原文传递
大型船舶柴油机气缸套再制造中涂层设计与制备工艺研究
| 论文题名： | 大型船舶柴油机气缸套再制造中涂层设计与制备工艺研究 |
| 关键词： | 船舶推进;柴油发动机;气缸套磨损;喷涂修复;纳米涂层 |
| 摘要： | 船舶柴油机是船舶动力系统的核心部分，其功能是保证船舶的安全航行和为船舶机械提供动力。船舶柴油机的气缸套是柴油机中工作环境最为恶劣的零部件之一，其内表面直接与高温高压燃气接触，承受着很高的燃气爆发压力、瞬变高温及活塞环的往复摩擦作用；其外表面与冷却水直接接触，承受着电化学腐蚀和横向振动所引起的空泡腐蚀的作用。随着柴油机强化指标(平均有效压力、活塞平均速度等)的提高，气缸套磨损、腐蚀等也随之加快，致使气缸套远没有达到磨损极限，就提前报废。再制造具有优质、高效、节能、节材及环保的特点，目前已引起各国的高度重视。因此，将再制造中的热喷涂技术应用于大型船舶柴油机气缸套再制造，不仅能实现对再制造气缸套尺寸的完全恢复，提高了废品的利用率，降低了再制造的成本，体现出明显的节能、节材效果，提升气缸套的性能，而且还有利于废品资源化，符合我国可持续发展及建设资源节约型社会战略。在资源短缺、能源紧张的今天，热喷涂作为一种现代表面技术目前可望广泛应用于船舶柴油机气缸套的再制造中。 本文在结合国内外关于气缸套再制造研究现状的基础上，分析了船舶柴油机气缸套失效机理。根据失效机理和涂层材料的特征，对缸套内外壁各设计了三种涂层材料并和相应的工艺方法，并对所选涂层材料进行金相组织、相结构分析、显微硬度、耐磨性能、抗汽蚀性等基本性能测试。试验表明:对气缸套内壁采用超音速电弧喷涂制备的3Cr13涂层具有涂层组织致密、孔隙率低、结合强度高、抗热震性能良好，耐磨性能强的特点，能够达到缸套内壁尺寸修复和表面强化的双重作用。对气缸套外壁采用HVOF制备的纳米WC-12Co涂层，WC颗粒在喷涂过程熔化程度高，与基体碰撞时变形更充分，使涂层结构更致密，颗粒更细化，颗粒间结合面较大，涂层层间结合强度大，抗汽蚀的性能优异。综合各试验结果，采用超音速电弧喷涂制备3Cr13涂层和HVOF制备纳米结构WC-12Co涂层对气缸套进行再制造，能够获得优异性能的再制造气缸套。 |
| 作者： | 曾志龙 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 丁彰雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
