3.4 等离子喷涂陶瓷层

用于强化活塞环表面的陶瓷涂层的各项性能均较好，对其开发和研制无异于给活塞环的制造带来了非常大的发展前景；但是，由于涂层的制备制造难度非常大，使其一直没有得到很好地应用。随着工业的发展，等离子喷涂技术逐渐成熟，结合陶瓷涂层和等离子喷涂两项技术优点的等离子喷涂陶瓷涂层应运而生。由此，解决了陶瓷材料高应力剥落和活塞环变形等一系列的问题，使陶瓷材料可以在活塞环的制造中获得广泛应用。AE Goetze的用一种特殊的涂层制备方法，研制出了一种CKS-36涂层[15]，是在铬涂层上渗入陶瓷微粒的一种复合陶瓷涂层，CKS-36涂层结构如图2所示。目前，活塞环表面喷涂陶瓷层受到技术限制，还没有得到广泛应用，开发良好性能的陶瓷涂层仍然是活塞环表面处理技术研究领域的一个极其重要的方向。

图2 CKS-36层结构[15]

3.5 气相沉积技术

W.Grabon在等离子喷涂法的技术基础上，提出了气相沉淀技术，其基本原理是采用了金属基体真空介质中的均匀沉积技术[16]。蒸发涂层材料主要有电弧和磁控溅射两种工艺。电弧的工作过程如下：低压电弧产生电场，离子在该电场中受到电场力的作用，加速运动，冲到活塞环基体上，完成沉积，但涂层中可能存在低压电弧导致小颗粒的存在,使涂层的表面整洁度和综合机械性能均受到影响。磁控溅射的工作过程如下：磁场溅射产生等离子体，撞击活塞环基体后导出原子，由此产生的原子所受力度不够，其动能相对较低，因此，得到涂层的难度更大，但磁控溅射得到的涂层表面更加光洁、顺滑。

气相沉积技术依靠其独特的优势，目前开始在业界得到广泛的应用，但因为技术不够成熟，制备方法上受到技术的限制，气相沉积技术目前只能实现对整个活塞环基体沉积薄膜,无法满足特殊部分表面的性能要求，并且这种整体薄膜还会使活塞环在工作过程中发生咬缸现象。利用气相沉积技术在活塞环表面镀膜，可以获得更多受生产限制而无法开发的优良镀层活塞环，但是，还需要对此做进一步研究改进，克服只能整体镀膜的限制，降低制备成本等，提高其适用性后，才能将气相沉积技术广泛使用。

4 结束语

随着工业的发展，许多活塞环制造技术得到应用，有力地改善了活塞环的耐磨性、耐热性以及抗疲劳性等，现代工业的发展要求内燃机的各项指标向更强化方向发展，相应地，高强度的活塞环也有较大的适用前景。活塞环制造技术确实存在许多弊端，且制造活塞环要综合考虑整体性能、工艺成本、节能减排、保护环境以及相关匹配等方面的问题，目前，对于活塞环制造技术的研究，需要加大创新研究力度，在表面氮化处理、钼层加粉末合金、气相沉积以及涂层制备技术，特别是陶瓷材料涂层的应用方面加大产业化研究力度；在工艺成本、技术适用性和环境友好型制造业的要求等方面，进一步完善，实现创新技术得到深度开发，同时也要能得到广泛的产业化实际应用。

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文章来源：《现代制造技术与装备》 网址: http://www.xdzzjsyzb.cn/qikandaodu/2020/1001/620.html