摘要：
以国产413F系列柴油机第一道活塞环和汽缸筒为对象， 经过分析和实验,选择NiCr/Al复合粉作为喷涂底层(结合层)材料, 而涂层材料为NiCr/Al粉加WC陶瓷粉。NiCr/Al与铸铁和陶瓷均有较高的结合强度,能够获得较厚的涂层,而分布在涂层中的WC硬质相则以颗粒状或团聚状凸起起着支承和抗磨损的作用。具体的组分经过摩擦学试验、发动机台架试验和沙漠车使用从多种方案中比较筛选,最后认为缸套涂层的WC含量以30%为宜,环涂层则宜含35%WC加2.5%TiC。
喷涂工艺上的主要难点：缸套孔径只有125mm,即使采用专门研制的QZN2型小尺寸内孔喷涂枪,由喷口到缸套壁面的距离也不大于55mm。要使喷涂粉末在如此短的距离内加热到熔化,又要避免等离子火焰对工件的加热过强(缸套和涂层的温度过高以及温度变化幅度大都会影响涂层与基体的结合强度),必须严格控制喷枪功率和等离子射流速度,加强对工件的冷却。缸套孔0125×Ø250全表面喷涂,要在这么大的面积上不出现涂层缺陷,喷涂系统必须具有很高的工作稳定性,尤其是喷涂枪。活塞环径向厚度很小,喷涂过程中容易升温过高而影响涂层与基体的结合强度。所有这些工艺上的难题得到解决后,成功地获得了厚0.25mm的缸套涂层(珩磨后)和0.35mm环涂层(精磨外圆后)。涂层结合强度达45MPa。
为提高气缸套孔的珩磨工效,研制了涂钛金刚石金属结合剂热压烧结珩条,其磨削比和切除率分别比一般金刚石树脂结合剂冷压珩条高出43%和4.1倍。陶瓷涂层活塞环以及下面将要介绍的陶瓷合金化法塞环的桶形外表面,都用金刚石砂轮磨削。为修整砂轮成形面开发了一种简便易行的新技术。
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