发动机缸体缸孔涂层工艺浅析

近年来，我国陆续颁布了一系列政策法令明确对汽车环保和节能的要求，节能环保已经成为汽车行业发展的必然趋势。实现汽车的节能减排，是整个汽车行业所面临的重大挑战， 因而发动机的设计开始朝着轻量化的方向发展，出现了越来越多的铝合金轻质发动机。另一方面，产品更新周期越来越短，产品品种不断增加以及极端的成本压力是当今汽车行业的主要特点。降低单件成本是全球汽车行业生产的关键，为了实现这一目标，汽车厂商逐渐与行业内的装备供应商寻求长期合作以增加核心竞争力。

发动机缸孔喷涂这项新技术，汽车制造行业的同行应该不陌生，目前国内的一些汽车发动机设计和制造单位已经在开始咨询和探索这项新工艺。铝合金的发动机缸体取代铸铁缸体已成为一种趋势，然而这也为发动机的制造工艺带来了新的难题。一方面，铝合金缸体的耐磨损性能较差，造成发动机在工作过程中，气缸壁面容易磨损，以致活塞与气缸壁间密封不良，在排量及输出功率不变的情况下，必然导致油耗及尾气排放的增加；另一方面，铸铁和铝的热容性特征是不同的，这也直接影响了铝质发动机缸体的耐用性。对此，一项全新的工艺技术即ACCS-Coated （Advanced Cylinder Coating System）高级缸孔涂层系统应运而生。MAG公司与SULZER Metco及Sturm合作，共同开发了模块化的缸孔涂层及前后机械加工处理系统，使铝合金缸孔涂层工艺和机械加工完美结合，组成一套完整的加工系统。喷涂了涂层后的铝合金缸体依旧是一体式缸体，不再因嵌入一个灰铸铁（GCI）缸套而需要忍受缸筒变形问题，也不再具有灰铸铁缸套所有的热力学缺点。用等离子热喷涂缸孔取代灰铸铁缸套，不仅减少了发动机的总体质量，而且增加了其耐久性并降低了能耗。该技术已在德国大众的EA211发动机、 Audi A8油电发动机、VW Lupo 1.4L TSI、GM Opel及韩国双龙汽车等项目上得到应用。

发动机缸孔涂层与镶铸铁缸套的优点体现在：显著减小了发动机的质量，加强缸孔表面的强度，降低缸孔与活塞的摩擦和磨损，提高热的传导，最大承载热和机械的负荷，降低油耗和CO2排放数量，最适应各种新的燃料，防止生锈。

在缸体热涂层的工艺上，目前有两大趋势，一个是称为RSW（PTWA）或是叫APS的工艺，即等离子高速熔焊热喷涂系统（Atmospheric Plasma Spray CoatingProcess）；二是热丝涂层工艺。

等离子高速熔焊热喷涂系统

热丝涂层工艺

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上面介绍的两种缸孔涂层工艺，各有优缺点。用户可根据具体情况如产量、投资、生产线的柔性、材料消耗成本、设备占地面积等综合情况来选择。

同时，还需要指出的是，由于涂层工艺对涂层前和涂层后的加工条件要求较为特殊，所采用的加工设备要具有很好的刚性。目前，对生产测试中所使用的刀具还处于消耗成本高的状态，还需要在测试中对刀具进行不断的改进。

MAG供稿

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