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制造活塞環(huán)材料的基本要求有哪些？

: 問(wèn) 提問(wèn)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(guò)程中產(chǎn)生的慣性小，對(duì)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(duì)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(guò)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(guò)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(guó)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(lái)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(guò)共晶鋁硅合金的使用越來(lái)越多。過(guò)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(guó)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(guó)內(nèi)也有少數(shù)單位開(kāi)始應(yīng)用。　　但過(guò)共晶鋁硅合金也有不足之處，未經(jīng)過(guò)變質(zhì)處理的過(guò)共晶鋁硅合金中存在粗大塊狀初晶硅和粗大長(zhǎng)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(guò)去這種合金應(yīng)用受到限制的主要原因。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于如何對(duì)合金進(jìn)行變質(zhì)細(xì)化處理，這是近年來(lái)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(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)影響更大。不過(guò)通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢缘玫礁纳疲珶崽幚頃?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(lái)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(kāi)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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