农用柴油机钢活塞销孔-销的摩擦副润滑特性分析

为解决钢活塞销孔-销摩擦副因同种材料摩擦配副问题以及钢材密度大和导热性能差所带来的润滑特性差的问题,该研究以D25TCIF农用柴油机钢活塞为对象,建立钢活塞连杆组传热模型和热弹性流体动力学模型,并开展钢活塞温度场测试试验与仿真验证。结合单因素扫值法和Box-Behnken多因素优化算法分析了销孔轴承间隙、销孔表面粗糙度和销孔指数型线内外半径增量变化对销孔轴承润滑特性的影响。结果表明:销孔结构对轴承的润滑特性有很大影响,销孔指数型线内半径增量的影响最大,而外半径增量的影响较小。最优参数组合为销孔轴承间隙0.021 mm、销孔表面粗糙度0.798μm、销孔指数型线内半径增量0.008 mm、销孔指数型线外半径增量0.010 mm,此时预测的最小油膜厚度为0.979μm;最大粗糙接触压力为249.406 MPa,与该方案下仿真值的相对误差小于5%。该研究优化方法效果好,且预测准确,可为后续的钢活塞销孔结构设计提供理论依据。

高速激光熔覆马氏体不锈钢涂层与电镀层性能对比与研究

为对比研究不同液压缸服役工况下高速激光熔覆涂层替代电镀硬铬层的可行性,分别制备了马氏体不锈钢熔覆层XG-1、XG-2和电镀硬铬涂层,开展了三种涂层组织、硬度、腐蚀性能及模拟不同工况(划伤磨损、干砂摩擦磨损、滑动摩擦磨损)下磨损性能测试,探讨了涂层失效行为及其应用工况。结果表明:XG-1、XG-2涂层微观组织致密且均匀,平均显微硬度为720.5 HV、653 HV;电镀硬铬涂层分布孔隙和裂纹等缺陷,自腐蚀电流密度为10.45μA/cm^(2),耐腐蚀性能最差;三种磨损形式下电镀硬铬涂层均发生了开裂及剥落,高速激光熔覆涂层表现出更优异的耐磨性能,适用于活塞杆易拉伤、外界富集硬质颗粒污染物、大侧向载荷等液压缸服役工况。

绞线机摇架顶针组件结构优化改进

绞线机摇架顶针组件存在结构问题,使轴承、顶针等零件易损坏。综合分析顶针组件各零件的作用、结构组成及其维修情况,对摇架顶针组件进行优化设计及改进。通过改变圆锥滚子轴承单个安装为成对背靠背安装方式,调整轴承挡圈与紧固方式等结构,增大轴承承载强度;增设中心光孔及顶丝孔,改盲孔型为通孔型等,大大提高顶针组件维修效率。优化改进后,摇架顶针组件故障减少,维修难度也大大降低。

活塞杆电镀后表面缺陷原因分析

针对非调钢活塞杆电镀后表面缺陷,通过宏观、金相、扫描电镜等分析,发现表面缺陷为磨削工序中的铁屑经超声碱洗未清除,电镀后与基体结合力不良,在抛光工序中镀层脱落形成的镀层起皮缺陷。在活塞杆电镀前加强表面清洗、表面检查,对表面存在的氧化皮、粘附异物进行清理和去除,可有效减少活塞杆表面镀层起皮缺陷。

热障涂层钢活塞和硅铝合金活塞的热分析

为降低活塞基体温度,提高柴油机性能,分别在硅铝合金活塞和钢活塞上喷涂稳定的氧化镁-氧化锆等离子体。讨论了热障涂层对两种材料活塞的温度场和热应力的影响。分析了有无陶瓷涂层活塞温度场和应力场的变化。结果表明,和无涂层活塞相比,热障涂层活塞表面的最高温度明显升高,钢活塞和硅铝合金活塞表面的最高温度分别增加了31%和54%,但是对应的基体最高温度分别下降了27.55%和26.91%。

ML10薄壁活塞的冷挤压工艺分析及数值模拟

通过分析薄壁活塞冷挤压成形特点,提出了一种钢质薄壁活塞的冷挤压工艺方案并计算了其工艺参数;利用Qform-3D软件对该工艺进行了数值模拟分析,并依据分析结果设计了合理的模具。该工艺能大幅提高加工效率,节约材料,降低成本。

马氏体不锈钢活塞环的气体氮化

对6Cr13Mo马氏体不锈钢活塞环进行了加入NH4Cl的洁净气体氮化处理试验,对产品进行了金相与硬度检测及装车试验。结果表明,由于NH4Cl的活化与催渗作用,经520℃×8 h氮化,氮化层深可达0.20 mm,最高硬度达到1 200HV,且大于800 HV的有效层深达0.12 mm以上,完全能够满足活塞环的使用要求,其使用寿命与镀铬环相当。该处理工艺可以代替传统的有污染的镀铬工艺。

4Cr13不锈钢活塞环化学镀镍磷的试验研究

在马氏体型不锈钢活塞环上化学沉积 Ni- P合金 ,测试了镀层的结合力、耐磨性、抗氧化性等性能。结果表明 :不锈钢活塞环镀层表面光滑、平整 ,外观质量好 ;经 4 0 0℃保温后 ,其抗磨性、抗氧化性等性能都优于氮化活塞环。

240/275系列柴油机钢顶铝裙组合活塞裂损分析及解决对策

240/275系列柴油机钢顶铝裙活塞在铁路机车提速、重载后出现了活塞裙裂损事故,严重损害了活塞的寿命和可靠性。针对这一问题,开展了一系列研究和试验工作:以可靠性理论为指导,进行了活塞失效模式分析;创建了基于接触的组合活塞、活塞销、连杆的传力模型并进行了多方案有限元数值仿真;找到了原型活塞失效原因,研制并批量生产了新结构钢顶铝裙活塞。新结构活塞运用情况良好,相当数量的活塞经受住了机车走行60万km以上的考核。

5CrW2Si钢冲击活塞断裂分析

本文通过应力腐蚀和腐蚀疲劳实验，应用光学显微镜和扫描电镜证实工作时水进入活塞内壁，形成蚀坑，从而在交变载荷作用下产生氢致开裂，并由此提出了防止活塞氢致开裂的措施．

40CrMnMo活塞连杆稀土离子氮碳共渗工艺

对40CrMnMo钢制活塞连杆试样进行不同温度、时间、气压及稀土含量下的稀土离子氮碳共渗工艺试验,测定了不同工艺参数下表面强化层的硬度、厚度,并对比了稀土离子氮碳共渗工艺与其他表面强化工艺处理后的磨损性能和弯曲疲劳强度等力学性能。结果表明:5%RE、520℃×2h、1.05kPa气压为该工艺的最佳参数。40CrMnMo钢制高速增压柴油机活塞连杆用该工艺处理后,完全能满足其使用性能要求。

240/275系列柴油机新结构钢顶铝裙活塞的研制

铁路提速、重载后,240/275系列柴油机钢顶铝裙组合活塞出现了裙裂损、环槽磨损过快等严重质量问题。为提高该活塞的寿命,通过一系列研究和试验,查明活塞失效的主要原因是由于活塞结构不合理局部应力集中而导致严重的活塞裙疲劳破坏。同时还给出了活塞环槽磨损过快的四个主要因素。通过结合仿真分析的一系列试验,设计了一种新结构活塞。目前,大量的新结构活塞已经安全运行60万km以上。

液压启闭机活塞杆锈蚀原因分析及技术措施

启闭机油缸的使用寿命与活塞杆的耐腐蚀性能直接相关，现就液压启闭机镀铬活塞杆的锈蚀原因进行分析，并从活塞杆的材料与机械加工工艺等方面提出了改进技术措施，增强活塞杆的防腐蚀能力，能够延长启闭机的使用寿命。有用不同材质不同工艺措施，特别是不锈钢基材镀铬和普通钢材喷涂陶瓷工艺能够有效地防止活塞杆锈蚀．水利工程启闭机设计选型应对油缸活塞杆采取有效经济防腐工艺措施。

基于滑移线场的钢质薄壁活塞冷挤压工艺研究

依据钢质薄壁活塞的冷挤压工艺方案绘制出解决活塞类轴对称杯形件薄壁成形问题的滑移线场。首次建立了壁厚、摩擦因子、材料剪切强度与单位接触应力的数学模型;利用Qform-3D对活塞冷挤压工艺过程进行了数值模拟分析,证实了上述数学模型对活塞冷挤压成形中挤压力的计算是有用的。

基于有限元方法的全钢活塞热机耦合分析

针对某在研中的全钢活塞,以尽量降低其质量为目的对全钢活塞的形状进行优化设计,利用有限元法,对活塞温度场进行了数值模拟,并对活塞在各种载荷下的应力及变形进行了分析与对比。

船用ZG270-500铸钢活塞早期周向贯穿裂纹失效分析

通过金相显微镜、扫描电镜、化学成分和能谱分析以及硬度测试等手段,对船用ZG270-500铸钢活塞早期周向贯穿裂纹原因进行分析。结果表明,活塞的焊接工艺适当,开裂原因是由于焊接时高硫量的母材形成的硫化物在焊缝中萌生疲劳裂纹与扩展所致。并提出相应的管理建议。

挤压铸造工艺对汽车活塞销性能的影响分析

采用不同的浇注温度和挤压比压进行了20Cr钢汽车活塞销的挤压铸造,并进行了拉伸和冲击性能的测试与分析。结果表明：随浇注温度从1250℃提高至1450℃,挤压比压从50 MPa增加至140 MPa,20Cr钢汽车活塞销的强度和冲击性能均先提高后下降。20Cr钢汽车活塞销的浇注温度和挤压比压分别优选为1375℃、125 MPa。

锻钢活塞摩擦焊接参数及接头组织分析

对锻钢活塞摩擦焊接工艺进行了试验研究。测试了摩擦焊接头性能,分析了摩擦焊接过程中焊接参数变化的特点,讨论了其焊接接头的金相组织。指出该材料的摩擦焊接头町具有与母材等强甚至超强性能,是连接钢制活塞裙部与冠部的一种很好的工艺方法。摩擦焊接过程中主轴电机电枢电流有两个前峰值,滑台位移有两个平台。焊合区及近缝区组织为细小的针状马氏体组织,尤其焊合区马氏体针特别致密细小。母材中的硫化物夹杂对焊接接头有很大影响,是降低接头性能的主要原因。

钢顶组合活塞改善柴油机性能的研究

本文阐述了国内首次在小缸径高速柴油机上采用低排热钢顶组合活塞的试验结果及分析。在195柴油机上试验研究结果表明,与铝活塞相比,除了标定高功率少数工况外,油耗率普遍降低1％～5％,噪声降低2～3dB,排放得到改善,振动基本一样。对气缸内参数的分析表明,滞燃期缩短,最高燃烧压力降低,燃烧过程较为柔和。

内燃机活塞环材料及其表面处理

活塞环在发动机中起着密封、控油、导热、支撑的作用,活塞环材料应具备良好的耐磨性、耐热性、耐蚀性、强韧性、导热性、工艺制造性以及与气缸材料的磨合性。球墨铸铁和钢材已经成为活塞环的基本材料,采用表面处理方法如镀铬、氮化、喷钼、喷涂陶瓷层等工艺进行表面改性来提高活塞环的使用性能。需要不断地研究和开发新型活塞环材料和表面处理工艺来满足发动机的发展需要。