汽缸套内壁的松孔镀铬技术表面工程课程设计

零件图本次设计的气缸套材质为一般灰铸铁,承受砂型铸造,材料基体组织为珠光1，2，3。图1气缸套实物图 图2汽缸套剖面图3汽缸套尺寸图服役条件分析外表技术课程设计外表技术课程设计2/11在内燃机中,气缸套是内燃机中的关键零件之一,其对发动机动力性、经济性和排放性能有重大的影响;同时气缸套是内燃机中工作环境最为恶劣的零件之一,气缸套的磨损可以分为以下3种状况:,硬杂质,形成磨料,磨料粒子在气缸镜面造成了平行于气缸轴线的拉痕,个别粗大的磨料也会留下粗大拉伤。腐蚀磨损。燃烧过程中产生很多酸性物质,假设气缸上的润滑膜缺乏,就会对缸体腐蚀,形成腐蚀磨损。,两者有极微小局部金属面直接接触,摩擦形成局部高热,,逐步扩大即产生熔着磨损。假设油膜得以准时恢复起到清洗和冷却作用,则微小熔着局部脱落不会扩展,假设油膜恢复缓慢熔着扩展导致很大范围内发生特别造成熔着磨损,这是一种破坏性更大的磨损。性能要求无论何种内燃机,对气缸套的根本要求都是一样的。即:抗磨损性、保油性、低摩擦因数、抗燃气腐蚀以及足够的机械强度。缸套按材质可分为铸铁质和钢质2种。前者通常是由含磷和含硼铸铁制造,其加工精度和本钱较高,后者通常由无缝钢管或低碳钢板制造,其毛坯成型、机械加工、镀铬等工艺技术的难度较大，本次课程设计选用铸铁。,其性能的优劣对整台机车的大修周期起着举足轻重的作用。目前提高气缸套使用寿命的途径大致有两种:一是争论开发不同的耐磨材质;二是在原有的材质根底上进展不同的外表处理,提高材质的减磨性、耐磨性。开发材质是一个长期的过程,而承受外表处理工艺,提高气缸套的耐磨性是一种本钱低、见效快的好方法。工艺选择满足汽缸套的性能要求的外表加工技术有：①氮化处理②激光外表淬火技术③等离子处理技术④电镀铬技术氮化处理的内外表硬度，使其耐磨性能显著提高，延长使用寿命。激光外表淬火技术气缸套内外表经过激光硬化处理后,可显著提高硬度和耐磨性能,延长疲乏寿命,好的进展。基体硬度在HV400左右的缸套,激光处理后显微硬度一般在HV600~700左右,耐磨性能大大增加,如石家庄机务段0204机车的0248号柴油机上激光淬火气缸套比非激光淬火气缸套的磨损量降低在30%~100%之间,可见效果显著。利用激光设备的气缸套内壁硬化处理在国内应用较为广泛,但激光淬火存在投资回收期过长,修理费用和气缸套本钱高等缺点。等离子处理技术等离子技术主要分为三类：等离子淬火，等离子多元共渗，等离子喷涂①等离子淬火等离子淬火不是淬硬整个内孔外表、而是通过程序掌握,在气缸套外表形成连,而,在上止点磨损最严峻的部位承受较小的螺距,有利于提高整个缸套的寿命。其缺点为:经等离子外表硬化处理后的气缸套寿命提高幅度较小一般在60%~70%左右,这样就使它满足不了一些高度耐磨缸套的要求。②等离子多元共渗气缸套用高能等离子束在常压下快速扫描涂敷合金渗剂的气缸套内外表,可实现多元共渗+自激冷淬火复合硬化,依据文献记载,获得的总硬化层深度大于150µm,硬化层显微硬度可达HV927。优点:生产过程稳定,本钱低,效率高。缺点:耐磨性提高幅度大约只有26%。③等离子喷涂气缸套喷涂钼合金可能是等离子喷涂在汽车工业的最大应用。目前SULZERMETCO,涂层200HV800~900左右,耐磨程度提高幅度不大。当前,等离子喷涂金属陶瓷粉末而形成的陶瓷气缸套在国外已取得成功,并且已应用于生产,其耐磨性能提高幅度能到达原来的1~1.倍。用等离子喷涂型金属陶瓷粉末后的气缸套耐磨度比原来提高120%以上。电镀铬技术铬在常用金属中硬度最高，不断改进镀铬工艺的添加剂，HV值已提高到900以上，耐磨性较好；摩擦系数低，汽缸套磨损小；熔点高1890℃，耐熔着磨损性好；镀铬件售价比镀锡减低10左右，外表附着力强〔适镀锡件的3～4倍，还具有良好的耐热性能、高抗硫性能和高抗碱性能。镀铬层外表的润油性很差，尤因而汽缸套的使用寿命显著下降。:松孔镀铬,硬质镀铬,英国Cromard专利镀铬。①硬质镀铬缸套内孔外表涂以高尺寸精度的硬质铬层,厚度为0.05~0.08mm,以机械法使镀铬层外表形成凹凸不平状(微观),以改善初期磨合性和抗拉伤性,再通过磨料对镀铬外表进展研磨,使其形成独立的沟状储油槽。因镀层较松孔镀铬薄,故其内部的剩余应力小,这是一本钱较低,耐用性较好的镀铬工艺。②松孔镀铬(也称多孔性镀铬)松孔镀铬是把已镀上的铬层在镀液中进展短时间的反镀,使外表呈清楚的网纹。由于镀层比较坚硬,网纹可贮存润滑油,因而能保证摩擦副在工作过程中形成良好的油膜,削减外表磨损,延长使用寿命。③英国Cromard专利镀铬技术该工艺的特点是:点状储油构造不是靠反镀形成的,而是在镀铬过程中直接形成的,网纹不贯穿镀铬层,是由不规章的平台和凹坑组成的,厚度一般为0.019~0.025mm,残留应力小,与基体的结合强度高,不易剥落,贮油性能好。工艺选择铬技术对汽缸套的内壁进展外表处理。得多。镀松孔铬处理有三种方法：机械法在经过喷砂和磨光的基体外表上，用滚压工具使基体外表压成圆润滑油的附着性能不够抱负。扩大和加深。这种方法铬层损耗多，且溶解难于均匀。磨性能。此次设计即承受此法。工艺流程研磨→汽油清洗→冷水洗→电化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗除锈→冷水洗→中和→冷水洗→镀铬→冷水洗→热水洗→枯燥→除氢(热处理)→研磨→冷水洗→松孔→冷水洗→热水洗→镀层检验各工序的具体分析与作用研磨〔划痕、擦伤、压痕等〕和铸造缺陷。研磨时15～25min,25～35min可研好。机加工时应留意，圆角的大小肯定要保持均匀，没有任何可见的划痕，否则在镀铬时会消灭很多的铬瘤，最终造成气孔而使汽缸套报废。汽油清洗多了。电化学除油于碱性镕液进展电解，从而除去油污。电化学除油时，除了有化学除油的皂化与乳化作用外，还在电流作用下，便零件外表析出氢气或氧气。它们的气泡渐渐变大，将薄膜从内部撕裂带到液面上，并对溶液起到搅拌作用，加速丁油污脱离零件外表的速度。所以，电化学除油比化学除油更有效。表1.表1电化学除油液配方组成及工艺NaOHNa2CO3Na3PO4 Na2SiO3 温度·12H2O 〔℃〕电流密度〔A/dm2〕时间〔min〕配方302530 3 80-905-73-5〔g/L〕各组分作用：氢氧化〔NaOH〕 主要成分直接参与除油过程的化学反响，由于氢氧化钠的碱性极强，对金属有肯定的氧化和腐蚀作用。碱含量高时，皂化作用强，但过高时润湿性差，不易清洗干净，因此对除油不利。碳酸钠〔Na2CO3〕除油溶液中的主要成分，碳酸钠溶于水后，即发生水解反响，生成的氢氧化钠与油脂发生皂化反响除去油污，碳酸钠在除油溶液中起到PH值起到缓冲作用〔PH≤8.5时，皂化反响不能进展，PH≥10.2时，皂化物水解。磷酸三钠〔Na3PO4〕水解时生产的氢氧化钠参与除油的皂化反响；磷酸三钠润湿性好，对油脂有肯定的乳化作用，简洁清洗干净。但磷酸盐能促进水中微生物大量生殖，将大量消耗水中的氧，影响水生生物的生存，破坏生态平衡。废水排放受到限制，现已普遍供给无磷型除油剂。硅酸钠〔Na2SiO3·10H2O〕偏硅酸钠对油脂的乳化作用较强，可除去不免受氢氧化钠的腐蚀。电流密度提高电流密度，可以提高脱脂速度和改善深孔与不通孔内的脱脂5-7A/dm2。1～2min.本次设计汽缸套的材料为铸铁，3～5min。酸洗除锈其外表还存在氧化皮和锈迹。假设不经过酸洗除锈是不能得到完整的磷化膜的。因此，用酸洗除锈是汽缸套磷化前的一道重要工艺。酸洗剂承受15%-20%0.5%-1%50℃-80℃0.5-1min蚀。中和0.2%-1.0%2-3min中和残液。镀铬①防镀处理由于本次设计是对汽缸套的内壁进展电镀铬，所以在电镀前对于不需要镀铬镀铬完毕后，此涂料可轻易剥离。②镀铬槽槽体有时直接盛装溶液如热水槽等,有时作衬里的基体或骨架如钢槽的根本要求100~120确定电镀槽尺寸大小时，必需满足以下确定电镀槽尺寸大小时，必需满足以下3个根本条件：a满足被加工零件的电镀要求，如能够完全浸没零件需电镀加工全部外表；防止电解液发生过热现象；能够保持电镀生产周期内电解液成分含量肯定的稳定性。外表技术课程设计〔600mm×400mm×400mm〕4③夹持

4镀铬槽完全没入后开头施镀。④施镀电镀液的配方及工艺参数如表2所示：表2电镀铬配方及工艺参数组成及工艺 Cr〔g/〕2S4

Cr3+〔g/L〕温度〔℃〕电流密度〔A/dm2〕

〔h〕配方 250 2.4 3 50～55℃ 40～50 3.5～4.5配方中各组分作用铬酐〔CrO3〕 铬酐的水溶液是铬酸，是镀铬层的唯一来源。铬酐浓度可范围内变动。铬酐的浓度对镀液的电导率起打算作用，每一个温度下都应于最高电导率的过铬酐浓度；镀液温度上升，电导率最大值随铬酐浓稍高的方向移动。因此，单就电导率而言，宜承受铬酐浓度较高的镀铬高浓度镀铬液，由于随汽缸套带出损失严峻，一方面造成材料的无谓消耗，同时还对环境造成肯定污染。故一般生产上承受的铬酐浓度为 150～8/11外表技术课程设计外表技术课程设计10/11400g/L。硫酸根〔SO42-〕硫酸根在电镀液中起催化作用当SO42-含量过高时，对胶体膜的溶解作用强，基体露出的面积大，真实电流密度小，阴极极化小，得到的镀层不均匀，有时发花，特别严峻时还可能露出基体金属。硫酸的含量主要取决Cr3/SO2-〔80～100：1100：1三价铬〔Cr3+〕Cr6+Cr3+与此同时在阳极上被氧Cr3+离子是阴极Cr3+时，铬的沉积才能正常Cr3+50～60℃时，效果最好。CrO3/SO42值减小时，变化相应变小，因此通常承受较低的温度和较高的阴极电流密度。除氢热处理180～2001.5～2h。热处理还能改善镀层与基体金属之间的结合性，当基体金属承受压力变形时，镀层有良好的变形适应性，不至于发生剥落现象。松孔松孔处理可在同一镀液中进展，将汽缸套接阳极，铬镀层受逆向电流的作1.5～2min2倍，以除去铬上面的氧化薄膜。可以大幅提高零件的使用寿命。松孔镀铬的工艺参数见表3.表3 松孔处理工艺参数工艺工艺温度〔℃〕电流密度(A/dm2)处理时间(min)参数504510～11检验度，结合力，厚度。网纹密度一般的镀铬层外表的润油性差,,以保证外表的良好润滑ABCDE,拍摄样品的100X1000mm2方格中,计算其中的网格数,标准如表2DE两类单位面积内的网格数太少,简洁造成缸套内外表拉伤;A、B、C三类符合使用要求。2网纹密度分类网格数A＞180B90-180C30-90D6-30E＜6镀层的硬