電單車發動機重要零部件材料與工藝總結

2022-04-20 16:16:12 字數 2635 閱讀 6269

1. 活塞:常用材料為鑄鐵和鋁合金,鋁合金又可分為鋁銅合金(y合金)和鋁矽合金(lo-ex合金);毛坯加工方法可分為鑄造和鍛造兩種,而鑄造鋁合金活塞由於其成本低而被一般內燃機廣泛使用,但在二沖程柴油機中仍採用鑄鐵活塞;大量生產時採用金屬模鑄造,單件生產時則用砂型鑄造,最新可採用擠壓鑄造。

對於電單車,常用材料為zl108、zl109、zl9、zl117等,通用的毛坯加工方法是金屬型鑄造,且金屬模應採用下抽芯模具,而液態模鍛工藝是其發展方向,熱處理通常採用固溶強化(相當於鋼的淬火)及完全人工時效(t6),也有採用淬火及穩定化回火(t7)的。

2. 活塞銷:一般採用20、15cra或20mn2等優質滲碳鋼,在強化內燃機中可以高階合金鋼;其外表面應採用滲碳淬火或表面感應淬火,為提高疲勞強度可採用冷擠壓成形法、雙面滲碳、氰化或氮化。

對於電單車,材料一般為低碳合金鋼(15cr、20cr、20mn、20crmo、20crmnmo),採用熱軋圓鋼、冷軋或冷拉無縫鋼管的毛坯經冷擠壓和溫擠壓成型,雙面滲碳是強化活塞銷的有效方法。

3. 活塞環:常用材料為鑄鐵和鋼,鑄鐵又可分為球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵,鋼中如65mn彈簧鋼可用於製造氣環;表面處理方法有鍍鉻、鍍錫、噴鉬及磷化;加工方法有單體澆鑄、靠模加工及熱固定法。

對於電單車,可採用合金鑄鐵(鉻鉬、鎢合金鑄鐵)、球墨鑄鐵及鋼(彈簧鋼、不鏽鋼),其餘同上。

4. 連桿:一般採用中碳鋼或合金鋼製造,汽車、拖拉機及其他小型內燃機常用45、40cr、40mnb等中碳鋼鍛造,其他強化內燃機則用42crmo、18cr2ni4wa等合金鋼,某些小功率內燃機還有用球墨鑄鐵製造的;對於鍛鋼連桿可採用表面噴丸處理來提高疲勞強度,固定連桿大頭蓋的螺栓可用40cr、35crnimo、18cr2ni4wa等合金鋼。

對於電單車,可採用45、40cr、40mnb、20cr、42crmo、20crmo等材料經模鍛、輥鍛或精鍛等方法成型,採用輥鍛的時候也可用45鋼、冷硬鑄鐵及球墨鑄鐵製造。

5. 曲軸:可分為鍛造曲軸和鑄造曲軸兩大類,鍛造曲軸常用材料為普通碳素鋼(35、40、45、50)和合金鋼(35mn2、40cr、45mn2、35crmoa、42crmoa、50crmoa、40crni及18cr2ni4wa),鑄造曲軸常用材料為球墨鑄鐵qt60-2、可鍛鑄鐵ktz70-2、合金鑄鐵及鑄鋼zg35等;鍛、鑄造的曲軸一般都要經過熱處理,軸頸部分要經過加硬處理(滲碳、滲氮、淬火)和研磨等。

曲軸軸承材料可分為鉛基、錫基、銅基、鋁基軸承合金。對於電單車,一般為組合式曲軸(多缸的為整體式),大多採用鍛造方法,常用材料為45、50、35mn2、45mn2、35crmoa、40crni、40cr、18cr2ni4wa,常用表面強化工藝有圓角高頻感應淬火、圓角滾壓及氮化。

6. 配氣機構:目前大多數內燃機氣門錐角均為45度;進氣門常用材料為40cr,排氣門則採用高碳馬氏體鋼(工作溫度不超過650度,如4cr9si2、4cr10si2mo等)和奧氏體合金鋼(工作溫度可達870度,如4cr14ni14w2mo);有時為提高氣門耐磨、耐熱、耐腐蝕性能,在氣門座合面、氣門杆端部還需鍍覆鈷基或鎳基合金,或在氣門桿上進行鍍鉻等化學處理;氣門彈簧一般採用65mn、50crva等材料,噴丸處理可提高其疲勞強度;大多數的氣門座圈的材料是合金鑄鐵;氣門導管一般採用減磨效能好的灰鑄鐵材料,採用鐵基粉末冶金製造;凸輪軸一般採用20、20mn2(低碳鋼要進行滲碳淬火)或45、45mn2(中碳鋼要進行高頻淬火)材料,近年來也有使用可淬硬合金鑄鐵,冷激鑄鐵、球墨鑄鐵或可鍛鑄鐵來製造;氣門挺柱的作用是實現凸輪的運動規律並承受凸輪的側向力,多採用冷激鑄鐵或鎳鉻合金鑄鐵製造(凸輪也一樣,二者有匹配關係);氣門推桿的材料可採用鋼或鋁的,其作用是將挺柱的運動通過搖臂傳給氣門;氣門搖臂一般採用45鋼模鍛或精密鑄造,近來也有用球墨鑄鐵鑄造,它多採用丁字形或工字型斷面。

對於電單車,氣門座材料可用燒結氣門座材料、高鉻銅鉬鑄鐵及耐熱鋼,氣門彈簧可用50crva、60si2cra、60si2crva、55crsi等材料,其可用噴丸、軟氮化及超細化熱處理等工藝進行強化。

7. 機體:包括汽缸體和曲軸箱體,一般採用鋁合金和鑄鐵製造,鑄鐵一般是ht20-40、ht24-44等,鋁合金一般是鋁矽系中高強度的zl101和zl104合金;汽缸套的材料一般為球墨鑄鐵、高磷鑄鐵和合金鑄鐵;在風冷式內燃機中對於鋁合金氣缸的汽缸套採用鑄鐵製造,其他的一般是汽缸體、汽缸套鑄造在一起。

對於電單車,曲軸箱一般採用壓鑄鋁合金(如yl112《即adc10>、yl113《即adc12>)壓鑄而成,汽缸體可分為鑄鐵汽缸體(鑄鐵內加合金元素)、壓入式汽缸體(汽缸套為合金鑄鐵鑄造,然後壓入到鋁合金汽缸體中)、雙金屬汽缸體(先對合金鑄鐵汽缸套外表面經機械加工後滲鋁,然後再澆鑄鋁合金散熱片,兩材料過渡層厚度控制在0.02-0.04mm之內)及鋁合金鍍鉻汽缸體四種;汽缸套磨損有磨料磨損、磨蝕磨損及溶著磨損三種情況,其表面處理方法有鍍鉻、氮化、表面淬硬及噴鍍等。

8. 汽缸頭:一般採用鑄造的方法製造;製造的材料通常有鑄鐵和鋁合金兩種,鋁合金汽缸蓋工作溫度一般不超過220度,鑄鐵汽缸蓋工作溫度一般不超過375-400度;在水冷式內燃機中,通常採用ht21-40、ht25-47及合金鑄鐵等鑄鐵或zl101、zl104等鋁合金材料;在風冷式內燃機中,廣泛採用zl105、zl106、zl108、zl4等高矽鋁合金和66-1稀土鋁合金材料,少數採用鑄鐵。

對於電單車,汽缸蓋常用材料有高矽鋁合金、zl105、zl106、zl108及66-1稀土鋁合金。

9. 汽缸蓋襯墊:一般有以下型式——整片式硬鋁襯墊、層疊式鋼片襯墊、波紋式鋼片襯墊、銅皮-石棉襯墊、鋼片-石棉襯墊及編織鋼絲或金屬骨架與石棉組成的襯墊,一般中小功率內燃機都採用銅皮-石棉襯墊或鋼片-石棉襯墊。

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