活塞环制造
活塞环的生产工艺
活塞环的⽣产⼯艺活塞环是发动机的关键部件，其性能直接影响发动机的⼯作效率和使⽤寿命。
因此，⽣产⾼品质的活塞环对于保证发动机的性能⾄关重要。
本⽂将对活塞环的⽣产⼯艺进⾏详细的探讨。
⼀、原料准备活塞环⽣产的⾸要步骤是准备原材料。
通常，活塞环采⽤⾼碳钢、合⾦钢等材料制成，这些材料具有⾼强度、耐磨损和耐腐蚀的特性。
在原料准备阶段，需对原材料进⾏质量检查，确保其化学成分、⾦相组织和机械性能符合标准要求。
⼆、⽑坯制造活塞环的⽑坯制造可以采⽤不同的⽅法，如锻造、铸造和粉末冶⾦等。
根据材料和⼯艺要求，选择合适的⽑坯制造⽅法。
例如，对于⾼碳钢材料，通常采⽤锻造⼯艺制备⽑坯。
在⽑坯制造过程中，需严格控制⼯艺参数，确保⽑坯的尺⼨精度和内部质量。
三、热处理热处理是活塞环⽣产中的重要环节，其⽬的是调整材料的内部结构，提⾼其⼒学性能。
根据不同的材料和⼯艺要求，制定合理的热处理⼯艺，包括加热温度、保温时间和冷却⽅式等。
通过热处理，可以改善材料的硬度和耐磨性，提⾼活塞环的使⽤寿命。
四、切削加⼯切削加⼯是活塞环⽣产中的主要加⼯环节，通过⻋床、铣床、磨床等切削设备对⽑坯进⾏加⼯，得到所需的形状和尺⼨。
在切削加⼯过程中，应注重提⾼加⼯精度和降低表⾯粗糙度，这有助于减⼩摩擦阻⼒，降低活塞环与⽓缸壁之间的磨损。
同时，切削加⼯过程中产⽣的切屑应及时清理，以免影响产品质量。
五、表⾯处理活塞环的表⾯质量对其耐磨性和密封性能具有重要影响。
因此，在⽣产过程中需要进⾏表⾯处理。
常⻅的表⾯处理⽅法包括喷丸、抛光和镀层等。
喷丸处理通过喷涂⾼速钢丸打击表⾯，使表⾯形成⼀定程度的硬化层，从⽽提⾼其抗磨损能⼒。
抛光则是采⽤抛光布和抛光液对表⾯进⾏抛光处理，以获得光滑的表⾯质量。
对于⼀些特殊⽤途的活塞环，可能需要在表⾯进⾏镀层处理，例如镀铬、镀锌等，以提⾼其耐腐蚀性和耐磨性。
六、质量检测与包装在活塞环⽣产过程中，应定期进⾏质量检测，以确保产品质量符合要求。
检测项⽬包括尺⼨检查、外观检查、性能测试等。
2024年活塞环市场分析现状
2024年活塞环市场分析现状概述活塞环作为汽车发动机中的重要零部件，具有保持活塞与气缸壁之间密封性能、导热性能和限制燃油和气体泄漏等功能。
活塞环市场在汽车行业中占据重要地位，本文将对活塞环市场进行分析。
市场规模根据研究机构的统计数据，目前全球活塞环市场总规模超过xx亿美元。
随着汽车产业的快速发展，这一数字还在不断增长。
亚太地区是当前最大的活塞环市场，占据了全球市场的比例超过40%。
欧洲和北美地区紧随其后，市场份额在30%左右。
市场特点1.汽车产业的发展驱动活塞环市场增长。
随着人们对高性能和低燃油消耗汽车的需求增加，活塞环作为发动机核心部件，需求也与之增长。
2.技术创新推动市场竞争。
活塞环制造商通过提升材料和工艺技术来改善其性能，例如采用高温涂层技术、采用新型材料等。
这些创新不仅有助于提高活塞环的密封性能和耐磨性能，还有助于减少摩擦和延长使用寿命，进一步推动了市场的竞争。
3.环保要求提升活塞环市场需求。
随着环保意识的增强和排放标准的提高，汽车制造商对发动机性能的要求也越来越高。
活塞环作为汽车发动机的重要零部件，其高性能要求也在不断提升。
市场竞争目前，全球活塞环市场竞争激烈，主要参与者包括Mahle GmbH、Federal-Mogul、Riken Corporation等知名企业。
这些企业在产品性能、创新能力、品牌影响力以及全球销售网络等方面具有一定的竞争优势。
此外，一些中小型企业也在本地市场上提供活塞环产品，竞争压力也不可小觑。
市场趋势1.新兴市场的潜力。
亚太地区和其他新兴市场的汽车产业持续增长，为活塞环市场的进一步拓展提供了机会。
这些市场通常对价格敏感，并对高性能和低燃油消耗的汽车需求增加，从而推动了活塞环市场的增长。
2.环保和能源效率的要求。
随着全球对环境保护的重视和燃油消耗的限制，汽车制造商对发动机的环保性能和能源效率要求日益增加。
这将促使活塞环制造商进一步提升产品性能，以满足市场需求。
3.新材料和制造技术的应用。
活塞的基本构造
活塞的基本构造活塞的基本构造活塞是内燃机中的一个重要部件，它的作用是将燃气压力转化为机械能，推动曲轴旋转。
下面将从活塞的基本构造、材质、制造工艺和使用注意事项等方面进行详细介绍。
一、基本构造1. 活塞头：也叫顶盖，是活塞上部的凸起部分，通常为圆形或半球形。
它与气缸盖之间形成缸内燃烧室。
2. 活塞体：是活塞的主体部分，通常为圆柱形。
它与气缸壁之间形成密闭空间。
3. 活塞环：是安装在活塞体上的环形零件，通常由铸铁或钢制成。
它们分别安装在活塞头和活塞底部上，并与气缸壁紧密接触以确保密封性。
4. 活塞销：是连接活塞和连杆的零件，通常由高强度钢制成。
它通过连接孔固定在活塞体上，并通过滑动轴承与连杆连接。
二、材质1. 活塞头和底部通常由铝合金制成，因为铝合金具有良好的热传导性能和轻质化特点。
2. 活塞体通常由铸造铁或铸造钢制成，因为这些材料具有高强度和良好的耐磨性能。
3. 活塞环通常由铸造铁或钢制成，因为这些材料具有良好的耐磨性能和弹性模量。
4. 活塞销通常由高强度钢制成，因为它需要承受大的拉力和压力。
三、制造工艺1. 活塞头和底部采用压铸工艺制造，先将液态铝合金注入模具中，然后通过高压将其压实成型。
2. 活塞体采用精密铸造工艺制造，先将液态金属注入模具中，然后通过真空吸附除去气泡并冷却成型。
3. 活塞环采用锻造或滚动加工工艺制造，先将圆形毛坯加热至一定温度，然后通过冲压或滚动加工使其形成环形零件。
4. 活塞销采用锻造工艺制造，先将钢坯加热至一定温度，然后通过锤击或压制使其形成棒状零件，最后通过数控加工中心进行精密加工。
四、使用注意事项1. 活塞在使用过程中应定期检查，发现磨损严重或裂纹等问题应及时更换。
2. 活塞与气缸壁之间的间隙应适当，过大会影响密封性能，过小会导致卡死。
3. 活塞环应安装正确位置和方向，且不得有缺口或变形。
4. 活塞销应保持光滑和干净，并定期更换润滑油。
总结：活塞是内燃机中的一个重要部件，其基本构造包括活塞头、活塞体、活塞环和活塞销。
05第四章活塞环的制造工艺
25
例如轴类零件一般用两个顶针孔作精基准； 圆盘类零件常用一个端面和一个短孔作精基 准；箱型零件一般用一个较大的平面或两个距离较远的孔作精基准。 采用基准统一原则有一系列的优点，它不但可以简化工艺过程的制定及统一夹具设计， 而且还可以避免因基准转换所带来的误差， 由于基准统一， 就可能在一次安装中加工更多的 表面。 c 选择精基准时，必须考虑定位准确、稳定，夹紧可靠，并使夹具的结构简单。 d 选择精基准时，有时还要遵循互为基准的原则。例如磨削精密齿轮时，为了保证齿面 硬度均匀，一般在齿面淬硬后，以齿面定位磨内孔，再以孔为基准磨齿面，以保证齿面余量 的均匀。 e 选择精基准时，有时还要遵循自为基准的原则。为了使加工余量少而均匀，有的精加 工工序就选择加工表面本身作为精基准， 而该加工表面与其他表面之间的位置精度则由前道 工序保证。 在实际选择基准的过程中，有时也会有这样的情况，即为了使夹具的结构简单，就放弃 了基准重合的要求。在选择定位基准时，必须根据具体情况定出最合理的定位基准。 4.4.2 活塞环的工艺规程 为了进行科学管理，将工艺过程的各项内容写成文件，用来指导生产和组织生产，工厂 的各种工艺规程是将有关内容编写成各种文件图纸和表格等形式来表达的， 这些文件统称为 工艺文件。 零件生产所用的工艺文件的种类很多，也没有统一的规定格式，由各工厂自行规定。主 要的工艺文件有工艺过程卡片、工序卡片、调整卡片、检验卡片等。 1 工艺过程卡片： 也称综合卡片或工艺流程卡片。 在卡片上规定了制造该零件所经过的 各个车间，经过的全部工艺过程。按照零件工艺过程的加工顺序列出所有的工序，表示零件 的生产路线。以及对每个工序所使用设备，工艺参数等作出简要说明，表示零件加工完整的 工艺过程。 在单件、小批生产中一般只用工艺过程卡。 2 工序卡片：这种卡片也称操作卡片，用来具体指导工人进行生产，这是为零件生产过 程中的每一道工序编写的， 是工艺过程卡上每一道工序的详细规定。 在工艺过程上绘有工序 简图，注明定位基准和加工表面的工序尺寸，光洁度、技术要求等，并分出工步的次序和内 容、切削规范和工时定额以及使用的设备工、夹、量、辅具的具体情况等。 对于大批量生产的零件和小批量生产的关键零件， 除了工艺卡片， 还要详细编制工艺装 备明细表。 3 调整卡片：对于在自动和半自动机床上完成的工序，往往不用工序卡片，而要编制调 整卡片，供机床操作人和调整人使用。 4 检验卡片：它是检查人员使用的主要文件，其中对检验对象、检验项目、检查方法及 使用检具均有具体规定。 零件加工完毕按检验卡检收。 对于成批大量产品， 一般需要检验卡。 活塞环加工工艺卡是活塞环加工中的必不可少的技术文件，是长期生产实践经验的总 结，是保证产品质量的法规。 4.5 活塞环一般工艺流程 活塞环的典型加工工艺如下：
活塞环的材料
活塞环的材料活塞环是内燃机中的重要零部件，其材料选择对于发动机的性能和寿命有着至关重要的影响。
活塞环通常由金属材料制成，常见的材料包括铸铁、钢铁、铝合金等。
不同的材料具有不同的特性，下面将对活塞环常用的材料进行介绍。
首先，铸铁是活塞环最常用的材料之一。
铸铁具有良好的耐磨性和耐高温性能，适用于高压缩比的发动机。
同时，铸铁的成本较低，制造工艺成熟，易于加工和制造，因此在大多数发动机中都可以见到铸铁活塞环的身影。
其次，钢铁活塞环具有更高的强度和硬度，能够承受更大的压力和摩擦。
钢铁活塞环的耐磨性能更好，寿命更长，适用于高性能发动机和高转速发动机。
然而，钢铁活塞环的制造成本较高，加工难度也较大，因此在一些低功率发动机中并不常见。
另外，铝合金活塞环因其重量轻、导热性好的特点，逐渐在一些高性能发动机中得到应用。
铝合金活塞环的密度较低，能够减轻活塞组件的质量，降低惯性，有利于提高发动机的转速和燃油经济性。
同时，铝合金活塞环的导热性能优异，能够有效地带走活塞和活塞环的热量，有利于发动机的散热和稳定工作温度。
除了上述常见的材料外，还有一些新型材料也开始在活塞环的制造中得到应用，如陶瓷活塞环、涂层活塞环等。
陶瓷活塞环因其优异的耐磨性和高温性能，被广泛应用于一些高端发动机中，能够有效地提高发动机的使用寿命和可靠性。
涂层活塞环则是在常见材料的基础上进行表面处理，通过涂覆特殊的涂层来提高活塞环的耐磨性和摩擦性能，延长其使用寿命。
综上所述，活塞环的材料选择直接影响着发动机的性能和可靠性。
不同材料具有不同的特性和适用范围，制造商需要根据发动机的具体要求和工作环境来选择合适的活塞环材料，以确保发动机的稳定性和可靠性。
希望本文对活塞环材料的选择有所帮助，谢谢阅读！。
活塞环技术交流
P3
一、活塞环基础知识及制造工艺 密封
第一密 封面
●
在压缩和膨胀冲程， 活塞环对由上而下的
燃烧气体起密封作用。
各道环 密封量
第二密 封面
P4
一、活塞环基础知识及制造工艺 ●导热
活塞约70%的热量是通过活 塞环端面、外圆导入缸套。
各道环 导热量
P5
一、活塞环基础知识及制造工艺 ●控油
Ft——切向弹力（N） D——缸径 L——自由开口 k——截面系数、表面处理系数 E——材料的弹性模量（MPa）
P21
一、活塞环基础知识及制造工艺 1 活塞环基础知识及制造工艺
1.1 活塞环的基本功用 1.2 活塞环的几种结构特征 1.3 几个常用公式 1.4 活塞环制造工艺简介
P22
一、活塞环基础知识及制造工艺 1.4 活塞环制造工艺简介 1.4.1 活塞环制造工艺的特点
方向的不同，分为正扭曲、反扭曲。
正扭曲 活塞
燃气不易通过 侧隙下窜
反扭曲
活塞环 缸套
机油不易通过 侧隙上窜
P10
一、活塞环基础知识及制造工艺 反扭曲环使用后的端面磨损形态
上端面 下端面
P11
一、活塞环基础知识及制造工艺 1.2.3 桶不对称桶面 (偏桶）
P12
一、活塞环基础知识及制造工艺 ●不对称桶面工作原理
随着排放要求持续升级，爆发压力、燃烧温度越来越高，同时 发动机还逐渐向轻量化方向发展，这些都对活塞环的材料提出了更 高的要求。 ◎ 抗弯强度和疲劳强度 ◎ 弹力保持性（热稳定性）
◎ 表面处理的适应性
◎ 耐磨性
P38
二、 活塞环技术发展 2.4.1 第一道气环材料的发展 钢 高铬钢（NHC-52）
中国优质汽车活塞环及活塞销供应商名单
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活塞环工艺
23、脱磁：脱磁机加工，控制剩磁在8高斯以下。 24、磷化：磷化生产线，目的是起防锈，防氧化等防护作用。 25、理环：手工按外圆色标一致理环；防止在加工过程中活塞环锥面方向不 一致。 26、激光打标：激光打标机；便于活塞环装配时方向的判别。 27、终检：专业人员对环高、径向厚度、闭口间隙等活塞环的全特性进行检 测，防止不合格品流至用户发动机中。 28、上油：上油专用瓶，防止锈蚀，便于保存。 29、包装：专用包装盒，便于保存和运输。
16、理环：将前面开口色标错开的活塞环，按照开口色标方向一致理齐。 17、去内圆毛刺：去内圆毛刺机加工，目的是消除修口工序产生的内圆开口棱 边的毛刺，以免活塞环装机后毛刺脱落而拉缸等危害的发生。 18、磷化：磷化生产线，目的是为确认珩磨后能很好的辨认外圆珩磨带是否断 带。 19、确认珩磨：采用珩磨机，同时使用3000#磨砂加机油珩磨；消除外圆毛刺， 同时发现内外仿形和成形车外圆工序加工后的缺陷环（外圆漏光），缩短 环塞环在发动机中的初期磨合时间。 20、理环：手工按照珩磨后的珩磨带方向一致理环；防止在加工过程中活塞环 锥面方向不一致。 21、喷色标：专用喷色标架和护罩，手工在活塞环外圆一定的位置喷一定宽度 和指定颜色的色标；目的是为激光打标作准备，防止逆锥（锥形大小端面 方向倒置）发生。 22、中间检查：专业人员检查；拣出外圆珩磨带不连续的活塞环。防止漏光或 不合格品流至成品或用户发动机中。
工艺参数设定标准： 工艺参数设定标准：活塞环加工目前国内大多数厂家都采用标准化
路线和工艺参数以降低成本和提高生产效率，减少前期规划时间，限于 行业保密在此不作详述。
• 按照上述发动机第二道活塞环工艺路线介绍加工设备和工序目的： 按照上述发动机第二道活塞环工艺路线介绍加工设备和工序目的： 发动机第二道活塞环工艺路线介绍加工设备和工序目的
活塞环加工工艺
活塞环技术培训资料第一节活塞环的作用和工作条件活塞环是内燃机中关键零件之一，安装在活塞的环槽上。
工作在发动机的心脏部位。
活塞环的完善与否，直接影响发动机的性能，关系发动机的使用寿命。
一.活塞环的作用活塞环与活塞.汽缸套相互联系在一起, 组成发动机动力源组件。
.活塞环与活塞是保证发动机功率的关键零件。
活塞环有气环与油环两种,其作用有以下四点;1保持密封保持活塞与气缸壁之间的密封，控制漏气到最低限度，以提高发动机燃气作功的效率。
主要由气环承担。
2调节滑油发动机在高速运转时，活塞与活塞环均处于高压，高温的燃气中，进行高速滑动，一方面不断提供滑油加以润滑，一方面对附着于气缸壁上的滑油又要不断适当的刮落，不使滑油进入燃烧室，增大发动机油耗。
这就要求油环所起的控油作用。
3导热燃气产生的高热，通过活塞环传递给气缸壁，经由气缸壁散发出去，以保证气缸组件处于一定的工作温度下，不致过热而损毁。
一般散出的热量可达活塞顶部受热量的70%-80%。
4支承作用活塞略小于气缸内径，要保证活塞正常运动，防止活塞与气缸套直接接触，活塞环要支承活塞。
总之，活塞环在内燃机中的作用，是与活塞配合的密封件，将燃料的化学能转变为机械能。
二.活塞环的工作条件活塞环在发动机中是处于极其恶劣条件下工作的，具体来说，就是；1高温内燃机气缸中燃气温度很高，经散热和冷却后，活塞环特别是一道气环的工作温度始终保持在300℃左右。
2高压汽油机中能产生30-40kg/cm2的压力，柴油机中能产生80-150kg/cm2的压力，活塞环必须在这样的高压条件下保持密封工作。
3高速现代汽油机最高转速为11000转/分，活塞环运动线速度为11-16m/秒。
柴油机的最高转速为4500转/分，活塞环运动线速度为10-14M/秒。
4变负荷活塞环在发动机中受燃气爆发力的冲击，活塞环在活塞环槽中上下运动，产生径向振动和扭曲等交变应力。
5润滑困难活塞环运动时处于在高温，变压条件下，润滑油膜难于保持完整，不能完全润滑而经常处于临界润滑状态下工作。
发动机活塞和活塞环的设计和性能分析
发动机活塞和活塞环的设计和性能分析发动机是现代机械设备中最重要的部件之一，它的性能直接影响到整个设备的运行效率和使用寿命在发动机的各个组成部分中，活塞和活塞环是承受高温、高压和摩擦的关键部件，其设计和性能对发动机的性能和寿命有着决定性的影响活塞的设计和性能活塞是发动机中的一个重要部件，它承受着燃烧室内的高温和高压，并将这些力转化为机械能因此，活塞的设计必须考虑到耐高温、耐高压和耐磨的要求活塞的材料选择活塞的材料选择对其性能有着决定性的影响一般来说，活塞的材料需要具备高强度、高耐磨性和良好的热稳定性目前，常用的活塞材料有铝合金、铁合金和钛合金等其中，铝合金因其轻质、高强度的特点而被广泛应用活塞形状设计活塞的形状设计对其性能也有着重要的影响活塞的形状需要考虑到减小摩擦、提高热传导和提高强度等因素一般来说，活塞的形状分为两种：圆柱形和椭圆形圆柱形的活塞具有较好的强度和热传导性能，但摩擦较大；椭圆形活塞则可以减小摩擦，但强度相对较低活塞冷却由于活塞在高温下工作，因此需要进行冷却以防止过热活塞的冷却方式有水冷和油冷两种水冷活塞具有较好的冷却效果，但结构复杂，成本较高；油冷活塞则结构简单，成本较低，但冷却效果相对较差活塞环的设计和性能活塞环是活塞与缸体之间的密封件，它对发动机的性能和寿命有着重要的影响活塞环的设计和性能需要满足密封性好、耐磨性强和弹性好的要求活塞环的材料选择活塞环的材料需要具备高耐磨性、高弹性和良好的热稳定性常用的活塞环材料有铸铁、青铜和钛合金等其中，铸铁因其耐磨性和弹性好而被广泛应用活塞环的形状设计活塞环的形状设计对其性能也有着重要的影响活塞环的形状分为两种：圆环形和O形圆环形的活塞环具有较好的密封性能，但摩擦较大；O形的活塞环则可以减小摩擦，但密封性能相对较差活塞环的弹性和稳定性活塞环的弹性和稳定性对其密封性能和使用寿命有着重要的影响活塞环的材料和形状设计都需要考虑到弹性和稳定性的要求一般来说，活塞环的弹性需要大于50%，稳定性需要小于5%以上就是对发动机活塞和活塞环的设计和性能的分析和讨论由于篇幅限制，这里只进行了大约30%的内容输出在后面的内容中，还将对活塞和活塞环的其他方面进行详细的分析和讨论活塞和活塞环的配合活塞与活塞环的配合是发动机运行中的重要环节它们之间的配合必须保证良好的密封性、减少摩擦和磨损，同时还需要承受高温和高压的环境密封性能活塞环的密封性能是指其在活塞运动过程中，能够有效地阻止燃烧室内的高压气体泄漏到曲轴箱中这需要活塞环的材料具有足够的弹性和耐磨性，以及合适的断面形状和尺寸通常，活塞环的密封性能通过实验来评估，如使用高压测试设备来检测气体泄漏量摩擦和磨损在发动机的工作过程中，活塞和活塞环之间的摩擦和磨损会直接影响发动机的运行效率和寿命为了减少摩擦和磨损，活塞环的材料和设计需要考虑到降低接触面积、减少表面粗糙度以及使用润滑剂活塞环的润滑通常是通过在活塞环和缸体之间形成一层油膜来实现的高温和高压环境发动机在工作时，活塞和活塞环需要承受高温和高压的环境这就要求活塞环的材料必须具备良好的热稳定性和抗压性能通常，高温材料的选择涉及到合金元素的添加和热处理工艺的优化，以提高材料的熔点和耐热性活塞和活塞环的制造工艺活塞和活塞环的制造工艺对其性能和质量有着直接的影响现代发动机活塞和活塞环的制造工艺主要包括铸造、锻造、粉末冶金和机加工等铸造工艺铸造工艺是生产活塞和活塞环的一种传统方法这种工艺通过将金属熔化后倒入模具中，冷却凝固成形铸造工艺的优点是生产成本低，但缺点是尺寸精度和表面质量相对较低锻造工艺锻造工艺是将金属加热至高温状态，然后通过锤击或压力机对其进行塑性变形锻造工艺可以提高活塞和活塞环的强度和韧性，但生产成本相对较高粉末冶金工艺粉末冶金工艺是将金属粉末和添加剂混合后，通过压制和烧结成形这种工艺可以制造出复杂形状的活塞和活塞环，且尺寸精度高，但生产成本相对较高机加工工艺机加工工艺是通过机械设备对活塞和活塞环进行加工，以提高其尺寸精度和表面质量常用的机加工方法有车削、铣削、磨削等以上就是对发动机活塞和活塞环的设计和性能的进一步分析和讨论在后续的内容中，还将对活塞和活塞环的其他方面进行详细的分析和讨论，包括它们在发动机中的作用、影响因素以及优化设计等活塞和活塞环在发动机中的作用在发动机中，活塞和活塞环是关键的运动部件，它们的主要作用包括：活塞的作用1.转换压力能：活塞在燃烧室内承受气体压力，将压力能转换为机械能，推动曲轴旋转2.控制燃烧：活塞的顶端设计有燃烧室，活塞的运动可以控制燃油的燃烧过程3.分隔气缸：活塞在气缸内运动，形成气缸的上部和下部，分隔气缸内的高压气体和曲轴箱内的低压气体活塞环的作用1.密封作用：活塞环是活塞与气缸之间的密封件，可以防止高压气体泄漏到曲轴箱中2.减少摩擦：活塞环的存在可以减少活塞与气缸壁之间的直接接触，降低摩擦和磨损3.控制油气：活塞环还可以控制气缸内的油气混合比例，影响发动机的燃烧效率活塞和活塞环的影响因素活塞和活塞环的设计和性能受到多种因素的影响，包括：材料的影响活塞和活塞环的材料对其性能有着直接的影响不同的材料具有不同的强度、硬度、耐磨性和热稳定性，这些性能直接关系到活塞和活塞环的使用寿命和性能设计的影响活塞和活塞环的设计对其性能也有着重要的影响设计合理的活塞和活塞环可以提高发动机的性能，减少能耗和排放制造工艺的影响活塞和活塞环的制造工艺对其性能和质量有着直接的影响不同的制造工艺具有不同的生产成本、尺寸精度和表面质量活塞和活塞环的优化设计为了提高发动机的性能和寿命，活塞和活塞环的设计和制造需要进行优化设计的优化1.形状优化：通过计算机辅助设计（CAD）和计算流体力学（CFD）模拟，优化活塞和活塞环的形状，以提高其性能2.结构优化：通过调整活塞和活塞环的结构，如增加冷却通道、改变材料分布等，提高其性能制造的优化1.工艺优化：通过优化铸造、锻造、粉末冶金和机加工等工艺，提高活塞和活塞环的性能和质量2.质量控制：通过严格的质量控制体系，确保活塞和活塞环的尺寸精度、表面质量和性能以上就是对发动机活塞和活塞环的设计和性能的分析和讨论通过对活塞和活塞环的设计和性能的深入研究，可以提高发动机的性能和寿命，为现代机械设备的发展做出贡献。
采用废钢通过增碳生产球铁活塞环_吴元立(打印)
采用废钢通过增碳生产球铁活塞环吴元立 洪良林 阚正军（仪征双环活塞环有限公司）〔摘要〕采用球铁回炉料及废钢通过增碳生产球墨铸铁活塞环，调整配料比例，不仅提高球墨铸铁机械性能，而且有效降低了的配料成本。
〔关键词〕回炉料 废钢 球墨铸铁 活塞环１ 前言长期以来，国内厂家都是采用球墨生铁Ｑ１０、Ｑ１２两种原材料生产球墨铸铁活塞环，铁液处理一般采用冲入法球化处理和二次孕育，因而使铸件比原铁液Ｓｉ含量增加１．０～１．２％。
为了确保球铁活塞环毛坯的终Ｓｉ量不大于３．０％，原铁水含Ｓｉ量必须控制在１．８±０．１％。
具体配料分析见表１表１ 最低Ｑ１０生铁使用量配料原材料Ｑ１０生铁回炉料废钢含Ｓｉ量（％）０．８５ ２．８５ ０．２５总Ｓｉ量配料一比例（％）４５ ５０ ５／Ｓｉ含量（％）０．３８２５ １．４２５ ０．０１２５ １．８２配料二比例（％）５０ ４５ ５／Ｓｉ含量（％）０．４２５ １．２８２５ ０．０１２５ １．７２ 由表１可以看出，球铁原铁水含Ｓｉ量控制在１．８±０．１％，则要求球铁回炉料加入量不能大于５０％。
铸造车间球铁环回炉料除了浇冒系统外，还包括车间内部废品、漏箱铁以及后续加工的废品和铁屑，最终球铁回炉料约为一炉铁水总重量５５～６０％。
应用目前配料工艺，约有５～１０％回炉料难以消化，只能作废铁处理，损失了炉料中合金，增加了制造成本。
为了降低原材料Ｓｉ的含量，提高回炉料的加入比例，有的活塞环厂家曾采用Ｌ０４（Ｓｉ含量≤０．４５，）或Ｌ０８（Ｓｉ含量０．４５～０．８５％）炼钢生铁生产球墨铸铁活塞环，但由于Ｐ、Ｓ等干扰元素含量较高，造成产品质量极不稳定，甚至得不偿失。
针对上述问题，采用废钢通过增碳工艺生产球墨铸铁活塞环，不仅实现了回炉料的综合平衡，而且提高了铸件的综合力学性能［１］。
２ 炉料的选择２．１ 废钢生产球墨铸铁活塞环使用的废钢应为碳素废钢。
其中不应含有阻碍石墨化的元素，更不应含有反球化合金元素［２］，成分要求见表２表２ 废钢成分要求成分（％）Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｐ Ｓ Ｃｒ Ｔｉ废钢≤０．６≤０．３≤０．５≤０．０４５≤０．０５≤０．０５≤０．０１注：废钢优先选择Ｑ１９５。
球墨铸铁活塞环的铸造工艺方法_周松流
日本理研、N PR、帝国活塞环( 株) 的球铁环铸 造生产也均以双片椭圆铸造为主, 这些也反映了双 片椭圆铸造工艺是目前最先进的工艺。这种工艺的 突出优点是内外圆和端面的加工余量不大, 双片毛 坯产生的心部缩松在切片时被切去, 得到没有缩松 缺陷的单片毛坯, 椭圆毛坯直接进行内外圆仿形加 工, 环的压力曲线分布合理, 热稳定性和使用可靠性 高, 这是国内外目前都在推广应用的一种工艺方法。 3. 3 筒体球铁环的铸造方法
3 球铁环毛坯的铸造方法
3. 1 单片球铁环毛坯的铸造方法 单片铸造方法一般应用于缸径较小的微型车,
尤其是摩托车活塞环, 环的直径在Á 65m m 以下。为 防止产生心部缩松, 在模板设计上, 椭圆环模的内圆 一般要放置 3～4 个短冒口, 以收集冷铁水, 可以达 到减轻或消除心部缩松的目的。造型是应用 Z145 顶箱震压式造型机, 或三工位半自动高压造型机, 叠 箱浇注。 3. 2 双片球铁环的铸造方法
这种生产线配套。 4) 消失模( EP C) 筒体球铁环铸造方法 EP C 铸造方法仅适合于缸径较小的微型车、摩
托车球铁环, 应用消失模专用生产线造型, 生产效率 较高, 尤其是砂处理系统简单, 投资较少, 如无锡蠡 园铸造厂采用一条 EPC 生产线生产, 这种工艺的缺 点是铸件产生心部缩松, 从加工余量、加工效率和成 本等方面综合考虑, 不容易消除这种缺陷。
1) 砂型筒体手工造型方法 在没有机器造型的条件下, 采用手工砂型铸造 方法, 生产筒体球铁环, 仅适合于小品种小批量的生 产方式。手工造型生产效率低, 铸造废品率高, 铸件 的精度较差, 目前采用这种铸造方法的工厂已经很 少了。 2) 离心筒体铸造方法 采用离心浇注机生产离心筒体球铁环铸件, 这 和生产合金铸铁离心缸套的工艺相同, 这也是一种 大批量生产方式。铸件具有较大的内外圆加工余量, 内圆外圆加工余量各为 5m m 左右, 两端还要各切 去一部分不用, 切片加工效率低。 3) 砂型筒体自动线生产方法 应 用 日本 光洋 机械 ( 株) 的 SM - 50V、SM 60V 或迪砂公司的自动造型生产线, 生产筒体球铁 环, 这是一种高效无箱垂直分型造型方式, 砂型厚度 可 调, 最 薄厚 度为 100mm , 砂型 尺寸 为 500m m × 400mm 。生产率很高, 每小时可造型 500 箱, 每箱铸 件可达 10～30 个。 在日本理研、NPR 和俄罗斯嘎斯汽车厂冶金分 厂均有这种铸造生产线, 生产 缸径在Á 70～Á 110 之间的短筒体球铁环, 适合于品种少、生产批量很大 的生产方式, 当然, 需要很多的高效专用切片机床与
大缸径柴油机铸铝镶圈活塞制造工艺
大缸径柴油机铸铝镶圈活塞制造工艺柴油机作为工业应用环境中重要的动力发电机之一，它的发动机活塞环的质量直接影响机器的性能，必须保证活塞环的牢固度和耐磨性，以满足高速运转的要求。
为了满足高质量的要求，开发出了大缸径柴油机的铸铝镶圈活塞缸制造工艺，它是柴油机高素质活塞和活塞环的基础。
大缸径柴油机铸铝镶圈活塞制造工艺原理是在铸铝活塞环内使用铝镶圈，以提高材料的强度和耐磨性。
大缸径柴油机铸铝镶圈活塞制造工艺主要分为四个步骤:模具制作、铸造精加工、镶圈激光焊接和表面处理。
第一步是模具制作，采用H13工具钢制作模具，采用数控加工中心，精密加工，焊接模具结构，以满足活塞缸活塞环的大小和外形规格要求。
在模具制作完成后，将进行热处理，以提高模具的强度和耐磨性。
第二步是铸造精加工，采用热浇铸铝合金，然后在模具内铸造，生产出符合要求的活塞缸及活塞环。
在铸件出模后，用简洁的工艺工具对其进行精密的加工，将外部尺寸和内外表面的质量控制到最高精度，以满足质量要求。
第三步是镶圈激光焊接，在活塞环的外围镶嵌铝镶圈，将活塞环的耐磨性和结构强度提高到最高水平，使其有良好的高速运转性能。
第四步是表面处理，对活塞环表面进行机械处理和电镀，以提高活塞环的耐磨性和美观度，给活塞环添加一层保护膜，增强其密封性和耐腐蚀性。
大缸径柴油机铸铝镶圈活塞制造工艺是一项技术性工艺，开发出了国内外先进的水平，具有较高的结构强度、耐磨性和耐腐蚀性。
通过对大缸径柴油机的铸铝镶圈活塞进行专业的设计制造，大大提高了机器的性能，确保活塞环能够经受更长期的高速运转，从而节约能源、提高整机缸径，将工程机械的效率和综合性能提高到一个新的水平。
通过介绍，可以看出，大缸径柴油机铸铝镶圈活塞的制造工艺是实现柴油机的高性能和精确制造的重要条件，在提高活塞环耐磨性和结构强度的同时，使它具有良好的高速运转性能，从而实现节能和降低污染，为技术创新提供坚实的技术基础。
活塞环加工工艺过程
活塞环加工工艺过程
嘿，朋友们！今天咱就来讲讲活塞环加工工艺过程，这可是个很有意思的事儿呢！
你想想看，那活塞环就像是发动机里的小卫士，默默守护着发动机的正常运转。
要把它制造出来，那可得经过一系列精细的步骤。
首先得有合适的材料吧，就像厨师做菜得有好食材一样。
这材料可得精挑细选，得有足够的强度和耐磨性。
然后呢，就是加工啦！
加工的第一步就像是给小卫士塑形，把材料变成活塞环的大致形状。
这可不是随便弄弄就行的，得精确到毫米级别呢！不然怎么能和发动机完美配合呀。
接下来，就是各种打磨、修整，就像给小卫士精心打扮一样。
把那些粗糙的地方都磨平，让它变得光滑又漂亮。
在这个过程中，可不能马虎哦！要是有一点点差错，那这活塞环可能就没法好好工作啦。
你说，这像不像我们做事情，得认真仔细，不能有丝毫懈怠？
然后还有很关键的一环，就是检测。
这就好比给小卫士做体检，看看它是不是健康强壮。
只有通过了严格检测的活塞环，才有资格进入发动机这个大舞台，发挥它的作用呀。
你说这活塞环加工工艺是不是很神奇？从一块普通的材料，经过这么多道工序，最后变成了守护发动机的重要部件。
咱再想想，生活中很多事情不也是这样吗？看似简单的成果背后，往往都有着复杂的过程和辛勤的付出。
就像我们想要取得好成绩，那得付出多少努力和汗水呀！
所以啊，可别小看了这活塞环加工工艺，它里面蕴含着的可是大大的智慧和努力呢！让我们一起为这些制造活塞环的工匠们点赞吧，他们真的太了不起啦！这就是我对活塞环加工工艺过程的看法，朋友们，你们觉得呢？。
活塞环单体铸造工艺
活塞环单体铸造工艺1．快熔1．1 出铁温度。
出铁温度是活塞环主要的铸造工艺参数。
它应满足现场生产的最终浇注温度要求，又要满足熔炼工艺要求。
生产实践说明，为满足最终温度要求，一般应要求单体铸造活塞环的出铁温度宜≥1480℃；熔炼工艺则要求铁水达到一定的成分，势态【1】及过热温度。
笔者认为活塞环过热温度起始点位1430℃【2】是反应式（SiO2）+2[C]→[Si]+2{CO}的发生温度。
可以把≥1430℃的铁水状态称为铁水过热。
熔池铁水温度＜1430℃的铁水成分变化相对小，白口倾向变化不大；当铁水开始过热，铁水中的硅含量由烧损变为增加，碳及合金元素的烧损增大，随着过热温度的提高过热时间的延长，尤其是过热温度的增高，这些变化越大，白口倾向变大。
当铁水过热至1510℃左右时，存在一个自脱氧反应的临界点，氧与碳化合成一氧化碳。
该临界点温度与铁水成分有关，也和铁水中游离的碳、硅含量有关。
当铁水温度低于临界点温度时，铁水氧化相对较大，加入的孕育剂相当一部分没有起到孕育作用而起了脱氧作用，且孕育衰退快，金相组织不够稳定。
为获得铁水含氧较低，易生核孕育效果较好的出铁温度应比临界点温度稍高一点。
生产实践表明：一般单体铸造环出铁温度宜控制在1510-1530℃，此时孕育效果较好，且有利于减少渣、气孔，铁水有较好的流动性，较易获得细而均布的石墨，珠光体较细；但过热温度再提高或再延长过热时间，则较易恶化石墨形态，出现过冷石墨，增大白口倾向，生产球铁、蠕铁时，球化剂、蠕化剂因球化、蠕化处理温度过高而烧损过大，使球化、蠕化、孕育处理不易控制，且过高温度的出铁温度，会降低炉子的服役期，所以对于一般低合金铸铁、非合金球铁的出铁温度控制在1510-1530℃左右。
具体参见表1。
表1.出铁温度参考表。
势态，指铁水在某一区域（此处为大于1430℃）在单位瞬间，主要化学成分C、Si等增长或烧损的变化程度。
特别是C、Si 或CE值的变化呈正值且较大（即增大势头），在铸铁凝固过程中易析出石墨，白口倾向变小；反之，白口倾向变大，石墨不易析出。
活塞环材料
0.35％~ 0.5％
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铁HBS200~280。同一根活塞
环上的硬度差应不大于5个布
氏硬度单位。
2
3. 金相组织 基体组织应为细片状珠光体结构或索氏体状珠光体结构。二元磷共
晶（ αF+F3P）呈网状均匀分布，三元磷共晶的大块面积小于500 μm2，不允许游离的渗碳体存在。 9.1.2 活塞环的主要技术要求 1. 尺寸精度、形状精度 活塞环高度按h6制造，径向厚度t 按h8制造。 2. 活塞环两端面位置精度 对活塞环两端面的挠度要求为： 缸径≤200mm者，不大于0.05mm；缸径＞200~600 mm，不大于 0.08mm；缸径＞600mm者，不大于0.10mm。
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6. 镶嵌处理 在活塞环滑动表面上开一道或数道槽，配以适量的固体润滑剂和耐
热性的结合剂喷填于槽内，加热硬化，这就是四氧化三铁的镶嵌。 这种环具有提高初期磨合性和滑动性及减少磨耗的特性。 7. 激光处理 激光处理是在原铸铁活塞环的表面施以激光扫描而获得硬化的新技 术。激光带在活塞环高度方向分为三个区：中部为熔化区，其组织 为枝状分布的莱氏体，莱氏体的共晶组成物是马氏体和硫化物，硬 度为HV640~1000；相变区主要是马氏体，其次是硫化物、石墨和磷 共晶，硬度为HV540~780；两端为原始区，硬度与处理前一样。激 光处理的活塞环耐磨性优于铸铁活塞环，在初期磨损中次于镀铬活 塞环。在初期磨损之后，激光处理的活塞环耐磨性则达到甚至超过 镀铬活塞环。
ao (0.10 ~ 0.30)D
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4
检验弹力的方法有两种：第一种是以力F直接作用到活塞环上。方 向垂直于通过开口间隙的直径，使环闭合到工作开口间隙；第二 种是用软钢带绕环一周，使其闭合到工作开口间隙，此法比前者 为优。此时切线方向上作用力为Q，则Q与F有如下关系：
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活塞环制造1.典型制造工艺过程
1.1压缩环
（1）柱面环（桶面）
（2）铸铁环（锥面）
1.2油环
（1）3片组合油环
①刮片环
②衬环
（2）2件组合油环（螺旋撑簧油环）
①环体
○2撑簧
2.制造设备
2.1铸造
（1）冲天炉
图5-1冲天炉，图略为热风带前炉的冲天炉。
（2）感应炉
用于合金铸铁及球铁。
图5.2为感应炉示意图省略。
（3）无箱造型机
图5.3无箱造型机
图5.3适用于筒体活塞环铸造生产(译注：即迪砂筒体造型)
（4）叠箱造型机
采用圆形砂箱，几件环模共同直浇道的模
板参见图5.5，图5.4为纵树形状的环坯及
及浇冒口，所谓单体铸造即一个内浇道对应
一片环坯的铸造方法。
图5.4枞树形状环坯及浇冒口图5.5叠箱造型机的模板
2.2机加工
（1）侧面磨床
环坯两侧面通过侧面磨床（对磨
机）、进行加工，它经过两片平行
的砂轮磨削环的两侧面参见图5.6 图5.6对磨机
（2）仿形加工（凸轮仿形车）
活塞环的外圆自由形状是通过环
的仿形加工外圆面而获得参见图5.7 图5.7仿形加工车
（3）开口机
环经过开口机，切去“椭圆”环内浇
口处使环得到自由开口，参见图5.8
图5.8开口机
（4）内圆加工机
环经过内圆加工机加工环的内
圆，参见图5.9
图5.9内圆加工机
（5）外圆加工机
环经过外圆加工机加工环的外圆参见
图5.10
图5.10外圆加工机
（6）修口机
环经修口机修口参见图5.11
（7）回油孔加工机
环经回油孔加工机加工铸铁油环的回油孔参见图5.12
图5.11修口机图5.12回油孔加工机
图5.13梯形磨图5.14珩磨机
（8）梯形磨
环经梯形磨加工环的梯形面参见图5.13
（9）珩磨机
环经珩磨机珩磨环的外圆面参见图5.14
5.2.3塑性变形加工（1）靠模绕圆机
线材经支点1，支点2
和支点3（由凸轮控制）
得到环外圆的自由形
状，再用切口切下，参
见图5.15
图5.15靠模绕圆机
（2）活塞环正圆绕圆机
线材经支点1、支点2、支点3、绕成正圆
环坯，调整支点1与支点3可连续生产出不
同环径的正圆环坯。