摩托车发动机重要零部件材料与工艺总结

1、摩托车发动机重要零部件材料与工艺总结1. 活塞：常用材料为铸铁和铝合金，铝合金又可分为铝铜合金（Y合金）和铝硅合金（Lo-Ex合金）；毛坯加工方法可分为铸造和锻造两种，而铸造铝合金活塞由于其成本低而被一般内燃机广泛使用，但在二冲程柴油机中仍采用铸铁活塞；大量生产时采用金属模铸造，单件生产时则用砂型铸造，最新可采用挤压铸造。对于摩托车，常用材料为ZL108、ZL109、ZL9、ZL117等，通用的毛坯加工方法是金属型铸造，且金属模应采用下抽芯模具，而液态模锻工艺是其发展方向，热处理通常采用固溶强化（相当于钢的淬火）及完全人工时效（T6），也有采用淬火及稳定化回火（T7）的。2. 活塞销：一般采用

2、20、15CrA或20Mn2等优质渗碳钢，在强化内燃机中可以高级合金钢；其外表面应采用渗碳淬火或表面感应淬火，为提高疲劳强度可采用冷挤压成形法、双面渗碳、氰化或氮化。对于摩托车，材料一般为低碳合金钢（15Cr、20Cr、20Mn、20CrMo、20CrMnMo）,采用热轧圆钢、冷轧或冷拉无缝钢管的毛坯经冷挤压和温挤压成型，双面渗碳是强化活塞销的有效方法。3. 活塞环：常用材料为铸铁和钢，铸铁又可分为球墨铸铁和可锻铸铁，钢中如65Mn弹簧钢可用于制造气环；表面处理方法有镀铬、镀锡、喷钼及磷化；加工方法有单体浇铸、靠模加工及热固定法。对于摩托车，可采用合金铸铁（铬钼、钨合金铸铁）、球墨铸铁及钢（弹

3、簧钢、不锈钢），其余同上。4. 连杆：一般采用中碳钢或合金钢制造，汽车、拖拉机及其他小型内燃机常用45、40Cr、40MnB等中碳钢锻造，其他强化内燃机则用42CrMo、18Cr2Ni4WA等合金钢，某些小功率内燃机还有用球墨铸铁制造的；对于锻钢连杆可采用表面喷丸处理来提高疲劳强度，固定连杆大头盖的螺栓可用40Cr、35CrNiMo、18Cr2Ni4WA等合金钢。对于摩托车，可采用45、40Cr、40MnB、20Cr、42CrMo、20CrMo等材料经模锻、辊锻或精锻等方法成型，采用辊锻的时候也可用45钢、冷硬铸铁及球墨铸铁制造。5. 曲轴：可分为锻造曲轴和铸造曲轴两大类，锻造曲轴常用材料为普

4、通碳素钢（35、40、45、50）和合金钢（35Mn2、40Cr、45Mn2、35CrMoA、42CrMoA、50CrMoA、40CrNi及18Cr2Ni4WA），铸造曲轴常用材料为球墨铸铁QT60-2、可锻铸铁KTZ70-2、合金铸铁及铸钢ZG35等；锻、铸造的曲轴一般都要经过热处理，轴颈部分要经过加硬处理（渗碳、渗氮、淬火）和研磨等。曲轴轴承材料可分为铅基、锡基、铜基、铝基轴承合金。对于摩托车，一般为组合式曲轴（多缸的为整体式），大多采用锻造方法，常用材料为45、50、35Mn2、45Mn2、35CrMoA、40CrNi、40Cr、18Cr2Ni4WA，常用表面强化工艺有圆角高频感应淬火、

5、圆角滚压及氮化。6. 配气机构：目前大多数内燃机气门锥角均为45度；进气门常用材料为40Cr，排气门则采用高碳马氏体钢（工作温度不超过650度，如4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等）和奥氏体合金钢（工作温度可达870度，如4Cr14Ni14W2Mo）；有时为提高气门耐磨、耐热、耐腐蚀性能，在气门座合面、气门杆端部还需镀覆钴基或镍基合金，或在气门杆上进行镀铬等化学处理；气门弹簧一般采用65Mn、50CrVA等材料，喷丸处理可提高其疲劳强度；大多数的气门座圈的材料是合金铸铁；气门导管一般采用减磨性能好的灰铸铁材料，采用铁基粉末冶金制造；凸轮轴一般采用20、20Mn2（低碳钢要进行渗碳淬火）或4

6、5、45Mn2（中碳钢要进行高频淬火）材料，近年来也有使用可淬硬合金铸铁，冷激铸铁、球墨铸铁或可锻铸铁来制造；气门挺柱的作用是实现凸轮的运动规律并承受凸轮的侧向力，多采用冷激铸铁或镍铬合金铸铁制造（凸轮也一样，二者有匹配关系）；气门推杆的材料可采用钢或铝的，其作用是将挺柱的运动通过摇臂传给气门；气门摇臂一般采用45钢模锻或精密铸造，近来也有用球墨铸铁铸造，它多采用丁字形或工字型断面。对于摩托车，气门座材料可用烧结气门座材料、高铬铜钼铸铁及耐热钢，气门弹簧可用50CrVA、60Si2CrA、60Si2CrVA、55CrSi等材料，其可用喷丸、软氮化及超细化热处理等工艺进行强化。7. 机体：包括汽

7、缸体和曲轴箱体，一般采用铝合金和铸铁制造，铸铁一般是HT20-40、HT24-44等，铝合金一般是铝硅系中高强度的ZL101和ZL104合金；汽缸套的材料一般为球墨铸铁、高磷铸铁和合金铸铁；在风冷式内燃机中对于铝合金气缸的汽缸套采用铸铁制造，其他的一般是汽缸体、汽缸套铸造在一起。对于摩托车，曲轴箱一般采用压铸铝合金（如YL112、YL113）压铸而成，汽缸体可分为铸铁汽缸体（铸铁内加合金元素）、压入式汽缸体（汽缸套为合金铸铁铸造，然后压入到铝合金汽缸体中）、双金属汽缸体（先对合金铸铁汽缸套外表面经机械加工后渗铝，然后再浇铸铝合金散热片，两材料过渡层厚度控制在0.02-0.04mm之内）及铝合金

8、镀铬汽缸体四种；汽缸套磨损有磨料磨损、磨蚀磨损及溶着磨损三种情况，其表面处理方法有镀铬、氮化、表面淬硬及喷镀等。8. 汽缸头：一般采用铸造的方法制造；制造的材料通常有铸铁和铝合金两种，铝合金汽缸盖工作温度一般不超过220度，铸铁汽缸盖工作温度一般不超过375-400度；在水冷式内燃机中，通常采用HT21-40、HT25-47及合金铸铁等铸铁或ZL101、ZL104等铝合金材料；在风冷式内燃机中，广泛采用ZL105、ZL106、ZL108、ZL4等高硅铝合金和66-1稀土铝合金材料，少数采用铸铁。对于摩托车，汽缸盖常用材料有高硅铝合金、ZL105、ZL106、ZL108及66-1稀土铝合金。9.

9、 汽缸盖衬垫：一般有以下型式整片式硬铝衬垫、层叠式钢片衬垫、波纹式钢片衬垫、铜皮-石棉衬垫、钢片-石棉衬垫及编织钢丝或金属骨架与石棉组成的衬垫，一般中小功率内燃机都采用铜皮-石棉衬垫或钢片-石棉衬垫。零件材料工艺左、右曲柄40Cr（45）锻压，调质处理曲柄销40Cr（45）锻压，退火，回火，渗碳处理连杆20CrMo锻压，渗碳，淬火处理活塞AC8A/ZL109T6（人工时效加固溶强化）第一道环球墨铸铁/7Cr17磷酸盐薄膜处理/氮化第二道环RIK-20A/球墨铸铁磷酸盐薄膜处理/磷化油环组合片环P615衬环P631/1Cr18Ni9磷酸盐薄膜处理/磷化活塞销20CrMo渗碳处理曲轴箱ADC12压

10、铸，表面不锈钢喷丸处理/无水铬酸膜处理曲轴箱盖ADC12压铸，表面不锈钢喷丸处理苹果盖、AC盖、左后盖ADC12压铸，表面不锈钢喷丸处理汽缸体ADC12压铸，表面不锈钢喷丸处理汽缸套中磷铸铁/硼铸铁铸造，精磨汽缸头ZL107T6/T4+无水铬酸膜处理缸头盖ADC12压铸，表面不锈钢喷丸处理正时主动齿轮20CrMo正时从动齿轮40Cr表面喷丸，调质处理正时凸轮轴20CrMo整体渗碳正时凸轮冷激铸铁正时链轮20Cr凸轮轴20CrMo/KT2650-02整体渗碳摇臂20CrMo精锻摇臂轴20CrMo/30CrMo渗碳/调质并表面氮化摇臂座钢板20/ADC12表面氮化/铸造气门内弹簧55CrSi表面喷丸，两端磨平气门外弹簧SWOSC-V表面喷丸，两端磨平进气门4Cr10Si2Mo调质并表面软氮化/表面软氮化排气门4Cr10Si2Mo/SUH35调质并表面软氮化/表面软氮化气门座圈气门导管主副轴及齿轮20CrMo或20CrMnTi整体碳氮共渗变速毂QT700-2等温淬火，去尖角毛刺变档拨叉50锻件正火，局部高频淬火，镀铬变档拨叉轴20CrMo表面渗碳淬火变档轴45电镀防腐制止器20冲压，表面渗碳，淬火启动轴20CrMo局部镀锌整体渗碳，喷砂喷丸，去氢处理减速齿轮20CrMo 渗碳淬火启动惰齿20CrMo 渗