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具有最佳熱傳導(dǎo)性能的噴涂Al-Fe氣缸套

Federal-Mogul公司開發(fā)了一種新型的熱噴涂“Sprayfit”薄壁氣缸套，為發(fā)動機(jī)噴涂鋁機(jī)體中的Fe基氣缸套提供了新的解決方案。該氣缸套采用機(jī)械或熱工藝方法，壁厚僅1mm，適用于輕型結(jié)構(gòu)發(fā)動機(jī)。出于質(zhì)量原因，F(xiàn)e的含量應(yīng)優(yōu)化到摩擦學(xué)所必需的最小值。Sprayfit氣缸套是由1層采用電弧金屬絲噴涂工藝形成的0.4～0.6mm碳鋼內(nèi)層和1層采用相同工藝直接噴涂在內(nèi)層上的0.4～0.7mm Al涂層組成，在內(nèi)徑珩磨后，包括剩余的0.1～0.3mm Fe氣缸襯套在內(nèi)的最終氣缸套壁厚為1mm。Sprayfit氣缸套可制成20～300mm缸徑的氣缸套。

因Fe的份額較少，Sprayfit氣缸套在質(zhì)量方面與鑲鑄氣缸套相比具有明顯的優(yōu)勢，如一臺4缸發(fā)動機(jī)可減輕2kg，與質(zhì)量優(yōu)化的熱結(jié)合灰鑄Fe氣缸套相比，Sprayfit氣缸套可使每個氣缸套曲軸箱的質(zhì)量減輕0.5kg。

Sprayfit工藝除了可使質(zhì)量減輕之外，其薄的鐵涂層優(yōu)化了從燃燒室至氣缸體曲軸箱的熱傳導(dǎo)。此外，就摩擦學(xué)而言，Sprayfit氣缸套與缸孔內(nèi)壁Fe涂層優(yōu)于鑲鑄式灰鑄鐵氣缸套；在腐蝕方面，與灰鑄鐵氣缸套或直接在Fe基缸孔內(nèi)壁涂層并無明顯的差異。根據(jù)要求也可以用Sprayfit工藝制成高耐腐蝕的FeCr涂層（Cr含量＞13％）。

此外，將Sprayfit氣缸套在一臺1.8L排量和175kW功率的汽油機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)，證實(shí)并無出現(xiàn)任何異常情況,表明該氣缸套滿足了對發(fā)動機(jī)輕型結(jié)構(gòu)和熱管理方面的要求。

刊名：國外內(nèi)燃機(jī)

刊期：2015年第6期

作者：M. Aumiller et al