汽车发动机零件再制造技术_刘石
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#!& 由于生产的产品能近乎百分之百地成为 合格品或把不合格品减少到最低限度，因此在线 检测技术的应用是最有效的节约能源和原材料的
Baidu Nhomakorabea
措施。
!’ 结束语
在科学技术高度发展的今天，衡量一个工厂 产品质量的优劣，已不仅要看这个工厂的工艺设 备，很重要的还得看这个工厂的各种检测仪器和 设备的水平及完善程度。有了完整的检测仪器和 严格的产品检验制度，才能证明这个工厂有科学 的管理水平，才能证明这个工厂产品的质量有可 靠的保证。
工程的进展 ’ 中国表面工程，)%%(，)：( * ! )’ 刘谦，戴庆荣，刘石，马世宁，综合应
用表面工程技术，提高再制造发动机质量，机电 装备再制造工程学术研讨会论文集，济南， )%%!’ %$’ )" * +(
+’ 刘谦，戴庆荣 ’ 汽车发动机再制造发展 现状及其关键技术 ’ 设备管理与维修，)%%+，) （))%）：, * (%
《装备维修技术》%++2 年第 % 期 3 总第 ##- 期 4
新技术
汽车发动机零件再制造技术
刘 石#
刘 谦%
3 #$ 北京军区空军装备部汽车修理厂 %$ 全军装备维修表面工程研究中心 4
摘 要：本文简单介绍了汽车发动机再制造的现状，对能够应用于汽车发动机零件再制造的几种 表面工程技术，如高速电弧喷涂技术、纳米电刷镀技术等进行了介绍。指出把表面工程技术应用于汽 车发动机再制造，将全面提升再制造产品的质量，能够产生巨大的经济效益和社会效益，开展表面工 程技术在汽车发动机再制造中的应用研究具有重要意义。
设计与检测
的优点： #(& 理想的在线检测装置可使产品百分之百
地成为合格品，把废品完全消灭在生产过程之 中，从而提高产品在市场中的竞争能力。
#)& 由于生产过程是在自动调节的情况下进 行的，因此减少了停机检验和调整等辅助时间， 并大量节约了检验人员、从而提高了全员劳动生 产率。
#+& 因为生产是自动进行的，工人只需要操 作自动检测仪器即可，而不是直接控制生产过程 和生产的产品，因而减轻了劳动强度，尤其是有 些在环境条件比较恶劣的情况下生产的产品，应 用在线检测更显示出它的优越性。
— !" —
!’ 发展前景
目前采用纳米电刷镀技术、高速电弧喷涂技 术等在汽车发动机零件再制造中得到了初步应
用，再制造的零部件性能得到了恢复甚至提高， 已经组装整机进行台架试验测试在制造发动机的 性能。
汽车发动机的再制造需要应用各种高新技术 实现节约资源、提高性能和质量，还有待进行大 量深入细致地研究工作。
参考文献： (’ 徐滨士，梁秀兵，李仁涵 ’ 绿色再制造
关键词：发动机；再制造；表面工程技术
#$ 前言
再制造工程是正在发展中的一个新兴研究领 域和新兴产业。再制造工程运用先进表面技术、 复合表面技术等多种高新技术、产业化生产方 式、严格的产品质量管理和市场管理模式，使废 旧产品得以高质量的再生，创造新的价值，是符 合国家可持续发展的一项系统工程。大力发展再 制造技术已经是许多有识之士的共识，国内外对 再制造工程的研究越来越多。
特、通用、克莱斯勒等大汽车公司结成回收联 盟，建立汽车拆卸中心，专门研究开发汽车零部 件的拆卸、再制造和再循环利用。
车辆再制造在我国的研究应用尚处于起步阶 段，很多项目主要集中在再制造单项技术的研究 和理论研究上。表面工程技术应用于汽车再制造 将提升再制造的产品质量。全军装备维修表面工 程研究中心是国内最早进行表面工程技术研究的 单位之一，应用等离子喷涂技术对重载车辆零件 进行再制造修复与改进，实车考核证明经再制造 的 零 部 件 比 新 品 的 相 对 耐 磨 性 提 高 #$ " — 1$ , 倍，寿命提高 %—, 倍。对首钢从比利时购进的 二手连铸设备中的三百多件大轴承座和轧辊，经 再制造修复和表面强化，已正常使用了数年。目 前装甲兵工程学院已经建成国家级再制造技术科 技重点实验室，为装备的再制造升级改造与延寿 提供了研究基地与实验平台。国内的济南、上海 已经建立了汽车发动机的再制造生产线，形成了 一定的再制造能力。在装备再制造技术科技重点 实验室的技术支持下，北京昊兰汽车修理厂建设 了汽车发动机再制造生产线，并合作开展汽车发 动机零件再制造技术的应用研究，进一步提高再 制造产品的质量。
— !" —
新技术
#$ 汽车发动机零件再制造技术及其应用
再制造工程所需要的技术种类非常广泛，其 中各种表面技术和复合表面技术主要用来修复和 强化废旧零件的失效表面，是实施再制造的主要 技术。
汽车再制造的关键是发动机再制造。发动机 再制造的关键是对发动机的主要零部件的再制 造，这些零部件主要包括缸体、缸盖、曲轴和连 杆等，表面工程技术尤其是纳米表面工程技术是 零部件再制造的重要技术手段，应用纳米电刷镀 技术、热喷涂技术等先进表面技术将保证再制造 产品的质量。 （%）纳米电刷镀技术
# 下转第 $% 页 & 摩和防腐性能的纳米固体润滑干 膜，取得明显效果。
另外超音速等离子喷涂技术、纳米减摩原位 动态自修复技术等在汽车发动机再制造中也将能 发挥重要的作用。超音速等离子喷涂以等离子弧 为热源，可以将微纳米陶瓷粉、复合粉等多种喷 涂材料加热到熔融状态，利用超音速射流沉积得 到结合强度高、孔隙率低的高质量涂层，在汽车 发动机零件再制造方面有广泛的应用前景。纳米 减摩原位动态自修复技术通过在润滑油中加入纳 米减摩添加剂，在摩擦化学作用下原位动态修复 零件表面微损伤，能够有效降低摩擦、减小磨 损，降低油耗，提高发动机的有效功率，能够用 于提高再制造发动机的性能，延长使用寿命。
划伤快速填补技术是利用微区脉冲点焊设备 和专用材料，对零部件的损伤部位进行快速修复 的技术。该技术通过高能电脉冲产生高温，使补 材在经过预处理的待修表面上熔化，实现二者的 微区焊接。采用该技术对零件的均匀磨损、沟槽 和特形表面棱边损伤等进行快速修复，恢复零件 的尺寸和形状精度。 （2）纳米固体润滑干膜技术
表面减摩技术的应用，能够提高汽车装备中 的机械设备运行可靠性，延长使用寿命7 减少维 修次数。固体润滑干膜技术是一种新型减摩技 术，能够在高温、高负荷、超低温、超高真空、 强氧化还原和强辐射等环境条件下有效润滑。
纳米固体润滑技术通过在固体润滑干膜中添 加润滑和抗磨作用的纳米粒子，改善固体润滑干 膜的润滑、耐磨损性能，能够在常规油脂不宜使 用的特殊环境下实现有效润滑，并且没有油脂润 滑所存在的污染及漏油等问题。如含有纳米氧化 铝材料的固体润滑干膜的耐磨性提高了 0 -! 倍。纳米固体润滑膜可以用到几乎所有的摩擦部 件上而不需要改变部件的尺寸，而且还具有优良 的防腐蚀性能和动密封性能，能起到防止机械振 动和减少机械噪音的作用。目前已经在一些重载 车辆中使用了具有良好耐磨、减 8 下转第 29 页 :
— !" —
采用高速电弧喷涂技术能够制备耐磨涂层、 防腐涂层、防滑涂层等各种性能的涂层，可以应 用于磨损零件的修复和强化。
新型高速电弧喷涂与普通电弧喷涂相比，粒 子速度显著提高、雾化效果明显改善；涂层的结 合强度显著提高，涂层的孔隙率和表面粗糙度 低。高速电弧喷涂具有优质、高效、低成本的特 点，在汽车发动机再制造中具有广阔的应用前 景。目前采用高速电弧喷涂复合涂层，恢复汽车 发动机曲轴的轴径尺寸，并且提高摩擦表面硬度 和耐磨性，使其性能得到提高。 （#）划伤快速填补技术
%$ 汽车发动机再制造背景
汽车零部件的再制造是研究最早的领域，在 国外已经形成了规模相当大的产业。美国汽车工 程师协会（&’(）多次举办以“再制造”为主题 的学术会议，并对一些具体零部件（如离合器、 发动机、变速箱、转向器等）的再制造制定了标 准 。 美 国 汽 车 发 动 机 产 品 再 制 造 协 会 （ )(*’） 每月都出版关于再制造产品市场、销售、生产和 管理的快报，并主办《汽车再制造杂志》。美国 "+ 年代后期汽车零部件再制造产品销售额达到 ,-+ 亿美元，在动力车供货市场中 .+/ 0 "+/ 是 再制造产品。美国福特汽车公司正在建立一个旧 部件交流中心，充分利用回收再制造的部件；福
随着在线检测技术的发展和成熟，在线检测 技术的应用范围已从单机自动检测向整条生产线 的自动在线检测发展，从而达到实现高度生产自 动化和最佳的生产状况。国外一些工业先进国家， 他们的产品质量较好，劳动生产率较高的原因，与 在线检测技术的发展和推广应用是分不开的。
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由于纳米材料具有优异的力学性能，可用于 制造超硬，高强，高韧超塑性材料和高性能陶瓷 和高韧、高硬涂层，不仅能够获得质量优良的原 材料，而且可以采用表面工程技术对零部件进行 维修或再制造，获得高性能的零件或备品备件。 以纳米金刚石和纳米陶瓷为代表的纳米硬粉，具 有很高的硬度和较好耐高温能力，在镀层应用可 以较大幅度改善电刷镀镀层的机械性能。通过将 纳米材料与高效的电刷镀技术结合，并采用镍包 覆法对纳米粉表面进行处理，可有效地提高纳米 粉在镍基复合镀层中的共沉积量，显著的改善纳 米粉在镀层中的均匀程度，解决纳米粉在复合镀 层中难以均匀分散这一关键问题。在纳米材料的 弥散强化作用下，获得的纳米复合镀层表现出比 单一快速镍刷镀层更好的性能。纳米复合电刷镀 技术在汽车发动机的轴承、轴承座零件的磨损部 位得到应用，进行零部件表面损伤的修复、强化 和防护，获得的含纳米金刚石的复合镀层在室温 高负荷下具有优良的抗疲劳和抗磨损性能，纳米 氧化铝 &’ ( &’ ) *+*, - ./01# 复合镀层的使用温 度提高到 2"""3，复合镀层的显微硬度保持在 456""，微动磨损深度为快速镍刷镀层的 % ( 2。 （0）高速电弧喷涂技术
Baidu Nhomakorabea
措施。
!’ 结束语
在科学技术高度发展的今天，衡量一个工厂 产品质量的优劣，已不仅要看这个工厂的工艺设 备，很重要的还得看这个工厂的各种检测仪器和 设备的水平及完善程度。有了完整的检测仪器和 严格的产品检验制度，才能证明这个工厂有科学 的管理水平，才能证明这个工厂产品的质量有可 靠的保证。
工程的进展 ’ 中国表面工程，)%%(，)：( * ! )’ 刘谦，戴庆荣，刘石，马世宁，综合应
用表面工程技术，提高再制造发动机质量，机电 装备再制造工程学术研讨会论文集，济南， )%%!’ %$’ )" * +(
+’ 刘谦，戴庆荣 ’ 汽车发动机再制造发展 现状及其关键技术 ’ 设备管理与维修，)%%+，) （))%）：, * (%
《装备维修技术》%++2 年第 % 期 3 总第 ##- 期 4
新技术
汽车发动机零件再制造技术
刘 石#
刘 谦%
3 #$ 北京军区空军装备部汽车修理厂 %$ 全军装备维修表面工程研究中心 4
摘 要：本文简单介绍了汽车发动机再制造的现状，对能够应用于汽车发动机零件再制造的几种 表面工程技术，如高速电弧喷涂技术、纳米电刷镀技术等进行了介绍。指出把表面工程技术应用于汽 车发动机再制造，将全面提升再制造产品的质量，能够产生巨大的经济效益和社会效益，开展表面工 程技术在汽车发动机再制造中的应用研究具有重要意义。
设计与检测
的优点： #(& 理想的在线检测装置可使产品百分之百
地成为合格品，把废品完全消灭在生产过程之 中，从而提高产品在市场中的竞争能力。
#)& 由于生产过程是在自动调节的情况下进 行的，因此减少了停机检验和调整等辅助时间， 并大量节约了检验人员、从而提高了全员劳动生 产率。
#+& 因为生产是自动进行的，工人只需要操 作自动检测仪器即可，而不是直接控制生产过程 和生产的产品，因而减轻了劳动强度，尤其是有 些在环境条件比较恶劣的情况下生产的产品，应 用在线检测更显示出它的优越性。
— !" —
!’ 发展前景
目前采用纳米电刷镀技术、高速电弧喷涂技 术等在汽车发动机零件再制造中得到了初步应
用，再制造的零部件性能得到了恢复甚至提高， 已经组装整机进行台架试验测试在制造发动机的 性能。
汽车发动机的再制造需要应用各种高新技术 实现节约资源、提高性能和质量，还有待进行大 量深入细致地研究工作。
参考文献： (’ 徐滨士，梁秀兵，李仁涵 ’ 绿色再制造
关键词：发动机；再制造；表面工程技术
#$ 前言
再制造工程是正在发展中的一个新兴研究领 域和新兴产业。再制造工程运用先进表面技术、 复合表面技术等多种高新技术、产业化生产方 式、严格的产品质量管理和市场管理模式，使废 旧产品得以高质量的再生，创造新的价值，是符 合国家可持续发展的一项系统工程。大力发展再 制造技术已经是许多有识之士的共识，国内外对 再制造工程的研究越来越多。
特、通用、克莱斯勒等大汽车公司结成回收联 盟，建立汽车拆卸中心，专门研究开发汽车零部 件的拆卸、再制造和再循环利用。
车辆再制造在我国的研究应用尚处于起步阶 段，很多项目主要集中在再制造单项技术的研究 和理论研究上。表面工程技术应用于汽车再制造 将提升再制造的产品质量。全军装备维修表面工 程研究中心是国内最早进行表面工程技术研究的 单位之一，应用等离子喷涂技术对重载车辆零件 进行再制造修复与改进，实车考核证明经再制造 的 零 部 件 比 新 品 的 相 对 耐 磨 性 提 高 #$ " — 1$ , 倍，寿命提高 %—, 倍。对首钢从比利时购进的 二手连铸设备中的三百多件大轴承座和轧辊，经 再制造修复和表面强化，已正常使用了数年。目 前装甲兵工程学院已经建成国家级再制造技术科 技重点实验室，为装备的再制造升级改造与延寿 提供了研究基地与实验平台。国内的济南、上海 已经建立了汽车发动机的再制造生产线，形成了 一定的再制造能力。在装备再制造技术科技重点 实验室的技术支持下，北京昊兰汽车修理厂建设 了汽车发动机再制造生产线，并合作开展汽车发 动机零件再制造技术的应用研究，进一步提高再 制造产品的质量。
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新技术
#$ 汽车发动机零件再制造技术及其应用
再制造工程所需要的技术种类非常广泛，其 中各种表面技术和复合表面技术主要用来修复和 强化废旧零件的失效表面，是实施再制造的主要 技术。
汽车再制造的关键是发动机再制造。发动机 再制造的关键是对发动机的主要零部件的再制 造，这些零部件主要包括缸体、缸盖、曲轴和连 杆等，表面工程技术尤其是纳米表面工程技术是 零部件再制造的重要技术手段，应用纳米电刷镀 技术、热喷涂技术等先进表面技术将保证再制造 产品的质量。 （%）纳米电刷镀技术
# 下转第 $% 页 & 摩和防腐性能的纳米固体润滑干 膜，取得明显效果。
另外超音速等离子喷涂技术、纳米减摩原位 动态自修复技术等在汽车发动机再制造中也将能 发挥重要的作用。超音速等离子喷涂以等离子弧 为热源，可以将微纳米陶瓷粉、复合粉等多种喷 涂材料加热到熔融状态，利用超音速射流沉积得 到结合强度高、孔隙率低的高质量涂层，在汽车 发动机零件再制造方面有广泛的应用前景。纳米 减摩原位动态自修复技术通过在润滑油中加入纳 米减摩添加剂，在摩擦化学作用下原位动态修复 零件表面微损伤，能够有效降低摩擦、减小磨 损，降低油耗，提高发动机的有效功率，能够用 于提高再制造发动机的性能，延长使用寿命。
划伤快速填补技术是利用微区脉冲点焊设备 和专用材料，对零部件的损伤部位进行快速修复 的技术。该技术通过高能电脉冲产生高温，使补 材在经过预处理的待修表面上熔化，实现二者的 微区焊接。采用该技术对零件的均匀磨损、沟槽 和特形表面棱边损伤等进行快速修复，恢复零件 的尺寸和形状精度。 （2）纳米固体润滑干膜技术
表面减摩技术的应用，能够提高汽车装备中 的机械设备运行可靠性，延长使用寿命7 减少维 修次数。固体润滑干膜技术是一种新型减摩技 术，能够在高温、高负荷、超低温、超高真空、 强氧化还原和强辐射等环境条件下有效润滑。
纳米固体润滑技术通过在固体润滑干膜中添 加润滑和抗磨作用的纳米粒子，改善固体润滑干 膜的润滑、耐磨损性能，能够在常规油脂不宜使 用的特殊环境下实现有效润滑，并且没有油脂润 滑所存在的污染及漏油等问题。如含有纳米氧化 铝材料的固体润滑干膜的耐磨性提高了 0 -! 倍。纳米固体润滑膜可以用到几乎所有的摩擦部 件上而不需要改变部件的尺寸，而且还具有优良 的防腐蚀性能和动密封性能，能起到防止机械振 动和减少机械噪音的作用。目前已经在一些重载 车辆中使用了具有良好耐磨、减 8 下转第 29 页 :
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采用高速电弧喷涂技术能够制备耐磨涂层、 防腐涂层、防滑涂层等各种性能的涂层，可以应 用于磨损零件的修复和强化。
新型高速电弧喷涂与普通电弧喷涂相比，粒 子速度显著提高、雾化效果明显改善；涂层的结 合强度显著提高，涂层的孔隙率和表面粗糙度 低。高速电弧喷涂具有优质、高效、低成本的特 点，在汽车发动机再制造中具有广阔的应用前 景。目前采用高速电弧喷涂复合涂层，恢复汽车 发动机曲轴的轴径尺寸，并且提高摩擦表面硬度 和耐磨性，使其性能得到提高。 （#）划伤快速填补技术
%$ 汽车发动机再制造背景
汽车零部件的再制造是研究最早的领域，在 国外已经形成了规模相当大的产业。美国汽车工 程师协会（&’(）多次举办以“再制造”为主题 的学术会议，并对一些具体零部件（如离合器、 发动机、变速箱、转向器等）的再制造制定了标 准 。 美 国 汽 车 发 动 机 产 品 再 制 造 协 会 （ )(*’） 每月都出版关于再制造产品市场、销售、生产和 管理的快报，并主办《汽车再制造杂志》。美国 "+ 年代后期汽车零部件再制造产品销售额达到 ,-+ 亿美元，在动力车供货市场中 .+/ 0 "+/ 是 再制造产品。美国福特汽车公司正在建立一个旧 部件交流中心，充分利用回收再制造的部件；福
随着在线检测技术的发展和成熟，在线检测 技术的应用范围已从单机自动检测向整条生产线 的自动在线检测发展，从而达到实现高度生产自 动化和最佳的生产状况。国外一些工业先进国家， 他们的产品质量较好，劳动生产率较高的原因，与 在线检测技术的发展和推广应用是分不开的。
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由于纳米材料具有优异的力学性能，可用于 制造超硬，高强，高韧超塑性材料和高性能陶瓷 和高韧、高硬涂层，不仅能够获得质量优良的原 材料，而且可以采用表面工程技术对零部件进行 维修或再制造，获得高性能的零件或备品备件。 以纳米金刚石和纳米陶瓷为代表的纳米硬粉，具 有很高的硬度和较好耐高温能力，在镀层应用可 以较大幅度改善电刷镀镀层的机械性能。通过将 纳米材料与高效的电刷镀技术结合，并采用镍包 覆法对纳米粉表面进行处理，可有效地提高纳米 粉在镍基复合镀层中的共沉积量，显著的改善纳 米粉在镀层中的均匀程度，解决纳米粉在复合镀 层中难以均匀分散这一关键问题。在纳米材料的 弥散强化作用下，获得的纳米复合镀层表现出比 单一快速镍刷镀层更好的性能。纳米复合电刷镀 技术在汽车发动机的轴承、轴承座零件的磨损部 位得到应用，进行零部件表面损伤的修复、强化 和防护，获得的含纳米金刚石的复合镀层在室温 高负荷下具有优良的抗疲劳和抗磨损性能，纳米 氧化铝 &’ ( &’ ) *+*, - ./01# 复合镀层的使用温 度提高到 2"""3，复合镀层的显微硬度保持在 456""，微动磨损深度为快速镍刷镀层的 % ( 2。 （0）高速电弧喷涂技术