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制造活塞環(huán)材料的基本要求有哪些？

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2018-08-15

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　鋁合金活塞　　鋁合金的突出優(yōu)點(diǎn)是密度小，可大大減少活塞的質(zhì)量及往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力，因此鋁合金活塞常常應(yīng)用于中、小缸徑的中、高速內(nèi)燃機(jī)上，尤其以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中居多。在同樣強(qiáng)度的情況下，它比鋼鐵材料輕許多。因此，采用鋁合金制作的活塞工作過程中產(chǎn)生的慣性小，對高速內(nèi)燃機(jī)的減振和降低內(nèi)燃機(jī)的比質(zhì)量有著重要的意義。此外，質(zhì)量較低的鋁合金活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，對缸壁的側(cè)壓力和沖擊力也較小，這樣可以減小活塞組與缸壁以及活塞銷的摩擦力，并降低它們的磨損量。鋁合金的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)熱性好，工作時(shí)，活塞表面溫度比鑄鐵的低，而且活塞頂部的積炭也較少。迄今曾經(jīng)使用過的鋁活塞材料大致有4類：Al-Cu-Ni-Mg系、A1-Cu-Si系、共晶型A1-Si-Cu-Mg系及過共晶型AI-Si-Cu-Mg系，前兩類由于存在線膨脹系數(shù)大、比重大、體積不穩(wěn)定的缺點(diǎn)早已被淘汰，目前國內(nèi)使用的鋁活塞材料主要是共晶型鋁硅合金，如ZLi08(ZAlSil2Cu2Mg)、ZLl09(ZAlSil2Cul MglNil)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)性能的不斷提高，共晶型鋁硅合金已越來越難以達(dá)到使用性能要求，在汽油機(jī)和天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，過共晶鋁硅合金的使用越來越多。過共晶型鋁硅合金含硅量高達(dá)17%~26%，合金比重減小，線膨脹系數(shù)降低，抗磨性及體積穩(wěn)定性相應(yīng)提高，是較理想的活塞材料。國外已將此材料廣泛用于活塞生產(chǎn)，隨著高功率及增壓內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)，國內(nèi)也有少數(shù)單位開始應(yīng)用。　　但過共晶鋁硅合金也有不足之處，未經(jīng)過變質(zhì)處理的過共晶鋁硅合金中存在粗大塊狀初晶硅和粗大長針狀共晶硅組織，使基體嚴(yán)重割裂，惡化機(jī)械性能，同時(shí)切削加工性能也很差，這也是過去這種合金應(yīng)用受到限制的主要原因。解決這一問題的關(guān)鍵在于如何對合金進(jìn)行變質(zhì)細(xì)化處理，這是近年來人們研究這類材料的重點(diǎn)。另一不足之處是降低了活塞的導(dǎo)熱率，這對于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)影響更大。不過通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢缘玫礁纳?，但熱處理?huì)增加活塞的成本。　　2.2　鑄鐵活塞　　現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)尤其是柴油機(jī)，為了大幅度地提高其熱效率，增壓程度不斷地提高，這使得氣缸內(nèi)部的熱負(fù)荷明顯增大。這使鋁合金活塞本身所固有的熱強(qiáng)度不高、線膨脹系數(shù)較大的缺點(diǎn)越來越嚴(yán)重，鋁合金活塞在柴油機(jī)上的使用范圍受到明顯的限制。為此，在一些大負(fù)荷的柴油機(jī)上，開始采用熱強(qiáng)度和耐磨性較高而線膨脹系數(shù)較低的鑄鐵活塞。鑄鐵的密度約為鋁合金的3倍。　　　鑄鋼活塞　　鑄鋼的機(jī)械強(qiáng)度高，耐熱性、耐蝕性以及耐磨性均優(yōu)于: 回答者：網(wǎng)友

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