陶瓷涂层在气缸套上的应用研究

摘要

气缸套是内燃机中工作环境最为恶劣的零部件之一，它承受高温、高压的冲击和活塞环的往复摩擦，磨损较快且易产生拉缸现象。为了克服上述缺陷，延长内燃机寿命，本课题组通过分析目前表面技术在气缸套中的应用现状，采用了等离子喷涂方法在缸套内壁喷涂一层耐高温、抗磨损的陶瓷涂层来增强缸套的寿命。
　　为了改善涂层的结合强度和致密程度，提高它们的耐磨性，设计了如下粉末材料：在Al2O3中添加了13％TiO2，Mo中添加40％NiCr系合金，Cr3C2中加了25％的NiCr，采用等离子喷涂工艺获得了三种高性能复合涂层。通过XRD、EPMA、TEM等分析测试手段，研究了涂层的物相结构和组织形貌。根据气缸套的工作环境，进行了磨粒磨损和油润滑下的滑动磨损，获得试样在磨损前后重量变化等实验数据，同时研究了它们的磨损形貌的变化，分析了它们的磨损机理。
　　试验结果表明：用等离子喷涂陶瓷涂层的方法来对气缸套内壁进行表面处理是完全可行的。用三种材料处理后的气缸套与未处理的相比，其耐磨性都有很大程度的增加，三种材料中，无论是磨粒磨损还是油润滑下的滑动磨损，结果都是Al2O3/TiO2耐磨性最好。从涂层结合强度、热震性等方面考虑，三种涂层都完全符合气缸套的工况环境。从三种涂层、性能、价格、工艺等综合考虑，等离子喷涂Al2O3/TiO2陶瓷气缸套耐磨性好，性价比高，非常值得在缸套行业进行推广应用。

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Contents

中文摘要

英文摘要

1 前 言

2 文献综述

2.1 内燃机气缸套概述

2.2 本课题的国内外技术现状、水平与发展趋势

2.3 热喷涂技术的发展及应用

2.4 磨损理论及其研究现状

2.5 本论文的主要工作和研究内容

2.6预期达到的目标

3 涂层设计和制备方案

3.1 涂层性能要求

3.2 涂层设计和制备方案

4 试验方法与试验设备

4.1 热喷涂设备、材料与工艺

4.2 试验材料

4.3 试验方案及过程

5 涂层显微组织研究

5.1 Al2Ｏ3+TiＯ2涂层显微组织分析

5.2 Ni60-Mo（30%）涂层显微组织分析

5.3 Cr3C2-NiCr涂层显微组织分析

6 涂层力学性能检测结果与分析

6.1 涂层显微硬度测试及结果分析

6.2 涂层结合强度

6.３涂层孔隙率的测定

6.4 涂层的热震性能测试

7 涂层磨损性能的研究

7.1 涂层磨粒磨损性能的研究

7.2 涂层在油润滑下的滑动磨损性能的研究

8 结论与创新点

8.1 结论

8.2 创新点

９ 对今后工作的建议

致谢

参考文献

个人成果