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内燃机活塞环表面处理技术的发展趋势
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佳达

时间 : 2020-08-16 16:30 浏览量 : 20

 由于现代内燃机正在向高机械负荷和高热负荷的方向发展,高输出功率内燃机的耐久性要求在大幅度提高;同时环境保护方面的低燃料消耗、低废气排放等规定越来越严格。2002年美国出台了严格的环境保护法,2004年欧盟开始执行欧标准,重型发动机即将采用废气再循环(EGR)技术。针对这些情况,对活塞环所追求的耐磨耗性,耐拉缸性能,以及对缸套不会造成太大磨耗的滑动特性要求,使得活塞环的表面处理技术也在不断地发展。现代活塞环表面处理技术目前活塞环表面处理技术主要有电镀、氮化处理、热喷涂和气相沉积等几种。

 电镀硬铬活塞环电镀硬质铬的历史比较早,但直到现在还是活塞环的主要表面处理方法。硬质铬活塞环的电镀层厚度在5~300m,铬层具有活塞环表面处理所要求的适合的特性值,形成各特性均衡良好的镀层,例如镀层本身及配对材料的耐磨性、抗熔着能力、强度、制造加工性、成本等。但是,铬层不同于钼层,它不能适应因短期的快速磨合(初期磨合时)而产生的超负荷,这种超负荷会破坏环与缸套之间的油膜、出现拉缸的危险。为保护铬层,必须对铬层表面进行特殊处理以弥补以上缺陷。

 电镀硬铬具有很多优良的特性,但是这种电镀的耐磨性及抗熔着性方面还不能完全满足发动机要求的性能。日本的活塞环公司为解决镀铬工艺的性能不足问题,初期也使用了喷涂处理,但存在涂层强度不足以及引起配对缸套材料磨损等缺点,因而被限定用于部分活塞环。高合金钢活塞环氮化处理技术,由于有高耐磨性,缸套磨损轻微等优异性能,故作为弥补镀铬工艺性能不足的主要工艺,扩大了其应用范围,成为与欧美不同形式的工艺。氮化活塞环作为改善电镀硬铬磨损的工艺措施,是为有铅汽油发动机及小型内燃机而开发的工艺,耐磨性是镀铬的3~5倍。


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