表面工程技术在发动机零部件修复中的应用(下)

　　2.2电刷镀修复

　　发动机凸轮轴轴颈的主要失效方式是磨损或划伤，以前凸轮轴轴颈出现磨损或划伤一般就报废了，或者采用加厚轴瓦的办法磨削轴颈后使用，给用户的维修带来很大的麻烦。

　　电刷镀技术具有设备简单、操作方便、安全可靠、镀积速度快的特点，用于修复凸轮轴轴颈取得明显效果。表2给出了采用电刷镀纳米Al2O3/Ni修复发动机轮轴和连杆的效益分析，电刷镀技术可大大降低维修成本。

　　2.3挤渗碳化硅

　　挤渗碳化硅工艺是把碳化硅微粒直接挤渗到金属表面层，在其表面呈非连续分布。这种方法的主要特点是工艺简单、生产效率高、成本低廉、无污染、无须特殊设备。因此，它是一种很有前途的新工艺。主要用于提高发动机气缸套、活塞环的耐磨性，特别对高强载发动机更有效。

　　2.4镀铬

　　镀铬工艺主要用于提高发动机零件的耐磨损与耐腐蚀性，如曲轴轴颈，十字头轴颈，活塞销、活塞环槽，活塞杆、缸套、活塞环、气阀及阀杆镀铬、油泵柱塞和套筒。目前，发动机零部件中常用的耐磨镀铬有两种，硬质镀铬和松孔镀铬。

　　硬质镀铬是指硬度较高而又耐磨的光亮镀铬层，它主要用于润滑条件较好，负荷又不很大的条件下，一般镀层厚度为0.03~0.3mm，最厚可达到1.0mm。

　　松孔镀铬主要用于润滑不良，承受载荷较大的零件如发动机缸套、活塞环、十字头销等。

　　2.5氮化

　　氮化有三种：(1)普通氮化，指纯粹氮原子的渗入；(2)软氮化，盐浴液体软氮化，含有活性氮、碳原子的气体介质中的气体软氮化及离子软氮化(包括加钛离子氮化)；(3)辉光离子氮化。

　　目前，最常用和最有发展前途的是离子软氮化和辉光离子氮化。它们主要用来提高发动机零件如曲轴轴颈、缸套、活塞环、凸轮轴、进排气阀、气门挺杆等的耐磨性、耐疲劳和耐腐蚀等。

　　2.6光加热表面淬火

　　激光加热用于钢和铸铁零件表面淬火，以提高其耐磨性。美国GM645系列柴油机，为了解决缸套气口的拉伤和提高其耐磨性，对气口部位曾分别进行过氮化、感应加热淬火和火焰淬火等处理，但由于处理面很大、温度高，出现了严重变形，甚至发生裂纹，最后用激光加热表面淬火处理，取得了良好的效果。激光加热淬火的气缸活塞环在我国已有应用，而且反映良好。该方法的特点是工艺简单、变形很小(如对缸套表面淬火，局部温度可达916℃，其它部位温度低于200℃，因此变形很小)。

　　2.7喷丸加工

　　喷丸加工法不需改变零部件的形状、材料、热处理，而且易于提高强度，特别是疲劳强度，因此，在发动机中已有很多应用，目前主要应用于曲轴、连杆、气阀弹簧、摇臂及传动齿轮等部位。经喷丸加工后的强化层可达0.5~0.6mm，表面硬度可达HRC40~50左右。

　　2.8冷压光加工

　　作为光整和表面强化的手段，冷压光加工在生产中得到了日益广泛的应用，以改善其零件表层的质量(粗糙度、冷硬程度、冷硬层深度、残余应力的性质和大小)。在发动机中主要用于气缸套、活塞销孔、连杆小头铜衬套、气阀导管、阀杆表面、凸轮轴颈、曲轴轴颈，特别是曲柄臂过渡圆的最后精加工，用以降低表面粗糙度及其强化并呈现残余压应力。

　　3结论

　　综上所述，由于发动机零部件的工作条件复杂，损坏常常是几种失效形式的复合，对零部件表面性能的要求往往不是单一的。因此，只有根据零部件的工况条件和失效特点正确选用表面强化方法，才能达到延长零部件的使用寿命和节约材料的目的。

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