内燃机活塞环陶瓷涂层摩擦性能研究.pdfVIP

2008年 10月 润滑与密封 0ct．2008 第33卷 第 10期 LUBRICAT10N ENGINEERING Vo1．33No．10 内燃机活塞环陶瓷涂层摩擦性能研究 熊顺源 万宇杰 (江汉大学机电与建筑工程学院 湖北武汉430056) 摘要：采用等离子喷涂陶瓷涂层的方法对某活塞环表面进行了强化处理。探讨了活塞环表面涂层的材料种类、结构 及喷涂工艺流程 ，研究了陶瓷涂层活塞环的机械性能和摩擦学性能，并探讨了其摩擦磨损机制。结果表明：与镀铬活塞 环相比，陶瓷涂层活塞环具有较低的摩擦因数和较高的耐磨性和耐腐蚀性；陶瓷涂层同基体有很高的结合强度，涂层不 易脱落，并使活塞环整体具有较好的韧性和弹性；陶瓷涂层表面磨损机制主要表现为脆性剥落、挤压剥落和疲劳磨损。 关键词：活塞环；表面处理；陶瓷涂层 中图分类号：TK413．62 文献标识码：A 文章编号：0254—0150 (2008)10—061—3 ResearchonFrictionPropertiesofCeramicCoatingofInternal CombustionEnginePistonRing XiongShunyuan WanYujie (SchoolofElectrmeehanicalArchitecturalEngineering，JianghanUniversity， WuhanHubei430056，China) Abstract：Thesurfaceofinternalcombustionenginepistonringswasstrengthenedbyplasmasprayedceramiccoatings． Typesofmaterial，constructionandprocessplanningofthesurfacecoatingsofpistonringswereinvestigated．Themechani— calpropertiesandfrictionalpropertiesoftheceramiccoatingspistontingswerestudied，andtheirfrictionandwearmecha· nism waspresented．Theresultsshow，comparedtothechromium coatingspistonrings，theceramiccoatingspistonrings havelowerfriction coefficient，higherwearresistance and highercorrosion resistance．There isvery high combining strengthbetweentheceramiccoatingsandthematrix，SOtheceramiccoatingsisnoteasyburshoffthematrixandthepis- tonringshavehightoughnessandelasticproperties．Thewearmechanismoftheceramiccoatingsaredemonstratedasbrit— tlespalling，extursionspallingandfatiguewear． Keywords：pistonring；surfacetreatment；ceramiccoating 内燃机中的活塞与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧 缩而产生的与环槽侧面的摩擦，因此活塞环是内燃机 室 ，承受气缸中的气体压力并通过活塞销和连杆传 中寿命最短的零件之一。根据活塞环的功用和工作条 给曲轴。内燃机工作时，活塞顶部的温度高达600— 件，要求环的材料应有 良好的耐热性、导热性、耐磨 700K，承受的气体压力瞬间可达5～9MPa；一般