【作者】

Minoru Kawanishi

【摘要】

注：版权归CIMAC所有 等离子喷涂镀层具有优异的耐磨和抗拉缸特性，目前被广泛用作低速柴油机活塞环外圈的标准镀层之一。近年来，市场对进一步改善活塞环镀层耐久性和粘附性的需求不断增长，以延长产品寿命。该种活塞环被应用在苛刻的工作环境下，比如配备在有废热回收系统的高功率发动机上。 为了满足这样的市场需求，曼恩公司挑战研究高耐久性活塞环镀层，并成功开发出采用HVOF喷涂方法的新型喷涂镀层。 在日本理研所，为了验证这种新型HVOF镀层方法作为活塞环表面处理技术的有效性，通过各种台架试验对上述提及的2种镀层方法形成的镀层膜性能进行对比和评估。 根据评价结果，与常规等离子镀层相比，HVOF镀层磨损量减少60％，镀层附着力提高了80％。抗拉缸性能是活塞环镀层所需的重要性能之一，但是在HVOF镀层的结果中，确认了与常规等离子喷涂镀层具有相当的抗拉缸特性。 通过对镀层材料和缸套材料在抗拉缸性试验中及试验后的温度、摩擦力矩等数据的进一步检测发现，常规等离子镀层与HVOF镀层在拉缸性质上存在差异。 在HVOF镀层的试验中，摩擦力矩在发生拉缸之前一直保持在极低的水平，在拉缸发生时上升。试验中HVOF镀层的缸套温度也低于传统等离子喷涂镀层。另一方面，常规等离子镀层的试验结果显示，随着接触载荷的增加，缸套温度和摩擦力矩增大，并且缸套温度达到HVOF镀层的1.35倍左右。 根据上述检测数据及对试验后各镀层和缸套材料的观察结果推断，镀层薄膜结构的不同会导致拉缸发生时的情况差异。对于传统的等离子镀层，摩擦热被认为是在试验初期产生的，镀层薄膜的细颗粒在试验过程中脱落，进而缸套材料被加热到高温引起油膜破裂，导致磨损发生。另一方面，在HVOF镀层由于镀膜颗粒之间的粘合力高，试验中几乎没有观察到细颗粒的脱落，并且由于镀层硬度高的影响，缸套表面变得类似于镜面。由此可知，当试验中摩擦表面不足以维持足够的油膜厚度时会导致油膜破裂，从而导致拉缸现象的发生。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

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