汽车发动机零件再制造技术_刘石

《装备维修技术》%++2 年第 % 期 3 总第 ##- 期 4
新技术
汽车发动机零件再制造技术
刘 石#
刘 谦%
3 #$ 北京军区空军装备部汽车修理厂 %$ 全军装备维修表面工程研究中心 4
摘 要：本文简单介绍了汽车发动机再制造的现状，对能够应用于汽车发动机零件再制造的几种 表面工程技术，如高速电弧喷涂技术、纳米电刷镀技术等进行了介绍。指出把表面工程技术应用于汽 车发动机再制造，将全面提升再制造产品的质量，能够产生巨大的经济效益和社会效益，开展表面工 程技术在汽车发动机再制造中的应用研究具有重要意义。
工程的进展 ’ 中国表面工程，)%%(，)：( * ! )’ 刘谦，戴庆荣，刘石，马世宁，综合应
用表面工程技术，提高再制造发动机质量，机电 装备再制造工程学术研讨会论文集，济南， )%%!’ %$’ )" * +(
+’ 刘谦，戴庆荣 ’ 汽车发动机再制造发展 现状及其关键技术 ’ 设备管理与维修，)%%+，) （))%）：, * (%
!’ 发展前景
目前采用纳米电刷镀技术、高速电弧喷涂技 术等在汽车发动机零件再制造中得到了初步应
用，再制造的零部件性能得到了恢复甚至提高， 已经组装整机进行台架试验测试在制造发动机的 性能。
汽车发动机的再制造需要应用各种高新技术 实现节约资源、提高性能和质量，还有待进行大 量深入细致地研究工作。
参考文献： (’ 徐滨士，梁秀兵，李仁涵 ’ 绿色再制造
关键词：发动机；再制造；表面工程技术
#$ 前言
再制造工程是正在发展中的一个新兴研究领 域和新兴产业。再制造工程运用先进表面技术、 复合表面技术等多种高新技术、产业化生产方 式、严格的产品质量管理和市场管理模式，使废 旧产品得以高质量的再生，创造新的价值，是符 合国家可持续发展的一项系统工程。大力发展再 制造技术已经是许多有识之士的共识，国内外对 再制造工程的研究越来越多。
随着在线检测技术的发展和成熟，在线检测 技术的应用范围已从单机自动检测向整条生产线 的自动在线检测发展，从而达到实现高度生产自 动化和最佳的生产状况。国外一些工业先进国家， 他们的产品质量较好，劳动生产率较高的原因，与 在线检测技术的发展和推广应用是分不开的。
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设计与检测
的优点： #(& 理想的在线检测装置可使产品百分之百
地成为合格品，把废品完全消灭在生产过程之 中，从而提高产品在市场中的竞争能力。
#)& 由于生产过程是在自动调节的情况下进 行的，因此减少了停机检验和调整等辅助时间， 并大量节约了检验人员、从而提高了全员劳动生 产率。
#+& 因为生产是自动进行的，工人只需要操 作自动检测仪器即可，而不是直接控制生产过程 和生产的产品，因而减轻了劳动强度，尤其是有 些在环境条件比较恶劣的情况下生产的产品，应 用在线检测更显示出它的优越性。
划伤快速填补技术是利用微区脉冲点焊设备 和专用材料，对零部件的损伤部位进行快速修复 的技术。该技术通过高能电脉冲产生高温，使补 材在经过预处理的待修表面上熔化，实现二者的 微区焊接。采用该技术对零件的均匀磨损、沟槽 和特形表面棱边损伤等进行快速修复，恢复零件 的尺寸和形状精度。 （2）纳米固体润滑干膜技术
特、通用、克莱斯勒等大汽车公司结成回收联 盟，建立汽车拆卸中心，专门研究开发汽车零部 件的拆卸、再制造和再循环利用。
车辆再制造在我国的研究应用尚处于起步阶 段，很多项目主要集中在再制造单项技术的研究 和理论研究上。表面工程技术应用于汽车再制造 将提升再制造的产品质量。全军装备维修表面工 程研究中心是国内最早进行表面工程技术研究的 单位之一，应用等离子喷涂技术对重载车辆零件 进行再制造修复与改进，实车考核证明经再制造 的 零 部 件 比 新 品 的 相 对 耐 磨 性 提 高 #$ " — 1$ , 倍，寿命提高 %—, 倍。对首钢从比利时购进的 二手连铸设备中的三百多件大轴承座和轧辊，经 再制造修复和表面强化，已正常使用了数年。目 前装甲兵工程学院已经建成国家级再制造技术科 技重点实验室，为装备的再制造升级改造与延寿 提供了研究基地与实验平台。国内的济南、上海 已经建立了汽车发动机的再制造生产线，形成了 一定的再制造能力。在装备再制造技术科技重点 实验室的技术支持下，北京昊兰汽车修理厂建设 了汽车发动机再制造生产线，并合作开展汽车发 动机零件再制造技术的应用研究，进一步提高再 制造产品的质量。
# 下转第 $% 页 & 摩和防腐性能的纳米固体润滑干 膜，取得明显效果。
另外超音速等离子喷涂技术、纳米减摩原位 动态自修复技术等在汽车发动机再制造中也将能 发挥重要的作用。超音速等离子喷涂以等离子弧 为热源，可以将微纳米陶瓷粉、复合粉等多种喷 涂材料加热到熔融状态，利用超音速射流沉积得 到结合强度高、孔隙率低的高质量涂层，在汽车 发动机零件再制造方面有广泛的应用前景。纳米 减摩原位动态自修复技术通过在润滑油中加入纳 米减摩添加剂，在摩擦化学作用下原位动态修复 零件表面微损伤，能够有效降低摩擦、减小磨 损，降低油耗，提高发动机的有效功率，能够用 于提高再制造发动机的性能，延长使用寿命。
#!& 由于生产的产品能近乎百分之百地成为 合格品或把不合格品减少到最低限度，因此在线 检测技术的应用是最有效的节约能源和原材料的
措施。
!’ 结束语
在科学技术高度发展的今天，衡量一个工厂 产品质量的优劣，已不仅要看这个工厂的工艺设 备，很重要的还得看这个工厂的各种检测仪器和 设备的水平及完善程度。有了完整的检测仪器和 严格的证明这个工厂产品的质量有可 靠的保证。
表面减摩技术的应用，能够提高汽车装备中 的机械设备运行可靠性，延长使用寿命7 减少维 修次数。固体润滑干膜技术是一种新型减摩技 术，能够在高温、高负荷、超低温、超高真空、 强氧化还原和强辐射等环境条件下有效润滑。
纳米固体润滑技术通过在固体润滑干膜中添 加润滑和抗磨作用的纳米粒子，改善固体润滑干 膜的润滑、耐磨损性能，能够在常规油脂不宜使 用的特殊环境下实现有效润滑，并且没有油脂润 滑所存在的污染及漏油等问题。如含有纳米氧化 铝材料的固体润滑干膜的耐磨性提高了 0 -! 倍。纳米固体润滑膜可以用到几乎所有的摩擦部 件上而不需要改变部件的尺寸，而且还具有优良 的防腐蚀性能和动密封性能，能起到防止机械振 动和减少机械噪音的作用。目前已经在一些重载 车辆中使用了具有良好耐磨、减 8 下转第 29 页 :
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新技术
#$ 汽车发动机零件再制造技术及其应用
再制造工程所需要的技术种类非常广泛，其 中各种表面技术和复合表面技术主要用来修复和 强化废旧零件的失效表面，是实施再制造的主要 技术。
汽车再制造的关键是发动机再制造。发动机 再制造的关键是对发动机的主要零部件的再制 造，这些零部件主要包括缸体、缸盖、曲轴和连 杆等，表面工程技术尤其是纳米表面工程技术是 零部件再制造的重要技术手段，应用纳米电刷镀 技术、热喷涂技术等先进表面技术将保证再制造 产品的质量。 （%）纳米电刷镀技术
%$ 汽车发动机再制造背景
汽车零部件的再制造是研究最早的领域，在 国外已经形成了规模相当大的产业。美国汽车工 程师协会（&’(）多次举办以“再制造”为主题 的学术会议，并对一些具体零部件（如离合器、 发动机、变速箱、转向器等）的再制造制定了标 准 。 美 国 汽 车 发 动 机 产 品 再 制 造 协 会 （ )(*’） 每月都出版关于再制造产品市场、销售、生产和 管理的快报，并主办《汽车再制造杂志》。美国 "+ 年代后期汽车零部件再制造产品销售额达到 ,-+ 亿美元，在动力车供货市场中 .+/ 0 "+/ 是 再制造产品。美国福特汽车公司正在建立一个旧 部件交流中心，充分利用回收再制造的部件；福
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采用高速电弧喷涂技术能够制备耐磨涂层、 防腐涂层、防滑涂层等各种性能的涂层，可以应 用于磨损零件的修复和强化。
新型高速电弧喷涂与普通电弧喷涂相比，粒 子速度显著提高、雾化效果明显改善；涂层的结 合强度显著提高，涂层的孔隙率和表面粗糙度 低。高速电弧喷涂具有优质、高效、低成本的特 点，在汽车发动机再制造中具有广阔的应用前 景。目前采用高速电弧喷涂复合涂层，恢复汽车 发动机曲轴的轴径尺寸，并且提高摩擦表面硬度 和耐磨性，使其性能得到提高。 （#）划伤快速填补技术
由于纳米材料具有优异的力学性能，可用于 制造超硬，高强，高韧超塑性材料和高性能陶瓷 和高韧、高硬涂层，不仅能够获得质量优良的原 材料，而且可以采用表面工程技术对零部件进行 维修或再制造，获得高性能的零件或备品备件。 以纳米金刚石和纳米陶瓷为代表的纳米硬粉，具 有很高的硬度和较好耐高温能力，在镀层应用可 以较大幅度改善电刷镀镀层的机械性能。通过将 纳米材料与高效的电刷镀技术结合，并采用镍包 覆法对纳米粉表面进行处理，可有效地提高纳米 粉在镍基复合镀层中的共沉积量，显著的改善纳 米粉在镀层中的均匀程度，解决纳米粉在复合镀 层中难以均匀分散这一关键问题。在纳米材料的 弥散强化作用下，获得的纳米复合镀层表现出比 单一快速镍刷镀层更好的性能。纳米复合电刷镀 技术在汽车发动机的轴承、轴承座零件的磨损部 位得到应用，进行零部件表面损伤的修复、强化 和防护，获得的含纳米金刚石的复合镀层在室温 高负荷下具有优良的抗疲劳和抗磨损性能，纳米 氧化铝 &’ ( &’ ) *+*, - ./01# 复合镀层的使用温 度提高到 2"""3，复合镀层的显微硬度保持在 456""，微动磨损深度为快速镍刷镀层的 % ( 2。 （0）高速电弧喷涂技术