等离子是气缸套表面处理的首选方法.pdf

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1、内燃机与配件2013年第l期等离子是气缸套表面处理的首选方法PlasmaTreatmentisthePreferredMethodoftheCylinderSurfaceTreatment韩旭东杨俊杨茂顺(洪泽东俊机械有限公司)[摘要]本文介绍了气缸套表面等离子处理方法与其它热处理方法的比较，凸显了等离子气缸套具有“均衡磨损”的性能，设备投资少、生产效率高、能源消耗低、耐磨性能高等优点。[关键词]等离子气缸套均衡磨损Keywords：PlasmaCylindersleeveBalancedwear1概述用高能量等离子束对内燃机气缸套内表面进行强化处理是提高气缸套耐磨性能

2、首选方法。我国在80年代中期气缸套制造商就开始采用激光束对气缸套内表面进行强化处理．取得了很好的效果，使气缸套的使用寿命有了显著的提高。90年代中后期，由山东矿业学院在激光束的基础上，研制出用等离子束处理气缸套内表面的硬化设备．在国内少量的缸套厂投人工业化使用。随后缸套厂行业中先后研制出等温淬火贝氏体气缸套、铸态贝氏体气缸套，以及采用激光束和高温氮化等处理方法对气缸套进行了处理。至今等离子气缸套已经广泛用于发动机维修中，但因主机厂工艺固化的因素应用较少。根据多种热处理方法的运用比较和不同方式处理的气缸套装机对比试验，情况如下：(1)等温淬火贝氏体气缸套等温淬火贝氏体气缸

3、套是一种整体处理方式．必须使气缸套整体材质形成下贝氏体组织形态，才能达到有效的耐磨性能。处理时间长、设备投入高、生产效率低、生产成本高，不宜批量生产。而且由于整体式处理方式形成气缸套全部是贝氏体组织．极易形成断台情况，广大用户认可率较低。(2)铸态贝氏体气缸套铸态贝氏体气缸套。它是在铸造过程中形成的一种贝氏体组织气缸套，化学成分要求十分苛刻．铸造工艺控制严格，成本费用相应的较高。当前的趋势仅处于理论研究和试生产阶段。市场上很难见到这种气缸套。(3)高温氮化气缸套高温氮化气缸套存在多种缺陷：一是氮化时间较长，生产效率低；二是经氮化后的气缸套变形量较大，需用珩磨工序修圆。由

4、于修圆，缸套内表面较薄的氮化层部分被珩磨掉，导致气缸套在使用过程中丧失了“均衡磨损”，加速了气缸套的磨损。(4)激光束处理的气缸套采用激光束处理的气缸套，内表面所处理的运动轨迹、硬化深度一致，在使用过程中初期具有较好的耐磨性，在中后期由于气缸套工作过程中。各部位温度变化较大。磨损量随着温度的变化而产生。因此在中后期产生倒喇叭口现状．导致发动机密封性能变差，功率下降，燃烧机油严重的状况。(5)等离子气缸套等离子气缸套与上述几种方式处理的气缸套相比具有以下几个优点：a．生产效率高，100。120毫米内经的气缸套，合金强化时间在1分20秒至2分钟范围内。适用于大批量生产：b．

5、设备投资少．是其它热处理设备的二分之一到三分之一：C．处理成本低。是其它几种热处理方式的四分之一到二十分之一：韩旭东杨俊杨茂顺：等离子是气缸套表面处理的首选方法d．热处理质量高，根据气缸套各部的工作温度和磨损程度的要求，调整机床的转速和等离子束的流量，实现“均衡磨损”控制：～e．无需前期处理，无污染、无公害：f．占地面积小，对环境条件要求低：i．使用操作简单，维修方便。2等耐磨性设计理念由于气缸套内表面各部位的磨损条件不同，从而使气缸套表面不同位置的实际磨损量有较大的差别。所谓“均衡磨损”处理技术是指：在气缸套内表面工作条件恶劣的部位采用较强的强化处理技术，而在气缸套表

6、面工作条件较为优越的部位采用较低的强化处理技术。这是“均衡磨损”处理技术的基本设计理念。针对气缸套内表面的磨损失效情况。通过理论分析和已磨损失效的气缸套的检测表明：气缸套内表面上下部位的实际磨损情况的差别是很大的。根据发动机的工作状况来分析气缸套内表面上下部位的工作条件。活塞接近上止点时．发动机上的高压泵以高压向气缸中喷射柴油．柴油形成细微的油粒，与高压高温的空气混合，柴油混合气自行燃烧，猛烈膨胀，产生爆发力，推动活塞下行做功。此时的温度达1900—20000C，压力可达60—100个大气压。功率很大。而在气缸套的下部区域，正常的工作温度一般在100。(2以内，气缸套内

7、表面下部的温度波动是相当小的。同时由于四行程发动机气缸套内壁的润滑靠飞溅方式润滑．润滑油首先靠飞溅进入气缸套内表面的下部．然后靠活塞和活塞环的上下往复运动将润滑油带到气缸套内表面的上部。根据气缸系统的密封和润滑要求，在活塞的下部安装1—2道“油环”储存润滑油，在活塞的上部安装2一魈密封“气环”，起到密封和将多余的润滑油刮回到曲轴箱中。所以气缸套内表面上下部位的润滑条件的差别是十分较大的。四行程发动机为吸气、压缩、作功、排气四个工作行程。在作功行程后产生大量的烟尘积蓄在气缸套内表面上部区域、活塞顶部和第一道环的表面，而且在吸气行程中将空气中