活塞环镀层
EMD机车活塞环侧面镀铬质量问题分析与改进
（ 编辑 ： 匡 玲 ）
（ 上 接第 ７页 ）
表 ４ 计 算 车 辆 曲线 几 何 偏 移 ■ ｍｍ
亚机 车 ， 各 危 险断 面 的各 种 运 动 轮 廓 与 参考 机 车 的 相应 运动 轮廓 间均 有 一 定 的安 全 间 隙 ， 满 足 澳 大利
４ 结束 语
通 过 改 变 电镀 装 夹方 式 ， 采用 电镀 新 工艺 更 换
层 与活塞 环 基体 结合 力 不 强 ， 采 用 普 通 铬 电镀 工 艺 时 导致 镀铬 层产 生起 皮脱 落现 象 。 （ ２ ） 解决 措施 。原电镀 工艺 为 除 油一 除锈 一 喷 砂 一 冲击 电镀一 正 常 电镀 一去 氢 。针对 不 锈钢 材料 成分 ， 增 加 材料 活 化 工 序 和 阶梯 反 电活 化 工 序 。新 电镀 工艺 为 ： 除油一 除 锈 一 喷 砂一 活 化 一 反 电活 化 一 正 常 电镀 一 去氢 ， 新 工 艺 使 镀 层 与 基 体 金 属 材料 以原 子键 结合 ， 从 而保 证 了结合 性 能 。 新 阳极 ， 保 证 电力线 分 布 均 匀 及 与基 体材 料 的充 分 活化 ， 从 而使 活塞 环 整个 侧 面与 开 口端 镀层 厚 度 均 匀， 结 合性 能 优 良。经 批量 生产 ， 验证 了该 方案 的可 行性 ， 并 在后 续 生产 中进 行 了推 广应 用 。 目前 该 活
散 及 开 口 冒气泡 ， 从 而增 加 了开 口端 的镀层 厚度 。
２ ． ２ 内外 圆镀 层厚 度存 在偏 差 （ １ ） 原 因分 析 。电 镀 时采 用 环 形 夹 具 ， 不 锈 钢 环镶嵌 在 夹具 中进 行 电镀 ， 夹具 只有 内孔 导 电 ， 导致
真空镀膜涂层活塞环用途
真空镀膜涂层活塞环用途真空镀膜涂层是一种特殊的表面处理技术，常被应用于各种工业领域中，包括汽车制造、航空航天、电子、医疗设备等。
而在这些领域中，活塞环是使用这种技术的主要应用之一。
活塞环是发动机中的重要部件，直接影响着发动机的性能和寿命。
活塞环位于活塞上，防止气体泄露和润滑油进入燃烧室。
常见的活塞环材质有铸铁、钢、陶瓷等。
然而，这些材质往往不能满足现代发动机对性能和耐磨性的要求。
通过使用真空镀膜涂层技术，活塞环的性能可以得到显著提升。
活塞环经过镀膜后，可以增加其耐磨性、硬度、抗腐蚀性和润滑性能，同时减少与气缸壁的摩擦和磨损，提高发动机的效率和寿命。
以下是一些真空镀膜涂层活塞环的主要用途：1. 提高耐磨性和硬度：真空镀膜涂层能够增加活塞环的硬度和抗磨损能力，从而降低与气缸壁的摩擦和磨损。
这极大地延长了活塞环的使用寿命，减少了维修和更换的频率，提高了发动机的可靠性和经济性。
2. 提高润滑性能：真空镀膜涂层能够形成一个光滑的表面，减少活塞环与气缸壁之间的摩擦，改善活塞环在运动过程中的润滑性能。
这降低了能量损失和热量，提高了发动机的效率和燃油经济性。
3. 提高抗腐蚀性：真空镀膜涂层能够形成一个抗腐蚀的屏障，减少活塞环与燃烧室内高温和腐蚀介质的接触。
这提高了活塞环的稳定性和耐久性，延长了其使用寿命。
4. 提高尺寸精度：真空镀膜涂层技术具有较高的精度和均匀性，能够使活塞环表面形成非常薄而均匀的涂层。
这提高了活塞环的尺寸精度，减少了运动阻力和噪音，提高了发动机的运行平稳性和驾驶舒适性。
除了以上的主要用途外，真空镀膜涂层活塞环还具有其他一些优势，例如降低活塞环的摩擦系数、减少活塞环与气缸壁之间的间隙、提高活塞环的导热性能等。
这些优势使得真空镀膜涂层活塞环在现代发动机中得到广泛应用，成为改善发动机性能和提高可靠性的重要技术手段之一。
总之，真空镀膜涂层活塞环的用途主要是通过提高活塞环的耐磨性、硬度、抗腐蚀性和润滑性能，减少与气缸壁的摩擦和磨损，从而提高发动机的效率和寿命。
活塞的几种表面处理技术
活塞的几种表面处理技术活塞是内燃机连杆——活塞组中的重要零件。
活塞的磨损一般表现在三个方面：活塞环槽磨损、顶部燃烧室烧毁、活塞裙部擦伤磨损。
针对活塞的三种主要磨损方式，除了通过改善基体材料，以提高活塞整体的强度和耐磨性之外，还有一个途径就是通过各种表面强化方式，提高活塞的抗高温氧化性能、抗腐蚀性能、耐磨损性能。
1 镀铬镀铬是最常见最普通的一种提高材料抗磨损性能的方法。
众所周知，在一定条件下沉积的铬镀层具有很高的硬度和耐磨损性能，硬铬的硬度达到Hv900～1200，是常用的硬度最高的镀层。
基体强度的提高，可提高零件的耐磨性，延长使用寿命。
据有关资料介绍“活塞环槽侧面镀铬后，能明显减少环槽的磨损，在温度和载荷中等的发动机上，要用上述方法处理后，能减少活塞环槽磨损量的33 ～60”。
2 镀锡电沉积或化学沉积的锡镀层具有优良的润滑性能，活塞表面镀锡可以改善配副摩擦件之间的初期磨损性能，降低配副间的摩擦系数，从而选到减低活塞表面磨损量的目的。
3 微弧氧化微弧氧化技术是近年来在阳极氧化基础上建立起来的一项金属材料表面处理新技术。
它采用了等离子化学和电化学原理，直接在材料表面生成一层氧化膜，以提高材料的表面综合性能，有着广阔的市场和应用前。
4 激光处理随着激光技术的不断发展和进步，激光处理作为一种新兴技术越来越广泛的应用于工业化生产中。
激光具有高度的单色性，相干性、方向性和亮度，是一种聚焦性好、功率密度高、易于控制、能在大气中远距离传输的热源。
利用激光处理原理进行活塞环槽的激光合金化处理，以提高活塞环槽表面的耐热耐磨性能。
5 用电子束加工提高活塞环槽的耐磨性活塞环槽的强化过程如下：在经预热清洗去掉脏污、尘埃、机油的活塞毛坯上，在未来的环槽处进行金属局部熔化，然后迅速结晶。
强化时既可不对金属合金化，也可合金化。
在电子束加工时活塞合金变成液态，其深度和宽度为以后车削环槽强化金属所必需的。
活塞环电镀硬铬与转化膜新技术
活塞环电镀硬铬与转化膜新技术活塞环是内燃机重要的零部件之一，其主要功能是密封活塞与气缸之间的空隙，保证内燃机正常工作。
而活塞环的材料和加工工艺对于内燃机的性能和寿命有着至关重要的影响。
因此，如何提高活塞环的质量和耐用性一直是内燃机制造业的关注点之一。
传统的活塞环材料主要是灰口铸铁和钢，它们的表面硬度和耐磨性都比较低，易受到高温、高压、高速等复杂工况的影响，导致活塞环的寿命较短。
为了解决这一问题，人们开始研究在活塞环表面形成一层硬度和耐磨性更高的涂层。
在众多的涂层技术中，电镀硬铬和转化膜是应用较广泛的两种。
电镀硬铬是将活塞环浸泡在含有铬酸盐的电解液中，通电后在活塞环表面形成一层硬度高、耐磨性好的铬层。
而转化膜则是在活塞环表面形成一层厚度约为1-2微米的氧化铬层，可以提高活塞环的耐磨性和腐蚀性。
两种技术各有优缺点，下面将分别进行介绍。
一、电镀硬铬技术电镀硬铬技术是一种成熟、可靠的表面处理技术，已经广泛应用于汽车、航空、机械等领域。
其主要优点是：1. 铬层硬度高：电镀硬铬层的硬度可达到900-1100HV，是灰口铸铁和钢的5-10倍，能够有效提高活塞环的耐磨性和抗疲劳性。
2. 良好的耐蚀性：铬层具有良好的耐蚀性，可以有效防止活塞环表面的氧化和腐蚀，延长活塞环的使用寿命。
3. 表面光洁度高：电镀硬铬层的表面光洁度高，可以减少活塞环与气缸之间的摩擦阻力，提高发动机的效率。
4. 工艺成熟、稳定：电镀硬铬技术已经有着成熟的工艺和设备，生产过程稳定可靠，成本较低。
但是，电镀硬铬技术也存在一些缺点：1. 铬层厚度不易控制：电镀硬铬层的厚度通常在10-30微米之间，但是由于电解液的流动性、活塞环表面的形状和尺寸等因素的影响，铬层的厚度不易控制。
2. 铬层粗糙度高：电镀硬铬层的表面粗糙度较高，容易产生不良的表面质量，影响活塞环的密封性和耐磨性。
3. 对环境污染较大：电镀硬铬过程中会产生大量的废液和废气，对环境造成污染。
活塞环等离子喷覆层
活塞环等离子喷覆层————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：等离子喷涂涂层等离子喷涂的特点等离子喷涂是将金属粉未通过等离子弧焰流中心加热到熔化或半熔化状态,随着焰流以高速喷射并沉积到经预处理的工件表面上,从而形成一种具有特殊性能的涂层。
等离子弧具有高温(弧中心温度高达32000K)和高速(焰流速度最高达3050m/s,粉末离子喷射时最高达610m/s)特点,且等离子弧稳定,可控制。
等离子涂层致密度高(达88%-99%),粘着强度高(63-70MPa),涂层平整光滑,且厚度可控制。
喷涂时使用了还原气体(如N2)和惰性气体(如Ar)作为工作气体,使涂层杂质少;喷涂时工作热变形小,无组织变化;涂层效率高(粉末的沉积速率达8kg/h).既不需考虑平衡条件,也不需考虑各组分相互溶解的亲和力。
涂层的设计活塞环的各种涂层及其成功期望率图2表示可采用的活塞环镀层种类和成功地应用于发动机的涂层选配图。
各种材料的配伍,可由图的横向和纵向列出的材料组合而成.可以用一种组分或几种组分的粉沫混合来制造涂层。
元素、合金、化合物的粉未和合成粉沫都能做为组分。
德国GOETZE公司对如硅化物。
碳化物和氧化物与合适的金属合金组成的金属-陶瓷涂层给予最优先考虑。
这些材料的配合,在图2中以填入的圆圈表示。
氧化物和部分硼化物的成功期望率之所以低,是由于这些材料在高温下易碎裂的缘故。
对各种材料配合进行评定的方法只能得出大概的结果,所以,某些在评定中中等成功期望的涂层,而在实际工作中,有可能具有高的成功期望。
活塞环涂层要有很长的工作寿命,必须满足以下要求:l.涂层磨损量<Cr;2.气缸套磨损量<=Cr;3.抗咬合性>=M0;4.抗破裂性>=Cr.在研制过程中,人们一开始不可能弄清楚出现的问题是工艺方法问题还是材料问题,所以,涂层的研究与粉未材料的研制平行进行是非常必要的。
活塞环镀铬质量控制探讨
活塞环镀铬质量控制探讨摘要：本文介绍了活塞环外圆面镀硬铬质量的影响因素及控制方法 ,并提出了未来活塞环镀铬技术的发展方向。
关键词：镀铬；超声波清洗；镀前打磨；电器保护；PLC控制；安培小时计；1.概述目前市面上活塞环均要求为锻件，作为发动机的核心部件，保证活塞环产品质量。
有利于发动机的良好运行。
活塞环是发动机的关键部件，也是发动机中最苛刻的摩擦部件之一。
其工作环境非常恶劣，要求耐高温150℃-200℃，耐磨性，耐蚀性以及工作过程中所承受的负荷也在变化等，这需要活塞的表面处理层密封圈具有良好的耐磨性，抗咬合性，耐腐蚀性等性能。
由于铬层的高硬度，良好的耐腐蚀性和耐磨性，铬环在发动机中的使用变得越来越普遍。
目前市面上活塞环均要求为锻件，保证其产品质量。
多年来，我们公司进行了各种技术改造，并获得了一些活塞环镀铬的经验。
下面简要概述了活塞环镀层的质量控制以及活塞环镀层技术的发展方向。
2.活塞环镀铬质量二个重要指标（1）结合力：结合力是所有表面涂层的重要检测指标之一。
结合力直接与使用涂层的可能性有关。
（2）镀层的厚度：铬层的厚度根据活塞环的环境和活塞环的材料而略有不同。
一般的活塞环的铬层的正常厚度在 0. 05mm～ 0. 18mm的范围内，但某些镶嵌的铬段除外。
3影响镀铬质量的因素及控制方法3.1镀层与基体的结合力3.1.1基本材料铬层与基底之间的结合强度与工艺条件和基底材料有很大关系。
目前，活塞环的主要材料有：灰口铸铁，球墨铸铁，多合金铸铁，钢，钢带，弹簧钢等。
同一工艺下不同基材沉积的涂层之间的结合强度条件和底材有很大不同。
只有对不同的材料采用不同的加工方法，我们才能确保良好的凝聚力。
另外，经过不同的热处理，表面硬度差异大或内应力差异大的零件的镀铬工艺也不同。
3.1.2镀前除油在机械加工过程中，活塞环在切割，研磨和其他过程之后不可避免地会在表面上沾上油和氧化物，因此必须在镀铬之前仔细清除油，以获得令人满意的涂层，尤其是铸铁环。
活塞环电镀铬工艺(2篇)
第1篇一、引言活塞环是内燃机中非常重要的部件，其作用是保证活塞与气缸壁之间的密封，防止燃气泄漏，提高发动机的功率和燃油经济性。
活塞环的制造质量直接影响着发动机的性能和寿命。
电镀铬工艺作为一种表面处理技术，广泛应用于活塞环的生产中，能够有效提高活塞环的耐磨性、耐腐蚀性和使用寿命。
本文将详细介绍活塞环电镀铬工艺的原理、工艺流程、设备要求及质量控制方法。
二、活塞环电镀铬工艺原理电镀铬工艺是利用电化学原理，在活塞环表面形成一层均匀、致密的铬镀层。
其基本原理如下：1. 电解质溶液：电解质溶液是电镀铬工艺的基础，通常采用硫酸铬或硫酸铜作为电解质。
硫酸铬电解质溶液具有较好的稳定性，且在电镀铬过程中不易产生杂质。
2. 镀层材料：铬是电镀铬工艺中常用的镀层材料，具有优良的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能。
3. 电解过程：在电场作用下，铬离子从电解质溶液中迁移到活塞环表面，并在电极表面还原沉积形成铬镀层。
4. 镀层厚度与电流密度：镀层厚度与电流密度成正比，电流密度越大，镀层厚度越厚。
通常，活塞环电镀铬工艺的镀层厚度为0.01～0.05mm。
三、活塞环电镀铬工艺流程1. 前处理：将活塞环放入酸洗液中，去除表面的油污、锈蚀和氧化层。
酸洗后用清水冲洗干净，然后放入碱洗液中去除油污和残留的酸洗液。
碱洗后用清水冲洗干净，并进行烘干。
2. 镀前活化：将处理好的活塞环放入活化液中，去除表面的氧化膜，提高镀层的结合力。
3. 电镀：将活化后的活塞环放入电镀槽中，通入直流电，使铬离子在活塞环表面还原沉积形成铬镀层。
4. 镀后处理：电镀完成后，取出活塞环，用清水冲洗干净，去除多余的铬离子和电解质。
然后放入热水或蒸汽中进行热处理，提高镀层的硬度和耐磨性。
5. 检验：对电镀铬后的活塞环进行外观检查、尺寸测量、硬度测试等检验项目，确保活塞环质量符合要求。
四、设备要求1. 电镀槽：电镀槽应采用耐腐蚀、耐高温的材料制造，如不锈钢、玻璃钢等。
2. 电源：电镀电源应具备稳定的输出电压和电流，以满足电镀工艺的要求。
活塞环PVD镀层
离子镀膜的原理及其应用离子镀膜的原理,曾在1963年由美国航空航天局的Mattox提出。
该技术与真空蒸镀法和喷镀法有所不同,是将被镀工件和蒸发源同置于氩等气体放电的环境中等离子化,然后在阴极被镀工件上蒸镀金属。
用氮气、碳化氢气体及氧气等反应性气体取代氩气体,便可析出氮化物、碳化物及氧化物等陶瓷保护膜。
图l是离子镀膜的原理图。
近来,利用离子镀膜法,常在切削工具及模具表面镀上TiC及TiN。
TiC及TiN保护膜,在短时间内可保持非常理想的耐磨性,但无法加大保护膜厚度,不适用于延长活塞环寿命,故着眼于铬金属,开发了铬-氮系保护膜。
其应用目标是,保证优良的耐磨性及耐胶着性,加大保护膜厚度（保证厚度在l0um以上),并确保其和被镀基体的附着性。
Cr-N系保护膜(IP-200)的形成Cr-N系保护膜是使用蒸发源金属铬和反应性气体氮在反应炉中形成的,其成分是Cr2N和CrN。
参见图2所示的Cr、N浓度分布。
Cr-N系保护膜(IP-200)的特性IP-200保护膜的附着性要保证金属和陶瓷的附着性难度较大。
一般来讲,离子镀膜的厚度为2-10um.而日本Riken公司利用自己的方法,开发了厚度达l0-60um的镀膜,不仅附着性好、厚度大,而且具有可以充分确保活塞环功能的附着力,这种效果是使用特别的前处理方法实现的。
图3为Cr-N系保护膜厚度与附着性的关系。
可以看出,如果保护膜厚度增大,其抗剥离性变差,但是当膜厚度为60um时,附着性仍然很好。
IP-200保护膜的硬度图4示出Cr-N系保护膜的硬度。
从图4中可以看出,其硬度远高于电镀硬质铬及氮化(GN:气体氮化18%Cr不锈钢)的硬度,硬度为l500-2000HmV。
这是因为它与金属铬不同,属陶瓷系.IP-200的耐胶着性表面硬度越高,耐胶着性越强。
Cr-N系的IP-200亦不例外,其耐胶着性约是电镀硬质铬的1.5倍,见图5。
评价耐胶着性是使用图6所示的Riken式超高压磨损试验机按表1所列条件试验的。
活塞电镀工艺(2篇)
第1篇摘要活塞作为内燃机的重要组成部分，其表面质量直接影响着发动机的性能和寿命。
活塞电镀工艺作为一种表面处理技术，能够有效提高活塞的耐磨性、抗氧化性、导电性和装饰性。
本文将从活塞电镀工艺的原理、工艺流程、常用镀层及工艺参数等方面进行详细介绍，为活塞电镀工艺的优化和应用提供参考。
一、引言活塞作为内燃机中承受高温、高压、高速冲击的重要部件，其表面质量对发动机的性能和寿命有着至关重要的影响。
活塞电镀工艺作为一种表面处理技术，能够在活塞表面形成一层具有特殊性能的镀层，从而提高活塞的耐磨性、抗氧化性、导电性和装饰性。
随着科学技术的不断发展，活塞电镀工艺在汽车、航空、航天等领域得到了广泛应用。
二、活塞电镀工艺原理活塞电镀工艺是基于电化学反应原理，利用电解质溶液中的金属离子在活塞表面沉积形成金属镀层。
具体来说，活塞作为阳极，金属离子在电解质溶液中受到电场作用，向活塞表面移动，在活塞表面还原成金属原子，形成金属镀层。
三、活塞电镀工艺流程活塞电镀工艺流程主要包括以下步骤：1. 前处理：对活塞进行表面清洗、除油、除锈、活化等处理，确保活塞表面清洁、无油污、无锈蚀。
2. 电镀：将处理好的活塞放入电解质溶液中，通过电流作用使金属离子在活塞表面沉积形成金属镀层。
3. 后处理：对电镀后的活塞进行去应力、钝化、烘干等处理，以提高镀层的结合力和耐腐蚀性能。
四、常用镀层及工艺参数1. 镀层类型（1）耐磨镀层：如镀硬铬、镀钒等，可提高活塞表面的耐磨性。
（2）抗氧化镀层：如镀镍、镀银等，可提高活塞表面的抗氧化性能。
（3）导电镀层：如镀银、镀金等，可提高活塞表面的导电性能。
（4）装饰镀层：如镀金、镀银等，可提高活塞表面的装饰性。
2. 工艺参数（1）电流密度：电流密度越高，沉积速率越快，但镀层结合力会降低。
（2）温度：温度越高，沉积速率越快，但镀层质量会降低。
（3）电解质浓度：电解质浓度越高，沉积速率越快，但镀层质量会降低。
（4）时间：沉积时间越长，镀层越厚，但镀层质量会降低。
汽车活塞环表面电镀Ni-SiC复合镀层
文 献标 志码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ０ — ４ ７ ４ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ — ０ ０ ２ ９ — ０ ３
０ 前 言
Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｄｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｗｅ ａ ｒ ｗｅ ｉ ｇ ｈｔ ｌ ｏ ｓ ｓ ｗａ ｓ ５ ． ８ ｍ ｇ，ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｔ ｈａ ｎ ｔ ｈａ ｔ ｏ ｆ ｕ ｎｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｐｉ ｓ ｔ ｏ ｎ ｒ ｉ ｎｇ， ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎｇ ａ ｍｐｌ ｉ ｔ ｕｄ ｅ ａ ｐｐｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｔ ｏ ３ ３ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｎ ｄｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｐｉ ｓ ｔ ｏ ｎ ｒ ｉ ｎ ｇ ｈａ ｓ ｂｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ａ ｂｒ ａ ｓ ｉ ｖ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎｃ ｅ ． Ｆｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｒ ｅ， ｍ ｏ ｄ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎｔ ｐｌ ａｙ ｅ ｄ ａ
２ ０ １ ５ 年５ 月
Hale Waihona Puke 电镀 与 环 保 第３ ５ 卷第 ３ 期（ 总第 ２ ０ ３ 期） ・２ ９・
汽 车 活 塞 环 表 面 电 镀 Ｎｉ — Ｓ ｉ Ｃ 复 合 镀 层
活塞环表面Ni-P镀层
活塞环表面Ni-P镀层Ni-P合金电刷镀镀层的特点1.灰铸铁活塞环经表面电刷镀强化,涂Ni-P合金在相同工况下摩擦系数从原来的0.l10降低到0.l00,从而降低内燃机摩擦功的消耗,有利于提高内燃机的效率和节省能源;2.Ni-P合金镀层具有优良的耐热、耐磨性能,稳定阶段的磨损量仅为钒钛铸铁的3/5,而且随着载荷的变化不象钒钛铸铁那样起伏波动;3.Ni,P合金镀层的摩擦系数明显低于硬铬镀层,其磨损量为硬铬镀层的ll/l6.而电刷镀工艺简单,操作方便,成品率高,无污染,成本较低。
因此电刷镀表面强化工艺是极有希望的一种新工艺;试验方法及材料材料选用钒钛铸铁活塞环作基材,在上面刷镀一层Ni-P耐磨层,为了比较其耐磨性能,用硬铬镀层活塞环作对比,配磨件一律采用硼铸铁缸套。
电刷镀工艺1.彻底去掉旧活塞环上的油污及合金碎屑,先用水磨砂纸打磨活塞面,再用丙酮清洗干净,显露出活塞原有的基面。
2.把活塞环放入l00℃的沸水中浸泡l5min(利用热胀把分散在活塞毛细孔内的汽油放出),再用丙酮或汽油擦洗两遍。
3.电净(+l0V)→水冲→l#活化(-l0V)→水冲→3#活化（-l5V）→水冲→Ni-P 镀液无电擦拭→刷镀Ni-P合金(+18V,30min)。
镀层显微组织及硬度测定用TTMT-3型显微硬度计测量不同温度下的硬度,加载lN,时间30s,用国产TSM一2型台式扫描电镜观察组织并拍照。
耐磨试验磨损试验在国产M一200机上进行,试验在纯滑动摩擦下,下试样转速为400r/zmn,上试样对磨轮的转速360r/min,两者的转动方向相反,切向滑动速度为76.9m/min,采用20号机油滴油(每分钟30-40滴)润滑,垂直载荷245N,以下试样失重作为磨损依据。
试验结果及分析镀层的显微组织镀层的组织为链环状,亦称花生状。
在Ni基体上弥散分布着Ni3P硬质相(白亮点块状),其晶格结构为四排六方晶格和体心立方晶格,由于Ni3P硬质相弥散分布,使镀层具有很高的硬度和耐磨性。
活塞环物理气相沉积涂层的研究
活塞环物理气相沉积涂层的研究一台内燃机的使用寿命很大程度上取决于活塞环-气缸副的使用寿命,在活塞环表面涂覆减摩涂层是减少活塞摩擦副磨损的一种可能方法。
为此目的,目前广泛采用的是电镀铬层,但是镀铬层在热和机械循环负荷下易于开裂,并且还要求抛光以防止发动机磨合期间气缸磨损,电镀铬工艺要花数小时之久,同时还要酸洗以及在生产中要求采取生态保护的特殊措施.目前,正在寻求取代镀铬的工艺技术,其中之一就是采用离子轰击辅助的物理汽相沉积(PVD)。
PVD工艺可使不同成分的多层涂层沉积,厚度通常为l0um且具有许多特性,不需要以后进行抛光及采取生态保护措施。
活塞环磨损和物理汽相沉积涂层成分的预先选择内燃机正常运转时,活塞环承受来自气缸壁的机械载荷和来自活塞的热负荷。
温度和机械因素同时起作用加剧了活塞环的磨损,特别是压缩环.活塞环磨损的主要机理是:(1)细颗粒的磨蚀磨损,这些细颗粒能通过空气滤清器而且硬度又高于活塞环;(2)在活塞环与气缸表面之间形成的界面上粘结引起的粘附磨损(图1)。
因此活塞环的耐磨涂层必须具有高的硬度和低的表面性能,过渡金属的碳化物、氮化物、氧化物都具有这种性能,由于这些材料的韧性低,PVD涂层厚度通常不超过4-6um以防涂层裂开.当具有硬涂层的活塞环磨合时,可以通过沉积另外一层韧性材料即低屈服点金属的外层降低气缸磨损。
在热和机械负荷作用下,将迫使磨合层金属从局部接触区挤向非接触区。
于是在活塞环和气缸壁之间形成紧配合,因此活塞环周边负荷均等而消除了局部磨损并减少了活塞副的总磨损量。
此外,在整个气缸壁上均匀涂抹的磨合层金属将起一层界面膜作用,从而防止活塞环与气缸间的互相粘附。
磨合层的厚度必须足以补偿活塞环几何误差dr和气缸几何误差dc,并断定厚度等于（dr十dc）/4。
,在下面所研究的活塞环PVD涂层的实例中,因为TiN能承受较大的机械负荷和热负荷而选用它作为耐磨层。
由于钛具有较高韧性而选择它作为磨合层。
活塞环镍基复合镀层
活塞环镍基复合镀层CPN-200是使不溶性氮化硅微细颗粒(新陶瓷)悬浮在镍、钴、磷的化合物电解液中,经充分搅拌在被镀件表面均匀共析镍、钴、磷/氮化硅(Ni-Co-P-/Si3N4)的表面处理,再经热硬化处理而形成的硬质电解复合材料镀层(如图l示)。
基体Ni-Co-P对盐酸和硫酸等具有良好的耐腐蚀性。
另外,由于使微细氮化硅粉末含在镀层中,因此降低了本身和相配件的磨损量。
该镀层在与铸铁和过共晶Ai-Si合金气缸相配时,具有良好的滑动特性,其高耐胶着性和镀层初期磨合性均良好。
l.CPN-200镀层的组成CPN-200镀层的组成列于表l,复合材料分散镀层的结构概念图示于图2。
2.各种复合材料分散镀剂磨损特性的评价耐胶着性耐磨损性表2列出可大幅度提高耐磨性的硬质微粒的物理性质。
图3、4是把自Si3N4到TiC 的5种硬质微粒,均匀分散到Ni-Co-P合金基体中的复合镀层,按表3列出试验条件用图14和图15所示试验机进行耐磨损试验的结果。
作为滑动材料与广泛使用的镀铬相比,Si3N4的耐胶着性最好,可达l5MPa,其他材料在1l一12MPa时就发生胶着。
另外,虽然耐磨损性都好于镀铬,其中高硬度TiC和TiN分散剂微粒自身的磨损量也较小,但是因其攻击性强,故相配件磨损量很大。
若兼顾耐胶着性和自身及相配件的磨损,则以Si3N4分散剂微粒为最好。
因为Si3N4微粒硬度适宜并具有较高的化学稳定性,特别是因其熔融金属不活泼,所以具有与相配件不容易发生胶着的特性。
3.CPN-200分散微粒大小和分散度的影响耐胶着性(试验条件同图3)耐磨损性关于Si3N4分散微粒大小和分散度(共析的Si3N4)对磨损特性的影响,用图14所示试验机按表3所列试验条件、进行耐胶着性试验,试验结果示于图5。
用图l6所示试验机按表3所列试验条件进行耐磨损性试验,试验结果示于图6。
虽然微粒直径的大小对耐胶着性的影响不大,但是对耐磨损性却有很大影响,微粒直径一增大,不仅自身的磨损量变大,而且对相配件的攻击性也变强。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验思路
选材：CrN、TiN、Ti-TiN 膜厚：CrN 1μm TiN 4~5μm 层数：8层单层 约500nm 6层 单层约666nm 单层膜的厚度不能超过 3μm , 否则会因膜层内应力过大而产生裂纹, 但是为保证汽车 内燃机的大修间隔里程, 活塞环镀膜膜层厚度不能小于 4 ～ 6μm。
活塞顶部
活塞环
活塞销
自由尺寸 φ85*2mm
பைடு நூலகம்
相关文献一
在国产环镀铬基础上再涂TIN或 CrN硬质 膜。并以台湾地区活塞环作参 照。研究结果表 明, 发动机活塞环PVD 复合涂层 有以 下 特点: 1. PVD复合涂层活塞环的耐磨性好 2. PVD复合涂层活塞环对缸体的磨损 量小。 3. PV D复合涂层活塞环涂层致密,结合 牢固。 通 过 台架耐 久 对 比试验表 明,发 动机功率上升,扭矩增加,油 耗下降,满足 使用 要 求。经 过 TIN涂 层 表 面处 理 的 C G 125 活塞环(一环)性能可靠,涂 层 没有 剥 落现 象。
器材需求：硬度计、显微硬度计 靶材需求: Cr靶
性能检测
台架实验：
磨损前后性能检测
怠速污染物HC ppm 怠速污染物CO % 标定功率及相应转速kw/(r/min) 最大扭矩及相应转速Nm/(r/min) 最低燃油消耗率g/(kwh) 参考：传动3.893:1做功100h 设备需求：台架实验室 配件需求： （可能需营口方面配合）
Cr 电镀层的纳米硬度测量值为 4~5 GPa, Cr N 薄膜的纳 米硬度测量值为 22 GPa, Cr Ti Al N 涂层的纳米硬度测量 值为33 GPa。 CrTiAlN 薄膜的表面形貌组织致密, 膜厚4μm左右。表面颗 粒没有发现缝隙和空穴等缺陷, 颗粒组织细小, 最大的达 400 nm 以上, 而最小的仅几十纳米。CrN-CrTiAlN 复合膜 层能够有效提高传统电镀 Cr 活塞环的高温粘着磨损性能, 与缸套匹配良好。
[1]孙晓楠,冯史勋,王万录,侯爱国. 摩托车发动机活塞环复合涂层的研究[J].材料导报..第18卷 第8A期. 20 04.8
相关文献二
采用多弧—磁控溅射复 合工艺在活塞环表面进行多 层镀膜的研究。在铸铁活塞 环表面进行 Ti-TiN 多层镀 。膜层的组织、相结构、显 微硬度、膜—基复合强度、 内应力, 以及活塞环—缸套 摩擦副的磨损量进行分析, 结果表明采用多弧—磁控溅 射复合工艺在铸铁活塞环表 面沉积膜厚大于4μm 的T iTi N 多层复合镀层是可行 的 ,该工艺能明显改善活塞 环 — 缸套摩擦副的耐磨性 。
检验依据
GB14621-2002 QC/T29117.7-93
[1]孙晓楠,冯史勋,王万录,侯爱国. 摩托车发动机活塞环复合涂层的研究[J].材料导报..第18卷 第8A期. 20 04.8
性能检测
活塞环开口间隙检测：
一般要求活塞环开口间隙值大于或等于装配间隙，小于极限间隙。注意，如果开口 间隙过小时，不能使用锉削活塞环开口的方法修复。 设备需求： 配件需求：配套缸套、塞尺 （可能需营口方面配合）
[2]孙 灼,张培,翟乐恒等.铸铁活塞环表面多弧—磁控溅射复合镀研究 [J].金属热处理学报..第21卷 第1期. 2000.3.
相关文献二
随着层数增多,每层 Ti 和 Ti N 的厚度都减小 ,柱状晶也随之越来越不明显、晶粒越细 。这是由于多层膜的细化效应所致。 在膜层总厚度保持一致的条件下 ,膜层层数增加导致每一层TiN厚度减小;Ti 夹层增多 , 缓解了镀制 TiN所引起的内应力, 使薄膜中的内应力在一定程度上得到了释放。 随着膜层层数的增加,膜层内应力减小 , 膜—基结合增加 ,而且膜层的显微硬度提高。 随膜层层数增加膜层的显微硬度和膜—基复合强度提高;而膜层内应力减小导致活塞环 磨损量减小 , 与其配对的缸套的磨损量也减小 。
表面粗糙度：镀铬、氮化等表面处理活塞环成品的表面粗糙度要求在Ra0.2μm以下
硬度： 100~105HRB 薄膜硬度测试按GB4342-84规定进行JB/T8865-1966可供参照 生产实践表明，环的硬度控制在100~105HRB之间。 GB1149-82中规定了活塞环的硬度范围：环直径小于或等于150mm时为98~108HRB ；当环的材质为钨合金铸铁时为96~106HRB；环直径D大于150mm时为94~105HRB 。GB1149-82又规定同一片环硬度差不大于3个HRB单位。 显微硬度：目前国内一般氮化硬度控制在850~1200HV范围内。
活塞环镀层调研报告
2015.07.15
目录
现状描述
参考文献 实验思路
实验设计
性能检测
现状描述
目前，我司营口生产的发动机有两种型号： 汽油燃料机：压缩比9.5：1，有8个成品样品寄到我司； 乙醇燃料机：压缩比12.3：1。目前无样品。 两款发动机均由福特提供图纸，且性能要求均在图纸上有详细标注。
[2]孙 灼,张培,翟乐恒等.铸铁活塞环表面多弧—磁控溅射复合镀研究 [J].金属热处理学报.第21卷 第1期. 2000.3.
相关文献三
多弧离子镀在活塞环表面制备了 Cr N 及CrTiAlN 复合膜。 CrTiAlN 复合膜由自行改造的多弧离子镀设备进行制备, 一个 阴极弧源上安装纯 Cr 靶( 99. 9%) , 另一个安装TiAl50at%, 镀层中的 Cr, Ti, A l 三种金属成分含量由靶电流大小来控制 。沉积条件为: 本底真空优于 2×10- 3Pa, 采用质量流量控 制器控制N2与Ar 气流量, 保持工作真空度为0.5Pa, 烘烤温度 为 300℃, 镀层沉积时间为 2h。