活塞环-活塞环材料和工艺的演变.doc

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1、活塞环-活塞环材料和工艺的演变时间：2009-04-27点击：303来源：活塞环，活塞环材料，活塞环工艺-宁波市江北特环活塞有限公司      结构简单、圆环形态、中间开口，活塞环留给人的第一印象并不起眼，而且在发动机的制造总成本中，它仅占弱小比例，但是它却是发动机所有配附件中惟一做三个方向（轴向、径向、回转）运动的部件，能起到保持气密性、控制机油、冷却活塞、防止活塞与缸壁猛烈碰撞等重要作用。它的性能优异将直接影响发动机的工作表现和使用寿命。活塞环是一种具有较大向外扩张变形的金属弹性环，被装配到剖面与其相应的环

2、形槽内，和活塞、缸套、缸盖等元件组成腔室做功。崁入活塞槽沟的活塞环分为压缩环和机油环，也称气环和油环。气环用以密封燃烧室内的压缩空气，油环则用来刮除汽缸上多余的机油。由于活塞环既是发动机的关键零部件，又是发动机中工况条件最苛刻的摩擦零件之一，要求活塞环具有高的抗熔磨损性能。寻找新材质和新型表面处理工艺成为活塞环行业满足未来市场需求的主要技术关注点。一、材质选用：钢环受宠  传统上柴油发动机的活塞环一般使用球墨铸铁和合金铸铁，汽油发动机的活塞环一般采用钢材。就车柴环而言，国内目前仅有合金铸铁、少量球铁和极少量合金

3、钢几种材料。合金铸铁为铸铁加入钢材和微量元素制成，多用于农机、空压机和轻型汽车发动机上；球墨铸铁用于载重汽车和微型车、摩托车上。近年，随着国内汽车工业的发展，过去多用于汽油机上的钢质活塞环被逐渐引入到柴油机领域，一些柴油机开始采用钢质油环。相比铸铁环，钢质活塞环无需铸造过程、重量轻、加工方法简单、成本低廉。国内主流厂家也开始意识到这一点，投入新型钢环的研发和生产。在世界范围内，日本由于轿车工业发达，钢环使用较多，钢环的工艺也更为先进；欧美国家的工程机械和重型车辆较为发达，在铸铁环领域拥有成熟的表面处理工艺。国外

4、活塞环材料已经系列化，数量有30多种，尤其是高档次产品，如轿车、微型车用活塞环材料品种齐全；而国内低档次环用合金铸铁材料，中档次环用球墨铸铁材料，高档次环用的合金钢几乎全部从国外进口，制造成本还是比较高的。二、工艺发展：趋向高端  活塞环的工作条件是高温、高压，极为苛刻。发动机燃烧室爆炸的瞬间，燃气温度可达到2000℃~2500℃，往复运动的活塞速度和负荷都很大，对活塞环表面处理工艺提出了极大的挑战。一般而言，球墨铸铁和合金铸铁活塞环活塞环表面处理工艺包括磷化、氧化和镀铬。其中镀铬是目前国内大多数厂家采用的工艺

5、。不过，镀铬工艺对环境污染严重，生产效率低，活塞环的废品率和生产成本高，特别是废液中重金属的再处理难度重重。国外逐步减少镀铬工艺，大量采用喷钼、氮化、喷陶瓷新工艺，以减少环境污染，提高生产效率和高档次活塞环的使用效果。钢质环则多采用氮化、喷钼、PVD工艺，较为先进，在发达国家尤其是日本的活塞环行业内被广为采用。随着国内发动机工业的进步，中国的活塞环行业表面处理工艺也得到了长足发展，端面闪镀、复合电镀、氮化、喷钼、物理气相沉积（PVD）等先进的工艺都开始应用。由于每种工艺都相应要求建一条新的生产线，对技术、生产和

6、资金实力提出很高要求，因此国内目前仅仪征双环活塞环和安庆帝伯格茨两家公司拥有上述先进工艺的生产线。三、行业现状：参差不齐  统计数字显示，中国活塞环企业约有145家工厂，其中民营企业约120家。总体来说，以安庆帝伯格茨、仪征双环活塞环和厦门理研活塞环为代表的合资公司站在第一梯队，由于引进国外资金、技术和管理，目前在行业中处于领先地位；以石家庄金刚集团、长沙正圆动力配件厂、武汉汽车配件厂等为代表的25家国有大中型企业，由于机制和历史负担，经营困难较大，已有近10家企业破产或重组；以福建东亚机械、华仓活塞环为代表的

7、民营企业机制灵活，并通过技术学习在售后市场给第一梯队造成很大困扰。相比国际一流企业，中国的活塞环企业还有很大差距。虽然在工艺水平方面已经在努力看齐，但是在活塞环材料、检测仪器、机械加工工艺设备和企业管理水平等方面都有许多课需要补足。特别值得一提的是，国产活塞环专机上基本上没有配套自动检测仪器，为工厂的质量控制带来很大难度。国内活塞环企业在走向国际舞台，尤其是为国外主机厂做配套的时候，并不是技术和品质达不到要求，而是产品的稳定性需要得到加强，往往同一批次的产品都符合要求，但有些超出标准很多，有些刚刚满足标准，这很

8、难让国际客户感到放心。中国的活塞环企业还要在这些方面多做努力才能谈得上去与国际同行竞技。