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發(fā)動機缸體、缸套是發(fā)動機的心臟，通常用鑄鐵鑄造再進行機加而成，由于工藝技術(shù)的原因，一般不做強化處理，因此出現(xiàn)發(fā)動機運行壽命低、耗油量增大、維修維護難等一系列問題。<\/font><\/div>近年來隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光表面強化工藝廣泛應(yīng)用在汽車、機車、柴油發(fā)動機等行業(yè)，并逐步占有重要的應(yīng)用地位。<\/font><\/div>激光淬火是一種**經(jīng)濟而又有效的材料改性新技術(shù)，也是激光表面強化技術(shù)中**的一種。它是利用高能密度的激光束掃描工件，使表層金屬迅速被加熱到某一溫度，然后該表層又受到冷基體的影響而發(fā)生快速相變反應(yīng)，從而使工件表層的組織和性能得到改善。<\/font><\/div>發(fā)動機缸體、缸套的內(nèi)表面激光淬火工藝與傳統(tǒng)的熱處理方式相比具有明顯的優(yōu)勢，其變形小，硬化面積可控，處理帶硬度高，處理硬化層深可達0.1-0.5毫米，大幅度的提高了缸體、缸套的耐磨性能和使用壽命，對提高產(chǎn)品檔次和競爭力極為有利。淬火處理后的表面硬度可由末處理前的HRC20-25提高至HRC60以上，耐磨性提高至少三倍，確保汽車大修后的行駛里程超過15萬公里，節(jié)油8%以上。 <\/font><\/div>該項工藝經(jīng)多家科研機構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，其中多項參數(shù)可影響強化效果。<\/font><\/div>通過快速磨損試驗證明，激光功率、離焦量、掃描速率和激光淬火率是影響淬火層深度、寬度、硬度、金相組織、氣缸套內(nèi)表面品質(zhì)及耐磨性的主要工藝參數(shù)。為此,在一樣例缸套、活塞環(huán)室內(nèi)快速模擬磨損試驗臺上進行了幾項主要工藝參數(shù)選定試驗。<\/font><\/div> <\/font><\/div><\/font> <\/div>不同激光功率<\/font><\/strong><\/div>在同樣氣缸配對副、同一離焦量(L=28mm)和同一掃描速率(v=25mm/s)下,改變激光功率大小,進行快速磨損試驗。激光功率1.2kw與激光功率1.4kw時,氣缸套及配對活塞環(huán)的耐磨性很接近,而激光功率1kw時,其耐磨性則大幅度下降,因此保證足夠的激光功率是非常必要的。 <\/font><\/div><\/font> <\/div>不同離焦量<\/strong> <\/font><\/div>不同離焦量L下的氣缸套、活塞環(huán)耐磨性試驗結(jié)果表示，離焦量L=28mm為**離焦量,在該離焦量下激光淬火氣缸套及其配對活塞環(huán)均具有優(yōu)異的耐磨性。而在加大離焦量(L=32mm)或減小離焦量(l=18mm)后,激光熱處理氣缸套及其配對活塞環(huán)耐磨性大幅度下降,氣缸套相對磨損分別增加51.5%和83.4%，配對活塞環(huán)相對磨損分別增加30.2%和37.9%。 <\/font><\/div> 不同掃描速率 <\/font><\/strong><\/p>改變激光掃描速率,得出的激光淬火氣缸套及其配對活塞環(huán)耐磨性結(jié)果,其磨損值均較小且接近。其中用4分30秒處理一只氣缸套的試驗結(jié)果**(其掃描速率v=24.5mm/s),可見在保證足夠激光功率及適宜離焦量的前提下,可適當(dāng)加快掃描速率,以提高激光熱處理生產(chǎn)效率。<\/font><\/div><\/font> <\/div>激光淬火率 <\/font><\/strong><\/div> 激光淬火率p,是指淬火帶總面積占氣缸套內(nèi)表面總面積的百分比。此項試驗研究在l981年-1982年“拖拉機氣缸套激光熱處理工藝研究\"部管科研項目中做了系統(tǒng)試驗,80年代中期又做了一些補充驗證試驗,選定激光熱處理面積比p不低于30%為宜。<\/font><\/div><\/font> <\/div>激光淬火氣缸的耐磨穩(wěn)定性試驗<\/font><\/strong><\/div>我們將激光熱處理氣缸套在室內(nèi)快速磨損試驗臺上連續(xù)試驗25h.每隔5h測量一次氣缸套徑向磨損值和活塞環(huán)閉口間隙增大值,試驗10h后,換上第2組環(huán)。試驗結(jié)果表明氣缸套磨損正常,未出現(xiàn)后期磨損急劇增大現(xiàn)象,說明在激光淬硬層未磨盡之前,耐磨性很好,無剝落現(xiàn)象,隨著 淬硬層的逐步磨損,配對活塞環(huán)的磨損有下降的趨勢。雖然試驗15h后(半徑磨損值已達0.10mm以上)磨損有增加的趨勢,即磨損速率dd/dt略有上升,但斜率變化并不大。證明激光熱處理氣缸套具有優(yōu)良的耐磨穩(wěn)定性,這--優(yōu) 點對實際使用 是非常重要的。<\/font><\/div> <\/font><\/div>與其它不同材質(zhì)氣缸套的耐磨性及配副性能對比 <\/font><\/strong><\/div>選取國內(nèi)生產(chǎn)的 硼鑄鐵、高磷鑄鐵、中磷鑄鐵、中磷釩鈦鑄鐵、磷鉻釩鈦鑄鐵、中頻淬火氣缸套及工藝穩(wěn)定后的激光淬火氣缸套,配鎢鉻鑄鐵、硼釩鈦鑄鐵、鎢釩鈦鑄鐵、鉻鉬銅鑄鐵活塞環(huán)組(**氣環(huán)鍍鉻,油環(huán)鍍鉻,下同)一并進行室內(nèi)快速磨損試驗，證明激光淬火氣缸套的耐磨性及其使用壽命都會提高。<\/font><\/div><\/font> <\/div>
<\/div><\/font><\/div> <\/div><\/div> <\/div>缸套激光淬火<\/div><\/div><\/div> <\/div><\/div><\/div> <\/div>缸套激光淬火<\/div><\/div><\/div><\/div><\/center><\/div>
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