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        格勞博技術發展--有助于提高內燃機效率的熱噴涂技術

        發布日期:2017-09-21 16:10  來源:格勞博機床(大連)有限公司

        等離子/粒子射線檢查過程
        Plasma/particle beam test procedure

        在內燃機和電動機并行的時代,汽車工業進一步拓展了這兩項驅動概念,尤其探索了提高內燃機效率的技術。最重要的解決方案包括組件結構輕量化、小型化、減少摩擦和提高熱效率。在這一背景下,格勞博技術專家特別對缸膛的熱噴涂工藝進行了深入研究,從而為提高內燃機效率作出了重要貢獻。

        隨著內燃機技術的不斷發展,汽車工業的壓力也越來越大。面對這一發展,格勞博工程師已清楚地認識到其趨勢,并已準備好迎接技術更迭的挑戰。由此,我們制定出了例如適用于發動機組件涂層技術領域的,切削加工高強度渦輪外殼的,以及加工框架組件、結構組件和底盤組件的各項解決方案。

        熱涂層系統 G500TS 成功進入市場

        為了減輕內燃機的重量從而增加功率,所使用的曲軸箱主要應用了鋁制材料,且氣缸工作表面采用了熱噴涂技術。該技術在批量生產中的應用愈加頻繁。采用熱噴涂技術的氣缸工作表面不僅減輕了重量、減少了摩擦,同時在熱負荷和機械負荷方面也具有更高的耐受性。格勞博是為數不多的、為曲軸箱涂層工藝提供完整的加工生產線(完整的生產線包括從準備、活化、涂層到硬加工的整個過程鏈)的供應商之一。

        GTS (GROB Thermal Sprying) 涂層工藝為您呈現完美效果

        選擇可能的涂層工藝時,格勞博工程師為批量生產選擇了最為經濟的解決方案。由于該解決方案穩固耐用,因此在生產時未帶來任何不愉快的意外。GTS 工藝憑借其高粒子能量可高度容忍產生干擾過程的影響因素。除了免隔離的涂層外,該工藝還允許自由選擇活化工藝。對于導軌工作面活化而言,機械活化可謂是一項創舉。低成本、完美的能量平衡、穩定的工藝以及可借此實現的高品質均是選擇GTS工藝最有力的理由。此外,在利用硬態車削再加工涂層時,可在相對較短的加工時間內生成形狀最佳的氣缸并通過相關的倒角技術和間隙珩磨技術完成加工。即使在珩磨等級量正常的熱噴涂中,仍可達到非凡的經濟效益。

        實踐經驗決定優化過程

        盡管 GTS 成效卓越,但格勞博工程師仍在持續不懈地優化工藝,以進一步完善其在批量生產中的適用性。目前,他們的優化重點在于縮短維護和維修的停機時間,以提高設備可用性。由此他們對原始的涂層工藝燃燒器進行了優化,從而使得非專業人員也可對其進行設置。新的燃燒器可簡便且多次精確地進行設置。借此可避免復雜繁瑣的設置工作而不會產生附加費用,同時還能確保涂層保持在同等高品質。

        在機械活化時,還具有其它優勢。除優化材料應用和附著力外,將該工藝擴展到例如灰鑄鐵等其他底層上也是非常重要的一點。對于鋁制曲軸箱而言,改善導熱性、減輕重量和減少摩擦是重中之重。對于商用車發動機而言,例如對“劣質”燃料的耐受性和抗腐蝕性等方面均具有特別重要的意義。同時還可考慮使用配有涂層技術缸膛的整體曲軸箱代替濕式軸套。


        等離子/粒子射線

        GTS 工藝節省發動機大修成本

        如果所涉及的是目前現有的車型,且其備用發動機或發動機備件有庫存,則這將不是問題。原則上,相比于更換整個機組,維修所需的費用更低。如果是曲軸箱受損,則可更換或維修曲軸箱。但如果是氣缸工作表面受損,即磨損或其他損壞,則有兩種維修方式:

        1. 使用加大尺寸的活塞時,需鉆出大尺寸的氣缸孔,并形成可用作活塞工作面的表面。同時,活塞需要一個較大的直徑,即所謂加大尺寸的活塞。由于該活塞并不能批量投入生產且只能生產較少件數,所以價格非常昂貴。

        2. 利用熱噴涂工藝進行維修,氣缸也可鉆孔、活化、噴涂層,然后進行再加工,從而形成所需的表面。使用該工藝不會對其他組件產生影響。

        這兩種工藝各有優劣:第一種工藝需要較高的物流費用,因件數較少而導致成本暴增。第二種工藝的優勢主要在于其經濟性以及可輕松應用的技術性上。熱噴涂工藝適用于所有類型的發動機大修。對于由灰鑄鐵和鋁制成的曲軸箱可實現發動機大修。鋁制曲軸箱具備帶沖壓式或嵌入式灰鑄鐵軸套的型號。這些型號采用了熱噴涂技術或由經過特殊處理的鋁材形成了工作面。所有型號均可采用熱噴涂技術。如通過熱噴涂技術大修發動機,則必須在噴涂層前“活化”表面。這一表面活化工藝對于涂層粘附力具有重要作用。


        鋁制曲軸箱:氣缸工作表面經過活化、噴涂層和硬加工

        大修發動機的傳統工藝(當前技術水平)

        大修發動機的傳統工藝(當前技術水平)一般會使用含鉻和鎳的黏合層(即所謂的“bond coat”)進行活化。但鉻和鎳在采用熱噴涂技術時均存在問題,因為在高溫下它們均會產生嚴重有害健康的物質,例如六價鉻。即使在成品件上無法證明該物質的存在,但是在生產過程中,仍會對環境造成危害,并在很大程度上損害員工的健康。依照法律方面和客戶要求的目前標準和未來標準而言,這是不可調和的矛盾。因此,沒有任何一家原始設備制造商仍在使用“bond coat”的前提下在公司內大修發動機。

        GTS - 格勞博新研發的工藝

        人們可選擇通過加入機械結構實現表面活化。向表面中加入一個梯形的型材,其底邊凹陷可與噴涂的涂層形狀完美配合。諸多原始設備制造商已將該工藝運用于鋁材活化中,但在灰鑄鐵中仍無法成功應用,因為活化切割采用了掐絲工藝(0.1 mm 寬和深),且在運用于鋁材中時,已經是一項對刀具制造商的巨大挑戰。

        由于灰鑄鐵材料硬度更高且僅在一定條件下適用于含金剛石切割材料(該材料可應用于鋁材活化中)的加工,因此灰鑄鐵的活化更為困難。目前的挑戰在于用一個刀具制成所述的型材,用于加工灰鑄鐵,且通過可實現的標準量實現經濟效益。在格勞博試驗批次中,已在基本設計的基礎上逐步對形狀和切割材料進行了優化,以達到所需要求。目前第四代刀具已投入使用,因為它已達到所設定的要求。


        經過制備的灰鑄鐵曲軸箱:氣缸工作表面經過活化、噴涂層和硬加工 
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