發動機活塞缸套的材料及加工工藝研究（三）
F-DIESEL工程機械動力部件 2016/5/9 16:09:58
4 發動機缸套加工工藝
缸套鑄造分為型砂鑄造和離心鑄造，前者正逐漸被后者所取代。缸套產品的整個生產過程如圖2 所示。將鑄型預熱到300 ℃后，將定量的涂料從鑄型內孔小端一側分數次緩慢注入離心機，以保證涂料層厚度均勻。澆注時倘若速度過快，易出現雙面結晶，鑄件中間形成疏松，而速度過慢則易形成氧化夾層。金屬型加熱溫度也對鑄件質量有較大影響，一般控制在200~350 ℃范圍內。離心鑄造使得產品缺陷得到控制，力學性能優越，成本低廉，并能提高缸套的耐磨性、致密性及強度。
強化發動機缸套表面的主要工藝方法有：
1) 德國戴-克公司的過共晶Al-Si 合金或Al-Si復合體涂覆法。該法適用于涂覆內燃發動機鋁合金缸套壁，其涂層是由固態Al、Si 沉積物、金屬間相和氧化物構成的不均勻層狀結構。通過熱噴涂，可提高材料的粘附力和耐磨性。
圖2 缸套生產工藝過程
Fig.2 Production process of cylinder liner
2) 臺灣三陽公司發明的全鋁復合電鍍缸套法。它要求首先制備缸套坯體模具，再制備鋁金屬液，然后施行壓鑄制造，使鋁金屬液進入汽缸坯體模具以形成汽缸胚體；再通過電鍍使汽缸坯體內表面形成Ni-SiC 復合鍍層，從而使缸套具有高耐磨及耐高溫性。
3) 激光珩磨法。它利用具有一定能量密度的激光束，有針對性地進行缸套表面微觀幾何結構造型，屬于激光精細加工。江蘇理工大學張朝陽等利用激光對缸套表面進行珩磨，降低缸套摩擦損失和燃油耗，提高密封性，降低機油耗以及減少催化器的污染和顆粒排放。
5 發展趨勢
隨著能源緊張及環保形勢越來越嚴峻，對發動機活塞組件、缸套的材料及加工工藝提出了更高要求，并有望發生突破性的變革，即朝著產品高質量、加工高精度、生產高效率的方向發展，尤其是在以下幾方面很有可能得到重大進展：
1) 復合材料或多孔石墨材料必將取代當前使用的傳統活塞鋁合金材料；活塞環將廣泛應用多元高合金鑄鐵；缸套材料會滿足提高發動機效率、延長使用壽命、降低噪聲和廢氣污染等要求。
2) 活塞、活塞環和缸套的鑄造工藝將分別采用擠壓鑄造、四片橢圓短筒體鑄造以及離心鑄造。
3) 活塞、活塞環、缸套的表面處理工藝將朝著表面氮化、涂層以及激光珩磨處理的方向發展。(中國工程機械動力部件網)
[來源：粉末冶金材料科學與工程2009年8月，作者：陳剛 賀躍輝 沈培智，如有知識產權爭議，請聯系微信X37329588]。
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