液压油缸等离子弧表面淬火工艺

液压油缸作为液压机的液压执行元件,通过往复运动,输出压力和速度。因此其柱塞杆、活塞杆既要具备表面高硬度、耐磨性和疲劳极限,还要求心部具备高强度、韧性和塑性。为了满足柱塞杆、活塞杆技术性能要求,需对其外圆表面进行淬火处理。为此,改变常规采用的感应加热表面淬火工艺,率先采用等离子弧表面淬火工艺,在卧式车床上对大直径油缸柱塞杆、活塞杆进行表面淬火,取得了满意的效果。

活塞环表面液相等离子体电解碳硼共渗研究

活塞环表面强化可减少活塞环缸套摩擦磨损,提高机械效率,是商用车低碳化战略实现的重要途径与保障。为提升活塞环性能,尝试采用液相等离子体电解碳硼共渗(PEC/B)的技术方案,进行了活塞环表面改性的研究,系统探究了操作参数对工件表面形貌、硬度、相组成、截面形貌、元素分布和摩擦学性能的影响规律。研究结果表明,改性层主要由渗硼层和渗碳过渡层组成,渗硼层主要组成相为Fe 2B,渗碳过渡层的主要组成相为Fe 3C,渗碳处理可有效提升渗硼效率。改性层厚度最大可达15μm以上,渗硼层硬度最大可达1460HV。经碳硼共渗处理后,工件的摩擦因数、磨损率约为未处理工件的11%、7%,摩擦学性能显著提升。液相等离子体电解碳硼共渗为活塞环性能的提升提供了切实可行的技术途径。

活塞环表面等离子电解沉积陶瓷涂层的试验研究

为提升活塞环性能,采用液相等离子体电解沉积陶瓷涂层的技术方案,进行了活塞环表面强化的试验研究。分析了工作电压、处理时间和基体表面粗糙度对涂层结合力的影响规律,表征了PED陶瓷涂层的形貌和相组成。在此基础上,对比分析研究了PED陶瓷活塞环的硬度、摩擦学性能、耐腐蚀性能。研究结果表明:PED陶瓷涂层表面呈蜂窝状形貌,涂层的相由γ-Al_(2)O_(3)相和α-Al_(2)O_(3)相构成,且以α-Al_(2)O_(3)相为主晶相;PED陶瓷涂层与基体的结合力随工作电压的提高及处理时间的延长,均呈先增大后减小的趋势,随基体表面粗糙度的增大而增加。经PED处理后,试样的表面硬度可达1 185HV,其摩擦系数和磨损率分别降低了6.4%、29.4%;极化电阻提升至1.75×10^(4)Ω·cm^(2),较未处理活塞环提高一个数量级以上。

基于ICP-RIE工艺和共晶键合技术的微引擎

针对便携式设备的电源存在能量密度不够、电池寿命短、回收利用困难以及难以实现小型化等问题,设计了一种氢气作为燃料的微型往复式引擎来替代小型电源,其整体设计尺寸为52 mm×43 mm×4 mm。利用绝缘体上硅(SOI)基板制作了微型往复式引擎的零部件,包括上下盖板、燃烧室、活塞、弹簧和点火装置等;利用电感耦合等离子体-反应离子刻蚀(ICPRIE)得到垂直度接近90°的硅燃烧室、活塞等部件;利用Au-Si共晶键合等关键工艺,保证了上、下盖板与燃烧室等部件之间的气密性。为了验证微引擎的的可行性,搭建了一套测量燃烧压及活塞往复运动的实验装置,测得最大燃烧压约为50 kPa,活塞最大行程长度为1.6 mm,因此其具有广阔的应用前景。

电液压脉冲液动力特性分析

根据电液压脉冲技术基础理论,通过分析等离子体活塞膨胀的特点,建立了电液压脉冲放电等离子体活塞的数学模型,推导出放电通道内流体的液动力方程。对圆柱形对称放电通道的液动力特性进行分析,推导出无量纲微分方程。通过对微分方程的求解,得到了放电通道的液动力特性与时间的变化关系,以及液动力特性与放电回路的电气参数(电感、电容、电压和电阻)间的关系,从而可以预测放电通道内的压力、通道半径和通道的膨胀速度,为电液压脉冲技术的应用提供理论依据。

高强化活塞等离子喷涂涂层隔热性能研究

建立了高强化活塞等离子喷涂涂层隔热性能分析数学物理模型,模型中考虑了燃气的对流换热系数和温度、活塞环与缸套的动接触传热、材料的热物理性能、不同的隔热涂层材料和厚度。结果表明:没有等离子喷涂时,活塞顶面的金属表面温度为301℃;1.6 mm厚的NiCoCrAlY/ZrO_2·8%Y_2O_3梯度隔热层+钛酸钾K_2Ti_6O_(13)的活塞顶部最高温度升高至454℃。1 mm厚的NiCoCrAlY/ZrO_2·8%Y_2O_3的活塞顶部最高温度升高至352℃;由于隔热涂层厚度增加和涂层中添加ZrO_2·8%Y_2O_3+K_2Ti_6O_(13)的综合作用,1.6 mm厚的隔热涂层有更好的隔热效果;伴随隔热效果增加,涂层表面温度提高,其表面传递的热流密度越小,导致铝活塞基体与涂层结合处温度降低。

活塞环表面处理技术的研究现状及发展趋势

活塞环性能的优劣直接影响到内燃机的整体性能,随着现代内燃机的发展,对活塞环提出了越来越高的要求。阐述了现代活塞环表面处理技术如PVD与CVD镀膜、热喷涂钼涂层、等离子喷涂陶瓷涂层的技术特点,并与电镀铬、表面氮化进行对比,对它们的优缺点进行了分析。展望了现代活塞环表面处理技术的发展趋势。

活塞环的离子硫氮碳共渗

利用含N、C、S等元素的混合气氛对内燃机车活塞环用Cr－Mo－Cu合金铸铁试样及活塞环工件进行了离子硫氮碳共渗处理；研究了气氛组成、温度及时间等工艺参数对化合物层组织形貌、相组成及厚度的影响。结果表明，通过改变上述工艺参数，能有效地控制化合物层的相组成、厚度及疏松层／白亮层比例，因而可稳定地获得以ε－Fe2－3（N·C）相为主、疏松层／白亮层比例适当的复合化合物层。活塞环经此工艺处理后，宏观和微观质量指标符合技术条件要求，装车运行安全可靠，磨合良好，无拉缸、剥落和断裂现象，耐磨性比铜衬环提高2倍以上。

液压支架立柱活塞杆不同修复工艺性能对比

综合对比分析了等离子熔敷、激光熔敷与电镀工艺涂层表面的耐腐蚀性、硬度和耐磨性,结果发现:电镀涂层硬度达到866.8 HV20,磨损量仅0.028 7 g,具有较高的硬度和耐磨性,但耐腐蚀最差,盐雾试验中72 h后便出现了腐蚀点;等离子熔敷涂层显微硬度达到445.7 HV20,约为激光熔敷涂层的1.59倍,磨损量是0.226 28 g,耐磨性约为激光熔敷的0.74倍。极化曲线显示激光熔敷和等离子熔敷具有好的耐腐蚀性。

汽车活塞环的等离子喷涂修复研究

对汽车活塞环进行等离子喷涂处理,研究了不同配方喷涂涂层的孔隙率、显微硬度、微观组织和摩擦性能。结果表明,汽车活塞环表面的Mo-75TBN和TO-27CO涂层的孔隙率较大,Mo-75N和TO涂层的显微硬度稍低。Ti O2涂层可以获得较低的摩擦系数,但是耐磨性稍差。Cr_2O_3涂层硬度虽高但是对磨材料的质量损失较大。

活塞杆表面制备CoNiCrAl/Cr2O_(3)·SiO_(2)·TiO_(2)复合涂层的性能研究

采用超音速火焰喷涂与高焓等离子喷涂相结合的方法,在启闭机活塞杆用45钢表面制备了CoNiCrAl/Cr2O_(3)·SiO_(2)·TiO_(2)复合涂层。分析了该涂层的微观组织结构、显微硬度、孔隙率、结合强度、抗磨损性能和电化学性能等,并分析了涂层的磨损机理。结果表明:涂层的孔隙率为0.57%,涂层的平均显微硬度达1332.3HV0.2,涂层结合强度均值达到63.7 MPa,涂层的抗摩擦磨损性能是基体45钢的84.3倍,CoNiCrAl/Cr2O_(3)·SiO_(2)·TiO_(2)涂层具有优良的抗磨损性能。CoNiCrAl/Cr2O_(3)·SiO_(2)·TiO_(2)涂层的抗电化学腐蚀能力强于基体的。利用超音速火焰喷涂与高焓等离子喷涂相结合制备的CoNiCrAl/Cr2O_(3)·SiO_(2)·TiO_(2)涂层具有优良好的应用前景。

铌对液压支架立柱等离子熔敷涂层组织性能的影响

采用自制药芯焊丝等离子熔敷技术在液压支架立柱表面制备一种耐磨耐腐蚀的铁基合金涂层,合金体系为Cr-Ni-Mo-B-Nb。通过对比涂层的显微硬度、磨料磨损试验、盐雾试验,研究合金元素铌对涂层显微组织结构、显微硬度、耐磨性、耐蚀性的影响。试验结果表明,随着铌含量的增加,熔敷层显微硬度与耐磨性均先增大后减小,N2号平均显微硬度最大为436 HV20,磨损量最小为0.226 28 g,盐雾腐蚀后无腐蚀点,耐腐蚀性优良,适合液压支架立柱工矿的使用要求。

活塞环表面等离子喷涂强化及耐磨性能的研究

采用等离子喷涂技术,在活塞环表面喷涂一层Mo+28%NiCrBSi复合材料,并对复合材料涂层的金相组织、硬度、抗咬死和耐磨性进行了实验研究。结果表明采用等离子喷涂工艺制备的Mo+28%NiCrBSi复合材料涂层具有良好抗咬死性及耐磨性,是目前理想的活塞环涂层。

硼对液压支架立柱等离子熔敷涂层组织性能的影响

使用自制药芯焊丝等离子熔敷技术在液压支架立柱表面制备高硼熔敷层,分别研究了硼对熔敷层显微组织、结构、显微硬度、耐磨性、耐蚀性的影响.结果表明,四组高硼熔敷层成形良好,无裂纹,组织均匀致密.随硼含量的增加,熔敷层的显微硬度先增加后降低,最大为440 HV20,耐磨性与硬度呈对应关系;盐雾试验480 h后1号,2号熔敷层未出现腐蚀点,表现出良好的耐蚀性.综合分析表明,B元素含量为1.150%时,在保证硬度和耐磨性能的同时,盐雾腐蚀480 h未出现腐蚀点,满足液压支架立柱的使用要求.

金属陶瓷镀膜技术在车用内燃机上的应用研究

为降低内燃机活塞环与气缸套表面的摩擦因数,提高发动机的机械效率,进而提高内燃机的性能,在内燃机活塞环上应用了金属陶瓷镀膜技术。在剖析了金属镀膜技术的理论基础和技术背景的基础上,着重介绍了在内燃机活塞环上应用金属陶瓷镀膜技术前后所进行的发动机对比试验研究。试验结果表明,采用此项技术后,发动机成本仅增加3%～5%,而整机动力性和经济性得到了明显改善,实用价值很高。

Cr_3C_2-Mo-NiCr等离子涂层摩擦磨损特性的研究

等离子喷涂工艺作为一种表面强化方法，在耐磨、减摩、耐性、耐高温等功能涂层的制备方面，显示出其独特的优点．能提高内燃机活塞组的耐磨性和使用寿命，降低其摩擦损失，进而提高内燃机的效率，减少排气污染，作者在国产MM-200磨损试验机研究了等离子喷涂Cr3C2-Mo-NiCr涂层与缸套材料硼铸铁组成的滑动摩擦副的耐磨特性．给出了滑动摩擦副在试验条件下摩擦系数与载荷的关系，以及摩擦副磨损量与时间的关系．

车用铝合金发动机活塞表面强化涂层磨损性能研究

为了研究车用发动机铝合金活塞表面强化处理效果,以ZL109材料为基体,采用等离子喷涂技术制备镍基合金涂层,并对涂层宏微观形貌、显微硬度、结合强度和孔隙率等基本特性进行了系统表征。在此基础上,模拟活塞工作载荷和频率,开展了实验室条件下常温干摩擦试验,考核涂层摩擦学性能。结果表明:铝合金材质车用发动机活塞采用等离子喷涂制备的镍基合金涂层试验中,涂层内部结构致密,力学性能优异,显微硬度为838.10 HV_(0.1),结合强度为12.27 MPa,截面孔隙率为3.82%;常温干摩擦条件下,涂层磨损失重小于铝合金磨损失重,仅为3.2 mg。因此,采用等离子喷涂制备镍基合金涂层可显著提升铝合金活塞的抗磨损性能。

M50SC型船舶主机活塞环的摩擦磨损研究

文章针对M50SC型船用主机使用过程中活塞环磨损过大的问题,采用活塞环表面渗氮技术对实际使用的活塞环进行处理,力图通过改善活塞环的磨损抗力和腐蚀抗力来提高其使用寿命,从而延长吊缸周期,减少停船率,降低运营成本及船员的工作强度。实验室模拟试验结果表明,经表面处理的活塞环对减小运行过程的磨损是有益的,活塞环表面渗氮技术是减小活塞环磨损的有效手段,而缸套的磨损不会明显增加。

等离子喷涂活塞环工艺的研究

主要论述了95型活塞环的等离子喷涂工艺参数选择的步骤、原则和方法,为该项工艺的实际应用提供方便。

低热损失发动机喷涂陶瓷活塞热负荷的研究

本文论述了采用20μ镍铬镍硅薄丝带热电偶,对离子溅射喷涂陶瓷活塞顶表面及第1道活塞环上沿岸进行温度测量的方法和测量结果的精度分析。并比较了实测值和计算值,其结果基本相吻合。