高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形技术研究

发布时间：2017-09-07 04:06

  本文关键词：高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形技术研究

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【摘要】：高硅铝合金缸套密度小、导热系数高、与铝合金活塞热物理性能相容性好,是一种具有良好综合性能的气缸套材料。但是铝合金的耐磨性较差,需要较高含量的硅颗粒改善其耐磨性,减少摩擦因数。由于铝合金基体韧、硅颗粒镶嵌物脆,导致缸套表面机加工后,铝覆盖在硅颗粒表面,磨合期摩擦因数大。硅颗粒暴露后,由于边缘尖角易诱发拉缸。因此需要一种整形技术,在除掉硅颗粒表面的铝覆层、使铝基体高度低于硅颗粒的同时,实现硅颗粒边缘倒角,有效改善缸套的摩擦学性能。在机械加工领域,现有的珩磨等加工技术不能达到这一目的。本文以高硅铝合金缸套为研究对象,以使缸套表面硅颗粒凸出并使边缘圆化为目标,研制出高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形试验机,该试验机模拟珩磨机与缸套之间的接触形式及运动方式,而且对于影响珩磨力最重要的因素,以加载的方式提供。试验表明该试验机不但可以使缸套试样表面的硅颗粒凸出,而且能够让凸出的硅颗粒边角圆化,有效解决了凸出的硅颗粒边角尖锐带来的应力集中的问题;然后,以铬基陶瓷复合镀活塞环为配对副,以原始缸套试样为参照,研究不同整形时间对高硅铝合金缸套摩擦因数和磨损量的影响规律,获得优化的整形技术。得到的主要结论如下:1.研制出高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形试验机,验证性试验表明,该试验机能够有效使缸套试样表面硅颗粒凸出并边角圆化,稳定性较好。2.用高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形试验机对高硅铝合金缸套进行整形,在往复频率、旋转转速和载荷不变的条件下,随着整形时间的增加,缸套试样表面的硅颗粒凸出高度随之增加,且边角圆化的程度也得到提高。3.摩擦磨损试验结果表明,随着整形时间的增加,配对副的摩擦因数呈现出先减小后增大的规律,在处理2min处,配对副摩擦因数达到最小值,比原始缸套试样组成的配对副摩擦因数降低约14%;缸套试样的磨损量呈现出先减小后增大的规律,在处理2min和3min处,缸套试样磨损量最小;活塞环试样的磨损量呈现出先平稳不变后增大的规律,2min之前活塞环试样磨损量相差不多,2min之后明显增大。4.试验表明,高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形试验机能够有效提高缸套的摩擦学性能,在其它参数保持不变的条件下,用该试验机对缸套试样整形2min,可以使缸套试样得到较优的摩擦磨损性能。
【关键词】：高硅铝合金缸套 机械加工技术 表面硅颗粒整形试验机 摩擦磨损
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 高硅铝合金缸套研究现状12-16
• 1.2.1 高硅铝合金材料的研究及应用12-14
• 1.2.2 挤压铸造高硅铝合金技术14-15
• 1.2.3 高硅铝合金缸套研究现状15-16
• 1.3 高硅铝合金缸套表面加工技术16-20
• 1.3.1 激光熔覆16-17
• 1.3.2 激光珩磨17-18
• 1.3.3 表面涂层18
• 1.3.4 化学刻蚀18-19
• 1.3.5 机械珩磨19-20
• 1.3.6 小结20
• 1.4 研究意义20
• 1.5 研究内容20-22
• 第二章 试验材料及表征方法22-31
• 2.1 试验材料22-29
• 2.1.1 缸套试样22-25
• 2.1.2 活塞环试样25-28
• 2.1.3 润滑介质28-29
• 2.2 表征方法29-31
• 2.2.1 硅颗粒凸出高度29-30
• 2.2.2 摩擦因数30
• 2.2.3 磨损量30-31
• 第三章 高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形试验机的研制31-45
• 3.1 机座的设计31
• 3.2 整形磨具材料的设计31-32
• 3.3 橡胶圈与缸套试样之间力的作用32
• 3.4 试验机总体结构设计32-34
• 3.5 试验机往复运动系统34-37
• 3.6 试验机旋转运动系统37-39
• 3.7 试验机加载系统39-40
• 3.8 高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形试验机示意图40-42
• 3.9 高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形试验机实物图42-44
• 3.10 试验机验证44-45
• 第四章 整形技术对高硅铝合金缸套摩擦磨损性能影响45-57
• 4.1 整形时间对高硅铝合金缸套试样表面硅颗粒形貌的影响45-47
• 4.2 整形时间对高硅铝合金缸套摩擦磨损性能的影响47-50
• 4.3 整形时间对缸套表面磨损前后形貌的影响50-57
• 结论57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 作者简介63

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1 王湘君;;高硅铝合金中锑、铜、锰、镁、铁的原子吸收分光光度法测定[J];湖南冶金;1977年04期

2 郝廷t，

本文编号：807302