工、热处理等各个环节。
二、原材料准备1. 原材料选择气缸通常采用铸铁或铝合金材料制作。
对于常规的汽车发动机,一般采用灰口铸铁或球墨铸铁;而对于高性能发动机,则会采用高强度的铝合金材料。
2. 材料检测在进行加工之前,需要对原材料进行检测。
常见的检测方法包括化学成分分析、金相组织分析和硬度测试等。
三、铸造1. 模具制作模具是气缸铸造中最关键的部分。
一般情况下,模具会根据气缸的形状和尺寸进行设计和制作。
2. 熔炼与浇注在进行熔炼之前,需要先将原材料切割成适当大小,并按比例混合。
然后将混合好的原材料放入炉中进行熔炼。
在熔炼过程中,需要不断搅拌,以保证铁水的均匀性。
最后将铁水倒入模具中进行浇注。
3. 砂型拆除待铁水冷却凝固后,需要将模具拆除,并清理掉模具残留物和氧化皮等杂质。
四、加工1. 粗加工粗加工主要是对气缸的外形和尺寸进行加工。
常用的加工方法包括车削、铣削和钻孔等。
2. 精加工精加工主要是对气缸内部进行加工。
常用的加工方法包括镗孔、刨孔和打孔等。
3. 表面处理表面处理是为了提高气缸的耐腐蚀性和润滑性能。
常用的表面处理方法包括喷涂、镀层和抛光等。
五、热处理1. 退火退火是为了消除残余应力并改善材料的机械性能。
一般情况下,会采用高温长时间的退火方式。
2. 淬火淬火是为了提高材料的硬度和强度。
淬火过程中需要将气缸加热到一定温度后迅速冷却。
3. 回火回火是为了消除淬火产生的脆性,提高材料的韧性和塑性。
回火过程中需要将气缸加热到一定温度后保持一段时间。
六、总结以上便是气缸制造工艺的全面介绍。
在实际制造过程中,还需要根据具体情况进行调整和优化。
通过科学合理的制造工艺,可以生产出高质量、高性能的气缸,为发动机的可靠运行提供有力保障。
发动机气缸网纹深度与油环PVD处理对降低机油消耗的影响
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发动机气缸表面处理
发动机气缸表面处理
发动机气缸表面处理通常包括以下几个步骤:
1. 粗磨:使用砂轮或其他磨削工具对气缸进行初始磨削,以去除氧化层、磨平不平整表面和修正气缸直径。
2. 精磨:使用细砂轮或研磨棒对气缸进行细致磨削,以进一步平滑表面,并提高气缸的光滑度。
3. 硬化处理:通过热处理或其他方法对气缸进行表面硬化,以增强其抗磨损性能和降低摩擦。
4. 镀铬:将气缸表面镀上一层铬,以提高气缸的耐磨性和降低磨损。
5. 涂层处理:涂覆特殊的涂层材料,如陶瓷涂层或涂层聚合物,以增加气缸表面的硬度和耐磨性。
6. 抛光:使用研磨膏或其他抛光材料对气缸表面进行细致抛光,以进一步提高气缸的光滑度和降低摩擦。
这些表面处理方法旨在改善气缸的表面质量和硬度,以提高发动机的性能、可靠性和耐久性。
浅述激光熔覆技术的应用
浅述激光熔覆技术的应用激光熔覆技术是一种先进的表面处理技术,通过激光束对材料表面进行加热,使其熔化并与基体材料融合,从而形成一层密实均匀的涂层。
这种技术具有温度梯度小、变形小、冷却速度快等优点,适用于各种材料的表面改性和修复,广泛应用于航空航天、汽车制造、冶金、石油化工、电子等领域。
在航空航天领域,激光熔覆技术广泛应用于航空发动机叶片、燃烧室壁板、涡轮叶片等关键部件的修复和保护。
由于航空发动机工作环境的恶劣和高温高速飞行的要求,航空发动机的零部件容易受到高温腐蚀和磨损。
采用激光熔覆技术可以在不改变基体组织的情况下修复零部件表面的缺陷,并且在涂层冷却的过程中由于快速凝固可以获得均匀细小的晶粒和高致密度的涂层,提高了零部件的耐磨性、耐蚀性和耐高温性能,延长了零部件的使用寿命,确保了航空发动机的可靠性和安全性。
在汽车制造领域,激光熔覆技术被广泛应用于发动机气缸内壁、汽缸盖、曲轴、连杆等零部件的表面增强处理。
汽车发动机在长时间高速运转的情况下会受到润滑不良、高温热应力、气缸内磨损等因素的影响,导致发动机性能下降和零部件损坏。
激光熔覆技术可以在汽车零部件表面制备出高硬度、高耐磨、高耐蚀的涂层,提高零部件的使用寿命和可靠性,减少维修成本,提高汽车发动机的性能和经济性。
在冶金领域,激光熔覆技术被广泛应用于金属材料的表面修复和合金化处理。
金属材料在使用过程中常常会受到磨损、腐蚀等因素的影响,导致零件表面失效。
激光熔覆技术可以通过选择不同的覆盖材料和设定合适的工艺参数来对金属材料表面进行修复和合金化处理,恢复零件的表面硬度、耐磨性和耐蚀性,延长零件的使用寿命,提高生产效率和产品质量。
在石油化工领域,激光熔覆技术被广泛应用于管道、阀门、泵体等设备的表面修复和耐蚀涂层制备。
石油化工设备长期受到高温、高压、腐蚀介质的影响,设备表面常常会出现腐蚀、磨损等问题。
激光熔覆技术可以通过制备高硬度、高耐蚀的涂层来保护设备表面,延长设备的使用寿命,提高设备的可靠性和安全性。
发动机气缸盖生产加工工艺技术
发动机气缸盖生产加工工艺技术引言发动机气缸盖是发动机的重要零部件之一,它起着密封气缸腔的作用,同时还要承受高温和高压的工作环境。
因此,气缸盖的生产加工工艺对发动机的性能和可靠性有着重要影响。
本文将介绍发动机气缸盖的生产加工工艺技术。
一、气缸盖的材料选择气缸盖一般采用高强度的铝合金材料,具有良好的耐热性和强度。
常用的铝合金材料有Al-Si合金和Al-Si-Mg合金。
选择合适的材料可以提高气缸盖的性能,如耐冲击性、耐磨性和尺寸稳定性等。
二、气缸盖的铸造工艺气缸盖的铸造工艺主要有重力铸造、低压铸造和压力铸造等。
其中,压力铸造是一种较为先进的加工工艺,可以提高气缸盖的密度和机械性能。
铸造过程中,需要注意控制液态金属的温度和浇注速度,以确保铸件的质量。
三、气缸盖的加工工艺1. 机械加工气缸盖在铸造完成后,需要进行精密的机械加工以满足零件的尺寸精度和表面质量要求。
常用的机械加工方法包括铣削、钻孔、车削和磨削等。
机械加工的过程中,需要使用合适的切削工具和控制加工参数,以确保加工质量。
2. 焊接气缸盖的一些部件需要进行焊接,例如进气道和排气道的连接部分。
焊接工艺包括氩弧焊、电阻焊和激光焊等。
焊接时,需要选择合适的焊接参数和焊接材料,以确保焊缝的质量和密封性。
3. 表面处理气缸盖的表面需要进行一定的处理,以提高其耐腐蚀性和表面硬度。
常用的表面处理方法包括喷砂、阳极氧化和涂装等。
表面处理工艺需要控制处理参数和选择合适的处理材料,以达到预期的效果。
四、气缸盖的质量控制为了确保气缸盖的质量,需要进行严格的质量控制。
常用的质量控制方法包括尺寸测量、材料分析和力学性能测试等。
同时,还需要制定相应的质量标准和检验规范,以确保气缸盖的性能和可靠性。
五、气缸盖的未来发展随着汽车产业的发展和对环保要求的提高,发动机气缸盖也在不断创新和发展。
未来,气缸盖可能采用更轻、更高强度的材料,并结合先进的制造工艺,如激光制造和增材制造等。
这将进一步提高发动机的性能和可靠性。
油缸激光熔覆技术
油缸激光熔覆技术
油缸激光熔覆技术是一种利用激光加热和熔化金属粉末,使其与基底金属相结合形成涂层的表面处理技术。
具体步骤如下:
1. 准备工作:选择适当的金属粉末,清理和处理油缸表面。
2. 调节激光参数:选择适当的激光功率、扫描速度和激光束直径,以实现所需的熔覆效果。
3. 涂层熔覆:将金属粉末均匀地喷射到油缸表面,激光束扫描喷射区域,使金属粉末熔化并与基底金属相结合。
4. 冷却和固化:在熔覆过程中快速冷却涂层,使其固化。
5. 后续处理:进行表面处理和设备检测,保证涂层的质量和性能。
油缸激光熔覆技术的主要优点包括:
1. 高质量涂层:激光熔覆技术可以实现高质量、致密的涂层,具有良好的附着力和抗腐蚀性能。
2. 节约材料:使用金属粉末熔覆可以大大降低材料浪费,减少成本。
3. 减少热影响区域:激光熔覆技术可以减少热影响区域,降低基底材料的变形和应力。
4. 灵活性:根据需要可以选择不同的金属材料,实现不同性能涂层的覆盖。
油缸激光熔覆技术广泛应用于汽车、航空航天、石油和化工等领域,用于修复或
改善机械零件的表面性能,延长其使用寿命。
气缸的检测考核标准
气缸的检测考核标准
气缸是汽车发动机中的重要零部件之一,对其进行准确的检测可以保证发动机的正常工作。
下面是气缸的检测考核标准:
1. 外观检测:首先要对气缸进行外观检测,检查是否有裂纹、磨损或者其他损坏情况。
同时,还要检查气缸的尺寸是否符合标准要求。
2. 精度检测:对气缸进行精度检测,主要包括直径、圆度、平面度等方面的测量。
这些参数的精度对发动机的工作性能有重要影响,因此需要保证其符合标准要求。
3. 硬度检测:气缸的硬度会影响发动机的寿命和耐久性。
通过硬度测试仪对气缸进行硬度检测,确保其硬度符合标准要求。
4. 气密性测试:对气缸进行气密性测试,检查是否有泄气情况。
泄气会导致发动机的动力下降以及燃油消耗增加,因此需要保证气缸的气密性。
5. 表面处理:对气缸表面进行处理,以确保其光滑度和平整度。
表面处理可以提高气缸与活塞的密封性,减少摩擦和磨损。
6. 涂层检测:对气缸进行涂层检测,确保其涂层的均匀性和质量。
涂层的质量直接影响发动机的燃烧效率和排放性能。
7. 强度测试:对气缸进行强度测试,检查其抗压能力。
气缸在发动机工作过程中承受着很大的压力,因此需要保证其强度符
合标准要求。
8. 摩擦测试:对气缸进行摩擦测试,检查其与活塞的摩擦情况。
过高的摩擦会导致发动机功率下降和磨损加剧,因此需要保证摩擦系数在正常范围内。
以上是气缸的检测考核标准,通过对气缸的准确检测可以保证发动机的正常工作,提高其性能和寿命。
同时,还可以减少故障和维修成本,提高汽车的使用寿命和可靠性。
汽车发动机缸体加工工艺分析
汽车发动机缸体加工工艺分析摘要:随着经济的发展和人民生活水平的提高,我国汽车销量大幅增长。
在汽车工业中,汽车零部件的生产效率和加工质量非常重要。
通常情况下,汽车零部件的生产效率和加工质量对汽车工业的发展起着重要的作用。
在汽车零部件中,发动机缸体是最重要的汽车零部件之一。
汽车发动机气缸的加工质量和生产效率在一定程度上决定了汽车的生产效率和性能。
可见,汽车工业要想取得更大的发展,必须大幅度提高汽车发动机缸体的加工质量和生产效率。
本文介绍了汽车发动机气缸体的加工工艺。
关键词:汽车发动机;缸体加工;工艺0 引言发动机是汽车的关键部件,气缸体是发动机的重要组成部分,加工工艺的精度对发动机质量有着决定性的影响。
随着市场竞争的不断加剧,市场对产品种类的需求越来越多样化,极大地刺激了汽车行业的发展。
汽车发动机作为高新技术产品之一,不断优化,产品功能和性能得到提升,原有的缸体生产模式已不能适应现代企业发展的需要,产品品种多样。
只有可调节、生产成本低的柔性生产工艺模式才能满足市场需求,发展空间更大。
1缸体加工的具体工艺流程(1)气缸的表面处理。
圆柱面加工主要分为平面加工和间隙加工。
面加工主要包括面铣削,如顶面、底面和前后端加工。
间隙加工往往需要镗、珩磨、钻孔、铰孔和攻丝,包括水套孔、安装孔、连接孔、活塞缸孔、油孔等。
(2)气缸加工流程。
气缸加工工序主要分为加工主型材、加工主孔和立柱、清洗检查和加工辅助结构四个步骤,不同的工序负责不同的领域和位置基准。
例:有的程序采用两销完全定位方式,有的程序采用近似参考3-2-1完全定位方式。
另外,不同方法的定位面在底面和端面之间也不同。
在气缸的加工中,气缸底面和端面的加工是一个非常重要的工序。
(3)气缸体加工分为阶段。
筒体加工可分为粗加工和精加工两个模块,每个模块又可分为两部分,整个生产线可分为粗加工设备、半精加工设备和精加工设备三部分。
在每个阶段,都需要根据需要的产品来寻找和合理化生产。
激光电镀简介及应用实例
激光电镀简介及应用实例激光电镀是一种利用激光作为能量源的表面处理技术,其原理是在金属基底上电镀一层薄膜,以改变表面性能。
激光电镀具有高能量密度、快速、高效、精准等特点,可以用于改善金属表面的硬度、耐蚀性、抗磨损性以及外观质量。
下面将介绍激光电镀的应用实例。
1. 汽车行业:激光电镀可用于汽车发动机缸体的加工。
发动机是汽车最重要的组成部分之一,其工作环境恶劣,要求发动机缸体具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
激光电镀可以在发动机缸体内部表面形成镀层,提高其硬度和耐磨性,延长发动机寿命。
2. 航空航天行业:航空发动机叶片是航空航天行业中的关键部件,其工作环境要求具有高温、高压、高速等特点。
激光电镀可以在航空发动机叶片表面形成防腐蚀、抗磨损的镀层,提高叶片的使用寿命和性能稳定性。
3. 电子行业:激光电镀可以用于电子产品的金属外壳表面处理,提高外壳的抗腐蚀性和触感质量。
另外,激光电镀还可以在印刷电路板上形成导电层,提高电路板的导电性能。
4. 五金行业:激光电镀可以用于加工五金工具,如锉刀、钳子等。
通过激光电镀,在工具表面形成耐磨、耐腐蚀的镀层,提高工具使用寿命和工作效率。
5. 医疗行业:激光电镀可以用于医疗器械表面的处理。
医疗器械要求具有良好的耐腐蚀性和生物相容性,激光电镀可以在医疗器械表面形成具有生物相容性的镀层,提高其性能和安全性。
6. 精密仪器行业:激光电镀可以用于精密仪器的表面处理,如显微镜、光学镜头等。
通过激光电镀,在仪器表面形成高质量的镀层,提高仪器的使用寿命和性能稳定性。
总之,激光电镀作为一种高效、精确的表面处理技术,在各个行业都有着广泛的应用。
通过激光电镀,可以改善金属表面的性能,提高产品的使用寿命和性能稳定性,为各个行业的发展提供支持。
发动机缸盖工艺流程
发动机缸盖工艺流程
《发动机缸盖工艺流程》
发动机缸盖是汽车发动机的重要部件,它承载着气缸和气门,负责密封气缸以及散热等工作。
因此,发动机缸盖的制造工艺流程至关重要。
首先,制造发动机缸盖的工艺流程通常从原材料的选材和准备开始。
常见的材料有铸铁、铸铝和锻造铝等。
这些原材料需要经过严格的材料测试和去除杂质等工艺处理,以保证缸盖的质量和性能。
接下来是缸盖的造型和加工工艺。
缸盖的外形需要根据设计图纸进行造型,这通常通过铸造、模具加工和冷冲工艺来完成。
而缸盖的内部需要加工气门座、气门导道等细小的结构,这涉及到精密的铣削、车削和钻孔等工艺流程。
在加工完毕后,缸盖需要经过一系列的表面处理,以保证其表面光滑度和耐腐蚀性。
常见的表面处理工艺包括喷砂、阳极氧化、喷涂等。
最后,通过涡轮喷淋焊接、铸造结构件拼接等工艺将各部件组装起来,形成成品。
这一过程需要经过多道工序的检测和调整,以保证缸盖的各项性能指标符合要求。
总的来说,发动机缸盖工艺流程需要经过原材料准备、造型加工、表面处理和组装等多个环节,才能最终完成一台合格的发
动机缸盖。
这些工艺流程的每一步都需要进行监控和检测,以保证最终产品的质量和性能。
油缸激光熔覆技术
油缸激光熔覆技术1. 引言油缸激光熔覆技术是一种先进的表面修复和涂覆技术,通过利用激光束对油缸进行高能量加热,使其表面熔化,然后迅速冷却,形成一个坚固的涂层,以提高油缸的耐磨性和耐腐蚀性。
本文将全面介绍油缸激光熔覆技术的原理、应用、优势和发展趋势。
2. 原理油缸激光熔覆技术是利用高能量密度的激光束来对油缸进行热处理,将其表面部分熔化并迅速冷却。
常用的熔覆材料包括金属合金粉末和陶瓷粉末。
激光熔覆设备主要由激光器、光学系统、工作台、粉末供给系统和控制系统等组成。
激光器产生高能量密度的激光束,通过光学系统将激光束聚焦在油缸表面,形成一个小尺寸、高能量密度的热源。
粉末供给系统将熔覆材料粉末喷射到激光熔化区域,然后迅速冷却,形成一个致密、粘附良好的涂层。
3. 应用油缸激光熔覆技术在许多工业领域都有广泛的应用。
3.1 润滑油缸修复在工业设备中,油缸承受着高温、高压和摩擦等极端工作条件,容易出现磨损、腐蚀和疲劳断裂等问题。
油缸激光熔覆技术可以修复和加固油缸表面,提高其耐磨性和抗腐蚀性,延长其使用寿命。
3.2 柱塞凸轮轴涂覆柱塞凸轮轴是内燃机重要的运动部件,其涂覆层质量直接影响整个发动机的工作效率和可靠性。
油缸激光熔覆技术可以在柱塞凸轮轴表面形成均匀的涂覆层,提高摩擦性能和耐磨性,减少燃烧塞垢,降低燃烧和振动噪声。
3.3 液压系统零件涂覆液压系统中的液压缸、阀件和泵体等零件通常易受腐蚀和磨损。
油缸激光熔覆技术可以在这些零件表面形成耐腐蚀和耐磨的涂层,提高其工作性能和使用寿命,减少漏油和故障发生的概率。
4. 优势油缸激光熔覆技术相比于传统的表面修复和涂覆技术具有许多优势。
4.1 高能量密度激光熔覆技术利用高能量密度的激光束进行热处理,可以在极短的时间内将油缸表面加热到熔化温度,然后迅速冷却。
这样可以有效地控制熔覆区域的尺寸和深度,提高涂层的质量和粘附力。
4.2 高精度激光束具有很强的方向性和集中性,可以精确地聚焦在油缸表面的小区域进行加热,避免对周围区域造成热影响和变形。
发动机压铸缸体表面处理工艺流程
The engine cylinder head is like the brain of a car's engine - it's super important! But you know what makes it even more awesome? The surface treatment it gets to make it stronger, smoother, and resistant to rust. It's like giving the cylinder head a makeover! First, it gets a shot blasting to clean off all the gunk, then it gets a nice preheating to get it ready for the next step. After that, it's time for the coating - like putting on a shiny new coat of paint! And finally, it gets a post-treatment to make sure everything is just right. All these steps are like a spa day for the cylinder head, making it look and perform its best on the road.发动机气瓶头像汽车发动机的大脑——这是非常重要的!但你知道是什么让它更棒吗?它的表面处理会使其更坚固,更平滑,并抗锈。
这就像给气瓶头一个改头换面!它得到一枪爆破清除所有的枪,然后它得到一个很好的预热准备下一步。
之后,是时候涂装了就像穿上一副闪亮的新颜料!它得到了一个后处理确保一切都是正确的。
激光表面处理的原理
激光表面处理的原理
激光表面处理是一种利用激光能量对工件表面进行物理或化学改变的技术。
其原理主要包括光照作用、能量传递和化学反应三个方面。
首先,光照作用是指激光光束照射到材料表面时,光子与材料表面原子或分子之间发生相互作用。
激光光子具有较大的能量和较短的波长,能够激发材料表面的电子跃迁,使得原子和分子处于激发态。
这些激发态的原子和分子会产生吸收、散射、透射等现象,从而引起材料表面的物理变化。
其次,能量传递是指激光能量在材料表面的传递过程。
激光光束在照射材料表面时,会被部分吸收。
吸收的能量会被材料内部的原子或分子吸收,使其产生热传导现象,使材料表面温度升高。
随着激光能量的传递,材料表面的温度会发生变化,从而引起材料的热效应。
最后,化学反应是指激光能量在材料表面引起的化学变化。
激光能量的高浓度聚集会导致材料表面的局部温度升高,达到化学反应的临界温度,从而促使材料表面的化学反应发生。
这些化学反应包括热化学反应、光化学反应、气氛反应等,能够改变材料表面的化学成分、组织结构和物理性能。
综上所述,激光表面处理技术通过光照作用、能量传递和化学反应等方式,实现对材料表面的物理或化学改变,从而达到改善材料表面性能、增强材料耐磨性、增加材料附着力等目的。
气缸涂层缺点分析报告范文
气缸涂层缺点分析报告范文引言气缸涂层是一种用于汽车发动机中的涂层技术,它可以提高汽车发动机的性能和效率。
然而,尽管气缸涂层有很多优点,但它也存在一些缺点。
本报告将对气缸涂层的缺点进行分析,并提供相应的解决方案。
主体1. 粘附力不足气缸涂层在高温和高压的环境中很容易剥离,这主要是由于粘附力不足导致的。
当气缸涂层剥离时,会增加发动机磨损,降低其寿命。
解决方案:- 提高涂层的粘附力,可以采用适当的表面处理方法,如喷砂或电子束辐照,来增加涂层与气缸的粘附力。
- 使用更耐高温和高压的涂层材料,如陶瓷涂层,可以提高涂层的稳定性和耐久性。
2. 散热性能不佳由于气缸涂层的散热性能较差,导致发动机在高负荷工况下易于过热。
过热会导致发动机性能下降、功率输出不稳定,甚至出现故障。
解决方案:- 选择具有较高散热性能的涂层材料,如金属陶瓷涂层,可以有效提高气缸涂层的散热性能。
- 增加气缸涂层的厚度,可以增加涂层与气缸之间的接触面积,提高散热效果。
3. 摩擦损失增加气缸涂层的摩擦系数较高,导致发动机摩擦损失增加。
摩擦损失不仅会降低发动机的效率,还会使发动机产生额外的热量,增加发动机的温度。
解决方案:- 选择摩擦系数较低的涂层材料,如钻石涂层,可以有效降低气缸涂层的摩擦损失。
- 使用润滑油等降低摩擦的辅助措施,可以减少气缸涂层的摩擦损失和热量产生。
4. 高成本气缸涂层对于汽车制造商来说是一项昂贵的技术。
涂层材料价格高昂,涂层过程复杂,需要专业设备和技术支持。
解决方案:- 积极开展气缸涂层技术的研发工作,降低涂层材料的成本,并改进涂层过程,提高效率。
- 加强与涂层材料供应商的合作,争取获得更实惠的价格和技术支持。
结论在气缸涂层技术的发展过程中,我们必须认识到它存在的一些缺点。
但这并不意味着气缸涂层技术没有前途,相反,只有通过不断的研究和改进,才能解决这些问题,充分发挥气缸涂层技术的优势,提高汽车发动机的性能和效率。
同时,汽车制造商应积极寻求解决方案,降低气缸涂层技术的成本,推动其广泛应用。
大幅减小摩擦 奔驰NANOSLIDE缸壁镀膜技术解析
大幅减小摩擦奔驰NANOSLIDE 缸壁镀膜技术解析五年前,奔驰开始在旗下高性能的AMG 发动机上独家应用双丝电弧喷涂技术;而现在奔驰已经开始将这一技术大规模应用在实用型量产车型上,最先享受到这一技术恩惠的是奔驰的柴油发动机。
并且这一技术有了一个更时髦的名字NANOSLIDE 纳米级缸壁镀膜技术。
这一技术通过高压电弧将铁或者碳这类的涂层材质瞬间融化,然后在高压气流的推动下,均匀喷向轻量化的铝合金气缸内壁。
这样以来就在气缸内壁表面形成了一层镜面般平整光亮的纳米晶体涂层,涂层表面光滑且密布细微的小孔,这样的结构对于活塞与缸壁之间的摩擦的减小再完美不过。
同样的,超薄的涂层代替了厚重的钢制缸套,大幅度降低了发动机的整体质量,减小摩擦更是意味着更低的燃油消耗以及更低的尾气排放。
AMG 的6.3L V8 发动机从2006 年开始就受惠于这一技术。
众所周知奔驰的BlueEFFICIENCY 蓝色效能技术是一系列不同节能技术的综合称为,它已经包括了能够显著降低油耗与排放的技术,例如空气动力学优化、材料减重、地滚阻轮胎等等。
现如今蓝色效能家族迎来了新的伙伴,NANOSLIDE 技术。
相对于目前广为使用的5mm 灰口铁缸套来讲,NANOSLIDE 技术的现实意义在于将发动机气缸衬套的生产标准提升到了艺术境界般的新标准。
被融化喷涂到缸壁表面的铁或碳涂层,以超细纳米晶涂层沉积,这就是所谓的NANOSLIDE 涂层,然后再经过一个特殊的珩磨工艺,涂层最终的厚度只有0.1 毫米至0.15 毫米,并具备镜面般光洁平整的表面完成度。
珩磨过程中产生的细碎毛孔能有效留住润滑油,从而确保活塞得到最佳润滑。
这样的结果不仅是NANOSLIDE 涂层的气缸机械摩擦损失比使用传统灰铸铁缸套降低50%,同时也具备非常高的耐磨性。
鉴于这些技术应用的经验,梅赛德斯-奔驰世界首创的具备NANOSLIDE 缸壁镀膜技术的柴油发动机因此减重4.3 公斤,并且额外降低了3%的油耗。
车用发动机气缸壁涂层微观结构与摩擦学性能研究
车用发动机气缸壁涂层微观结构与摩擦学性能研究随着汽车社会的快速发展,车用发动机的技术逐渐发展成熟。
然而,在发动机的设计与制造中,气缸壁涂层成为焦点之一。
气缸壁涂层不仅能够保护气缸壁不被磨损,还能够提高发动机的热效率,使得自动化程度更高。
因此,气缸壁涂层微观结构与摩擦学性能的研究显得尤为重要。
一、涂层微观结构分析气缸壁涂层材料包括硬质合金、陶瓷涂层、薄膜涂层等等,不同涂层材料的微观结构也不尽相同。
以薄膜涂层为例,其微观结构通常包括三个部分:基材、中间层、膜层。
1. 基材基材是指涂层与气缸本体相接触的表面。
为了提高涂层的附着力和密实度,常采用磷化处理或喷砂技术处理基材表面。
2. 中间层中间层是薄膜涂层中重要的部分。
它主要用于解决基材与膜层之间的残留应力,并提高涂层的附着力和微硬度。
中间层通常由钛、铝、硅等材料组成。
3. 膜层膜层是整个涂层中最表层的部分。
膜层的材料决定了摩擦学性能。
目前,涂层中常用的材料是碳化物,氮化物以及氧化物等。
二、涂层摩擦学性能分析交通运输领域对于发动机轴承的耐磨性能要求很高,因此涂层的摩擦学性能是其重要的性能之一。
1. 摩擦学性能参数涂层表面的摩擦学性能可用摩擦系数和磨损率等参数来评价。
摩擦系数是指在涂层与另一物体接触表面接触时涂层材料与另一物体表面间发生的摩擦力与另一物体压力之比。
摩擦系数不仅与涂层材料的特性有关,还与材料表面性质和测试条件等有关。
2. 对摩擦性能的影响因素涂层的摩擦学性能受到众多因素影响,例如:材料的物理化学性质、结晶度、温度、气氛、压力等。
其中,材料的物理化学性质是最为关键的因素。
三、气缸壁涂层摩擦学性能测试方法气缸壁涂层的摩擦学性能测试通常采用直接测量、旋转轴承、擦伤试验等方法。
1. 直接测量法直接测量法主要是通过对摩擦系数和磨损率的直接测量来评价涂层的摩擦学性能。
这种方法可以准确地评价涂层材料的摩擦学性能,但是测试过程中会对涂层与摩擦体的实际工况造成影响。
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激光具有高能密度性有功率可控性, 已广泛应 用于工业材料的加工过程, 如表面硬化、切割、钻孔、 焊接等[ 1] 。随着大功率激 光器的出现 及激光束 调 制、瞄准等技术的发展, 激光技术进入了金属材料的 表面热处理领域, 并得到了迅速发展。与其它表面 处理技术相比, 激光表面处理技术具有加热速度快、 工艺周期短、生产效率高, 输入功率小、节约能源, 工 件变形小, 可对工件的局部或特殊部位进行处理, 一 般不需外部淬火介质, 工作环境洁净、无污染, 工艺 过程易实现计算机控制等优点, 处理后的工件具有 优良力学性能, 如高的 表面硬度、耐磨性和疲 劳强 度[ 2] 。
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mensions in laser surface hardening process with variatinos of coating
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1997: 43~ 45
责任编辑 袁扬
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新技术新工艺 1999 年 第 4 期
目前, 国内汽车修理行业面临着这样一个问题: 汽车发动机经大修后, 未经其它处理, 仅能跑几万公 里[ 3] , 延长汽车里程的关键在于提高汽缸的耐磨性 和强度。汽车发动机汽缸的材料为铸铁, 铸铁是一 种价格低廉的材料, 熔点低, 流动性好[ 4] , 但由于铸 铁组织中存在石墨相, 很难用常规热处理大幅度改 善其性能, 借助激光热处理可使这种廉价材料获得 所需性能, 从而提高其使用价值, 所以两者结合极具 经济效益和社会效益。
结果与讨论
1. 压制结果 在无粘结剂的情 况下, 即使 用 500t 油 压机, 人 造石墨粉也无法冷压成型, 而天然石墨的压型效果 却远优于人造石墨。样品成型性和脱模性很好, 平 行于压制方向的表面光滑如镜, 垂直于压制方向的 表 面 平 整 。样 品 压 制 结 果及 在 真 空 炉 中加 热 到
无粘结剂冷压成型的天然石墨模具
清华大学( 100084) 周卫 徐光 侯悦
摘要 采用天然石墨粉无粘结剂冷压成型方法制作的模具有一定的机械强度, 可应用于粉末 冶金工艺。用过的模具经去除杂质、粉碎、过筛及复压成型仍可继续使用, 减少了废弃物, 有利 于环保。该工艺简单, 所需设备少。
关键词 天然石墨 人造石墨 冷压成型 粘结剂 粉末冶金 模具
Laser Surface Treatment of Motor Engine Cylinder
Beijing Polytechnic University Zhang Lianbao Shi Shu Guan Yinfeng
Abstract: Based on motor cylinder of automobile, the mechanism of laser strengthening of grey cast iron surface is inves-
tigated. Selecting different process parameters of CO2 continuous laser, the variance of depth of hardened surface layer and
the change law of microscopic structure and micro- hardness of grey cast iron surface are studied. The experimental results
试验
1. 试验设备 采用 GJ- 1. 5kWCO2 工业激光器, 并配置 TY-
02 型数控激光多用机。 2. 试验材料 汽车发动机汽缸用亚共晶成分灰铸铁, 牌号为
HT200, 其化学成分如表 1 所示。
表 1 HT200 成分及含量
元素 Wt %
C
3. 28 - 3. 31
Si
2. 25 - 2. 29
汽车发动机汽缸的激光表面处理
北京工业大学 ( 100022) 张连宝 史淑 关隐峰
摘要 以汽车发动机汽缸为对象, 探讨了灰铸铁表面激光强化的机制, 研究了不同工艺参数 条件下铸铁表面经 CO2 连续激光辐照后硬化层深度变化及金相组织和显微硬度的变化规律。 结果表明, 铸铁表面经激光处理后, 表层组织明显细化且硬度值显著上升。 关键词 灰铸铁 表面强化 激光处理
残余 A + Fe3C) ; 靠近熔化区的白亮层为过渡区( 相
变区) , 由于奥氏体化过程较快, 大部分溶入石墨奥
氏体成分不均匀。在石墨处的组织, 奥氏体化后碳
含量高, Ms 点低, 快冷后形成粗针状马氏体, 并存在
大量残余奥氏体, 而远离石墨处, 快冷后则形成细小 的隐针状马氏体[ 6] ; 紧靠过渡区的为基体部分( 见图
3、4) 。
熔化区( 白口区) 的硬度值低于过渡层( 相变区) 的硬 度值。这是因为在高能密度激光束照射工件时, 由
于表面采用发碳黑涂层, 涂层中的碳在激光加热的
高温下迅速扩散, 使表层的碳 含量升高, 奥氏体稳 定, 马 氏体开始 转
变, 温
度降低, 造成在冷却
过程中, 残余奥氏体
量的增 加。表 层 中
石墨材料由于其在高温下所具有的优良机械性 能和热性能, 被广泛应用于化工、冶金、航空、航天和 反应堆等领域。石墨分人造石墨和天然石墨两类。 人造石墨是以无烟煤、焦炭、沥青等为原料, 经粉碎、 筛分、成型、煅烧等工艺过程制成的产品。天然石墨 是一种非金属矿, 经破碎、磨矿、浮选和化学提纯等 工艺过程可得到高纯石墨。我国有丰富的天然石墨 资源, 以鳞片状石墨为主, 但在工业上目前用得最多 的是人造石墨。
结体基体, 石墨以条片状分布于基体
上。另外, 在珠光体
基体上还发 现有 孤
立的白 亮组 织。 采
用 100g 载荷测量显 微硬度值, 发现白亮
组织的显微 硬度 达
HV650, 远大于基 体 珠光体的显 微硬 度 值 ( HV200 左 右 ) 。 由此可推断, 这是磷
2. 发生相变硬化现象的材料硬化区组织为超 细化马氏体+ 残余奥氏体+ 片状石墨。发生表面熔 化现象的材料硬化层可分为熔化区( 白口区) 和过渡 区( 相变区) , 熔化区组织为明显的树枝状晶( M+ 残 余 A) 和弥散分布在树枝间的变态莱氏体( M + 残余 A + Fe3C) ; 过渡区组织结构为( M+ 残余 A + 片状石 墨) 。
硬化现象, 淬硬区组织
为超细马 氏体+ 残余
奥氏体+ 片状石墨, 如
图 3 所示。增加激光
功率后, 发生了表面熔 化现象, 其显微结构可 分为 3 个区: 靠近表面
图 2 硬化层深度和宽度 随扫描速 度的变化 ( 功率为 900W)
的为熔化区( 白口区) , 其组织为明显的树枝状晶( M
+ 残余 A) 和弥散分布在树枝间的变态莱氏体( M+
图 1 硬化层深度和宽度 随功率的变化
( 扫描速度为 7. 5mm s)
共晶- 碳化物复合物。磷共晶的性能硬而脆, 它的存 在可以提高铸铁件的耐磨性。因此, 材料原始组织
为珠光体基体+ 片状石墨+ 少量磷共晶。 未处理前材料显微硬度值为 HV187. 6( 载荷为
100g) 。
2. 工艺参数对硬化层的影响
( 2) 姚 善 长. 激 光 表 面 相 变 硬 化. 金 属 热 处 理. No. 2,
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艺研究. 第二届 全国激光加 工学术 交流会 论文 集. 中 国光 学
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( 4) 谢淑明、范漪. 球 铁的 激光表 面熔 化处理. 金 属热 处
Mn
1. 05 - 1. 10
S
0. 33 - 0. 35
P
0. 22 - 0. 25
3. 试验条件 对汽缸内 壁, 用 CO2 连续波输出激光束, 以单 道扫描 方式 处理。经验 表明, 在采 用激 光功 率为 900W, 扫描速度为 15mm s 处理时, HT200 表面会发 生微熔, 因此适当降低和提高激光功率密度及扫描 速度, 以便出现发生相变硬化和表面熔化( 微熔及熔 融) 两种情况, 并观察不同情况下基体组织、性能变 化。选用的功率密度分别为 700W、900W、1 100W 及 1 300W, 扫描速 度分别为 7. 5mm s、10mm s、15mm s 及 30mm s。 在进行激光辐照之前, 必须在被加工工件表面 涂黑化剂。黑化剂的作用主要有两个: ( 1) 增加工件 表面对光能的吸收率; ( 2) 防止高能密度激光束的反 射, 保证操作者安全。
实验
1. 实验材料 选用国产天然石墨粉, 粒度: - 150 目; 石 墨化 程度: > 98% ; 纯度: > 99. 0% 。 2. 实验条件
采用手动压机, 室温下, 将样品进行钢模压制, 压力分别为 3MPa、5MPa、10MPa、15MPa 和 20MPa, 保 压 30s。压制的样品是外径为 20. 5mm 的圆片, 其 厚度由装料量和压制压力决定。
( 1) 功率的影响。当光斑直径和扫描速度一定
新技术新工艺 1999 年 第 4 期
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时, 工件表面的最大加热时间也恒定。当激光器的