激光相变硬化提高内燃机汽缸与活塞环摩擦副寿命的研究

摩擦学中阐明了一个原理:摩擦性能好的摩擦副双方总是相辅相成的.不同的材料经过加工后获得的各自最佳的表面硬度和强度,然而匹配在一起时往往表现不出最佳的耐磨特性,这是由于片面追求单个零件的高性能、高指标,忽视了摩擦副这个矛盾体在耐磨、抗磨、减磨等诸多因素上形成的统一关系.作者利用激光相变硬化工艺对中小型内燃机汽缸或汽缸套与活塞环这一摩擦副进行了处理,进行了显微硬度测试,金相显微组织分析,X射线衍射定性分析和分组匹配后的摩擦磨损试验,结果表明中小型内燃机汽缸和活塞环多为灰口铸铁、球墨铸铁和含磷、钼、铬等合金铸铁,激光相变硬化后获得马氏体和残余奥氏体组织,显微硬度在HV0.1550～890之间分布,X射线衍射分析物相有γ-Fe、Fe3C、α-Fe、石墨、合金元素等.成组配对后的滴油摩擦磨损试验表明,经过磨合后摩擦磨损保持在一个低值.研究表明对于不断处于动载荷冲击下的内燃机活塞环与汽缸或汽缸套摩擦副来说,不但要求有低的磨损率,而且要求在一定的载荷下磨损率保持较小波动.成组匹配中,经激光相变硬化后的气环、油环与缸的较佳的匹配为铬钼环与磷矾钛缸的匹配,磨损率稳定,且比不经激光处理的相同的摩擦副磨损量明显降低.(PE10)