关于提高活塞销冷挤压凸模寿命的研究

在简要分析了活塞销冷挤压必要性的基础上，对活塞销冷挤压技术在国内的发展历史及其现状进行了讨论。明确指出妨碍活塞销冷挤压技术在国内推广应用的关键因素是其冷挤压凸模的寿命太短。深入分析了活塞销冷挤压时金属的流动规律，作用在凸模上的力和凸模失效的原因。提出了提高活塞销冷挤压凸模寿命的方法。     

活塞销冷挤压模具设计

分析了活塞销的冷挤压工艺,设计了活塞销冷挤压模具。该模具通用性强,只需更换模具的少量零件,就可挤各种型号的活塞销。该冷挤压工艺节约了大量原材料和加工工时,强化了产品力学性能,从而大大提高了产品的市场竞争力。     

组合形活塞销冷镦挤成形工艺

针对组合形活塞销结构特征和工艺要求,分析该零件的成形难点为:两端圆锥孔的挤压成形和深径比大于2. 5的中心圆孔反挤压。为此,应用DEFORM-2D有限元分析软件对组合形活塞销7工位冷镦挤成形工艺进行数值模拟分析。通过数值模拟分析和工艺方案修订,确定最终的成形工艺方案为:下料-整形-压凹-反挤压-冲孔-第1次挤锥-第2次挤锥,并采用硬质合金YG15制造反挤压凸模,以避免一次反挤压成形时凸模横截面变化处的折断。采用该方案进行工艺实验,实验结果表明:组合形活塞销尺寸满足零件设计要求,无折叠、开裂等锻造缺陷,深孔反挤压凸模使用寿命大于8万件。     

活塞销冷挤压模具设计

分析了活塞销的冷挤压工艺，设计了活塞销冷挤压模具。该模具通用性强，只需更换模具的少量零件，就可挤各种型号的活塞销。该冷挤压工艺节约了大量原材料和加工工时，强化了产品力学性能，从而大大提高了产品的市场竞争力。     

汽车活塞销温-冷复合挤压成形工艺研究

汽车活塞销的生产除少部分仍然采用切削加工以外,绝大部分是采用双向反挤压工艺。对于高速汽油机或强化柴油机用的活塞销,由于工作负荷大,在使用过程中易产生断裂失效。为了解决上述问题,提出活塞销温-冷挤压复合成形的新构思,并对中间退火工艺进行改进,最终形成活塞销温挤-热处理-冷挤集成制造工艺。     

活塞销冷挤压成形工艺研究

通过对活塞销结构工艺性分析,制定了活塞销的冷挤压工艺方案并设计了挤压件图,确定了组合凹模直径及径向过盈量与轴向压合量等工艺尺寸:设计了便于调整及更换的组合凸模,保证了挤压件的同心度;根据凸模工作特点采取合适的热处理工艺,提高了模具的使用寿命.     

活塞销表面 DLC 涂层的试验研究及应用分析

目的分析两种类金刚石碳(DLC)涂层的成分和结构差异,研究涂层本质特征在发动机减摩降耗方面的应用。方法测试分析涂层成分和表面形貌,讨论在活塞销表面沉积DLC涂层对零件材料组织和硬度的影响,验证活塞销沉积DLC涂层后对发动机机械损失功率的影响,并运用转移膜和石墨化两种摩擦机制进行分析讨论。结果标杆试样的涂层较厚,为W掺杂的DLC涂层,且其致密度、均匀性及膜/基结合状态均优于在研涂层技术;成品活塞销沉积DLC涂层后,当转速介于2200~4000 r/min范围内时,涂层表现出提高发动机动力性的作用。结论 DLC涂层应用可有效改善活塞销的表面状态,减缓零件工作条件下的磨损,延长活塞销的使用寿命。     

汽车活塞销的冷挤压加工

本文总结了汽车活塞销冷挤压工艺，并推荐了一种当前国内可行的冷挤压工艺方案。     

42CrMoA钢销轴调质开裂失效分析及改进措施

通过裂纹的宏观和微观观察,采用化学成分分析、硬度测试及显微组织检验等方法,对42CrMoA钢销轴调质开裂的原因进行了分析。结果表明,销轴端面螺纹孔处的裂纹是淬火裂纹,主要原因是原材料组织不合格、淬火介质冷速过快、零件结构不合理等多方面导致的淬火开裂。通过对原材料、淬火介质、产品结构三方面进行优化,避免了销轴的淬火开裂。     

活塞销断裂失效分析

通过对活塞销原材料的组织、单面渗碳淬火回火内孔表面至心部组织及内孔淬硬程度的分析，阐述了活塞销断裂失效的原因及提高其抗疲劳能力的方法。     

撞针体开裂分析

材料为30CrMnSiA的撞针体零件在交付之后发现部分零件外表面存在裂纹,与其同批次的原材料表面亦在热处理工序之后发现疑似裂纹痕迹。通过对撞针体进行断口宏观及微观观察、能谱成分分析、金相组织检查和显微硬度测试,并与其原材料进行对比检查分析,最终确定了撞针体的开裂原因。结果表明:在热处理工序之前撞针体原材料已经存在初始折叠缺陷,该初始折叠缺陷是导致撞针体开裂的主要原因;建议在原材料进行热处理之前增加无损检测工序,及时排除初始缺陷（折叠）隐患。     

Evaluation of defects in aluminum piston castings by using ultrasonics and computer tomography

Pistons used in automobile engines are made of aluminum alloy; and endurance of high pressure and high temperature is required. Recently, high strength pistons are needed to cope with the increase of pressure and temperature in the engine cylinder. A high strength piston is possible when the piston casting has little or no casting defects, such as micro-pores and cracks. Generally the defects can be evaluated by non-destructive testing (NDT), and the most efficient ways for evaluation are using ultrasonics and computer tomography. In the present study, two NDT methods were compared and evaluated to investigate the defects in the aluminum piston castings. Artificial defects were machined by using very small drill bits with diameters 1, 0.5, 0.3, 0.2 and 0.1 mm. The defects were investigated by using an ultrasonic tester and a computer tomography system. Defects smaller than 0.3 mm may not be found by using the ultrasonic test, but the defects may be found by using the computer tomography system. The investigation conditions for detecting small defects and the scanning time for in-line defect analysis are discussed in the present study.     

仿生通孔形活塞裙部耐磨性能研究

目的为了减少发动机活塞裙部磨损,提高裙部耐磨性。方法基于仿生非光滑理论,以蚯蚓体表形态为仿生原形,在LX-2V型发动机活塞裙部设计出以孔的直径、每行孔间距、孔沿圆周角度为参数的仿生通孔形结构。采用正交设计方案对不同参数的仿生通孔形活塞进行有限元热结构耦合分析。以裙部最大变形量、裙部变形范围、裙部对称中心线上点与一侧点的应力差值作为评价活塞裙部耐磨性的标准,优选出模拟分析中耐磨性能良好的三个仿生活塞,并与标准活塞同时进行发动机台架磨损试验。结果合理的仿生通孔形结构可以有效减少活塞裙部磨损,提高裙部耐磨性。相对于标准活塞,当仿生活塞孔的直径为5 mm、每行孔的间距为6.5 mm、孔沿圆周角度为16°时,其耐磨性最大提高49%。结论过小的裙部最大变形量、过大的裙部变形范围,均不利于活塞裙部与缸套之间油膜的形成与保持,从而使活塞裙部磨损加剧。结合活塞裙部粗糙度值分析可知,合理的仿生通孔形结构可以优化裙部表面所受摩擦力,是进一步降低活塞裙部所受磨损的重要原因。     

飞机发动机叶片裂纹的交变磁场非接触原位探测

飞机发动机叶片基体出现裂纹时表面反映不明显,孔探仪检查表面裂纹实际判别的难度较大,因此用交变磁场非接触式探测法探测。介绍探伤原理、特点以及与其它无损检测方法的比较,最后给出了发动机叶片的检测实例。检测结果表明,该方法检出的大小裂纹的波形与实际裂纹相符甚好,因此较传统涡流法和孔探仪法更具优越性,具有实际应用价值。     

活塞-缸套表面纹理摩擦磨损特性研究进展

减少摩擦损失是高性能发动机效率的一个重要方面。活塞作为发动机组成的一个重要部件,在机械损失上损耗了发动机产生的总能量的40%,近乎于占据了发动机摩擦损失能量的一半,因此在发动机活塞-缸套上制备表面织构以改善活塞摩擦副的摩擦学性能,保持发动机在实际运行中拥有良好的性能是现在发动机发展不可或缺的。表面纹理已广泛应用于改善滑动表面的摩擦性能,减少磨损、减低摩擦等是表面纹理化应用在减摩抗磨方面最直接的效果体现。主要围绕近些年发表关于表面织构几何参数对活塞-缸套的影响,从有限元模拟分析以及实验室试验研究等两个方面综述织构应用在活塞-缸套上的研究进展,再从织构形状、织构面密度、织构排列方式及其他参数方面等方面对活塞/缸套的摩擦磨损影响进行对比分析,以帮助后续研究者在该方向的研究提供参考。依据机械部件之间的磨损量以及摩擦因数体现出表面织构运用之后的摩擦学性能。最后对表面织构在活塞-缸套上的发展趋势进行展望。     

基于AMESim的单缸轴向约束活塞液压发动机流量脉动研究

单缸轴向约束活塞液压发动机作为一种新型的双元动力源,通过活塞销与柱塞的直接连接和保留传统发动机的曲柄连杆机构,使其可以同时输出液压能和旋转机械能,而且在机-液能量转化上,缩短动力传递链,减小能量损失,但是单缸发动机工作存在不稳定性,容易引起输出高压油的流量脉动较大.通过AMESim仿真软件搭建单缸轴向约束活塞液压发动机...     

2Cr13钢的表面气体渗氮处理

用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射(XRD)仪及显微硬度计对经气体渗氮处理的2Cr13钢试样进行了组织结构分析,并利用销-盘摩擦磨损试验机对渗氮的盘与未渗氮销摩擦副进行摩擦磨损试验.结果表明,520℃×20 h渗氮可使2Cr13马氏体不锈钢的渗氮层深度达到165 μm,处理后试样的显微硬度约为处理前的2.5倍.处理后试样的耐磨性能得到了较大的提高,渗氮盘试样的磨损表面未出现裂纹,而未渗氮销的磨损表面存在严重的裂纹.     

内燃机活塞环陶瓷涂层研制

活塞环是汽车发动机的关键零件.为适应汽车发动机发展的需要, 必须解决活塞环摩擦、磨损方面的问题.从活塞环苛刻的工况出发,研究了适合活塞环表面强化工艺,分析了等离子喷涂工艺表面处理技术特点,探讨了喷涂陶瓷涂层活塞环的摩擦磨损机理,试验结果表明,喷涂陶瓷涂层活塞环失效的主要原因是脆性剥落和疲劳磨损.     

65Mn钢基体CrTiAlN微纳米复合膜的制备与抗高温磨损性能研究

采用多弧离子镀在活塞环65Mn钢基体表面制备CrTiAlN微纳米复合膜,研究了CrNx过渡缓冲层与工作负偏压对CrTiAlN微纳米复合膜性能的影响规律,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、划痕仪、纳米硬度仪和发动机台架试验装置,系统分析了薄膜相结构、表面形貌、纳米硬度和抗高温摩擦磨损性能。结果表明:当N2含量为45%时,CrNx薄膜中主要以CrN(220)相为主,此时复合膜结合强度相对较高;复合膜厚度随负偏压增大而减小,纳米硬度随负偏压增大而增大,当偏压为–200V时,CrTiAlN微纳米复合膜的晶粒较为细小。采用优化工艺沉积的CrTiAlN复合膜具有优异的抗高温粘着磨损性能,优于CrN膜和电镀Cr,最后对3种活塞环涂层的抗高温磨损机理进行了分析讨论。