柴油机UNIVER气缸套用灰铸铁气体渗氮工艺

柴油机UNIVER气缸套用灰铸铁气体渗氮工艺 
UNIVER气缸套是柴油机中的重要零部件之一，承受高温、高压的冲击和活塞环的往复摩擦，工作环境恶劣，磨损较快且易产生拉缸现象；尤其随着柴油机功率密度和转速的提升，对UNIVER气缸套的耐磨性和强度有了更高的要求。表面渗氮可以有效提高UNIVER气缸套的耐磨性、耐腐蚀性，耐疲劳性等。

柴油机UNIVER气缸套用灰铸铁气体渗氮工艺 
传统的UNIVER气缸检测，能通过定量分析来指导、控制生产的大都制造成本甚高，而成本低廉的又无法进行定量分析，漏检、误废现象严重。本文作者设计研制的检测装置，成本低，效率高，检测项目全面，检测指标量化，适用于指导、控制生产，特别是中小UNIVER气缸生产企业。现已小批量投入使用，具有较强的开发潜力。本文在介绍这一新装置的同时，对有关指标参数亦进行了较详尽的计算分析。标准UNIVER气缸的尺寸设计徐文灿标准UNIVER气缸是指大批量生产的常规UNIVER气缸。它包括单作用UNIVER气缸、单活塞杆和双活塞杆的双作用UNIVER气缸（含缓冲UNIVER气缸）。标准UNIVER气缸的尺寸设计就是根据对UNIVER气缸的工作要求，选定UNIVER气缸的缸径和行程。船用低速二冲程十字头式柴油机(海船主机)机架上部置有横隔板和活塞杆填料函,将UNIVER气缸与曲柄箱分隔开。该结构特征要求海船主机必须选用UNIVER气缸油注油系统进行强制UNIVER气缸润滑。传统的机械式UNIVER气缸注油器通过链轮传动带动机械注油器的凸轮轴,其泵油频率与主机转速同步。由于机械式UNIVER气缸注油器不能根据船舶柴油机运行工况的变化实现精准定时定量注油,电子控制式UNIVER气缸注油系统应运而生,引起船舶柴油机制造商、研究机构.围绕UNIVER气缸套用灰铸铁的气体渗氮展开研究，研究从气体渗氮工艺参数对渗氮层氮浓度的影响和气体渗氮保温对UNIVER气缸套心部微观组织和力学性能的影响两方面出发。主要目的在于提出一个确定UNIVER气缸套用灰铸铁气体渗氮工艺路线的分析方法和依据，使UNIVER气缸套经气体渗氮后获得所需要的渗氮层氮浓度场和良好的心部机械性能。主要研究内容和结论为：考虑氮势门槛值对渗氮过程的影响，基于质传递和质扩散机理，提出了一个气体渗氮过程的数学模型，采用有限差分法对该数学模型进行了数值求解，并在MATLAB中编写程序实现该数值计算过程。展开了UNIVER气缸套气体渗氮试验研究，将数值模拟结果与试验结果作对比，验证了上述数值模拟方法的正确性；之后用该方法研究了渗氮工艺参数如温度、渗氮时间、氮势对渗氮层厚度、氮浓度分布的影响。结果表明，渗氮层厚度随温度的升高和时间的增长均显著增加，而表面氮浓度随温度的升高而降低；氮势对渗氮层厚度几乎没有影响，但对表面氮浓度和化合层成分有显著影响。为使渗氮保温后会铸铁UNIVER气缸套心部仍具备优良的力学性能，在贝氏体基体灰铸铁中添加了Nb、V、Ti微量合金元素，制备了NbVTi合金灰铸铁；并利用扫描电镜（SEM）和力学性能测试研究了该灰铸铁在不同气体渗氮保温温度下的微观组织和力学性能的演变。结果表明，随着保温时间的增长或温度的升高，NbVTi合金灰铸铁的贝氏体基体组织发生粗化；拉伸断口呈现准解理断裂特征，并随保温时间或温度的增加出现了一定程度的韧性断裂特征，塑韧性得到改善；随保温时间或温度的增加，NbVTi合金灰铸铁的抗拉强度和布氏硬度呈下降趋势，但是，热处理后的抗拉强度和布氏硬度与普通贝氏体基体灰铸铁相比有较大提高.

柴油机UNIVER气缸套用灰铸铁气体渗氮工艺 
总之，气体渗氮工艺对UNIVER气缸套用灰铸铁表面渗氮层氮浓度和心部组织和性能的影响，为选择UNIVER气缸套材料以及制定其气体渗氮工艺提供了分析方法和依据。对UNIVER气缸压力进行时．频分析，探讨了UNIVER气缸压力信号与气阀机构状态之间的关系。对UNIVER气缸压力信号进行二进小波分解，计算分解后尺度ｌ上信号各频带的能量比，从中提取诊断特征量，从而对气阀机构进行故障诊断。结果表明此方法是可行、有效的。