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1、摩托车发动机重要零部件材料与工艺总结（原创）1. 活塞：常用材料为铸铁和铝合金，铝合金又可分为铝铜合金（Y 合金）和铝硅合金（Lo-Ex 合金） ；毛坯加工方法可分为铸造和锻造两种，而铸造铝合金活塞由于其成本低而被一般内燃机广泛使用，但在二冲程柴油机中仍采用铸铁活塞；大量生产时采用金属模铸造，单件生产时则用砂型铸造，最新可采用挤压铸造。对于摩托车，常用材料为 ZL108、 ZL109、ZL9、ZL117等，通用的毛坯加工方法是金属型铸造，且金属模应采用下抽芯模具，而液态模锻工艺是其发展方向，热处理通常采用固溶强化（相当于钢的淬火）及完全人工时效（T6） ，也有采用淬火及稳定化回火（T7 ）的。
2、2. 活塞销：一般采用 20、15CrA 或20Mn2等优质渗碳钢，在强化内燃机中可以高级合金钢；其外表面应采用渗碳淬火或表面感应淬火，为提高疲劳强度可采用冷挤压成形法、双面渗碳、氰化或氮化。对于摩托车，材料一般为低碳合金钢（15Cr 、20Cr、20Mn、20CrMo、20CrMnMo）,采用热轧圆钢、冷轧或冷拉无缝钢管的毛坯经冷挤压和温挤压成型，双面渗碳是强化活塞销的有效方法。3. 活塞环：常用材料为铸铁和钢，铸铁又可分为球墨铸铁和可锻铸铁，钢中如65Mn弹簧钢可用于制造气环；表面处理方法有镀铬、镀锡、喷钼及磷化；加工方法有单体浇铸、靠模加工及热固定法。对于摩托车，可采用合金铸铁（铬钼、钨
3、合金铸铁） 、球墨铸铁及钢（弹簧钢、不锈钢） ，其余同上。4. 连杆：一般采用中碳钢或合金钢制造，汽车、拖拉机及其他小型内燃机常用45、 40Cr、40MnB 等中碳钢锻造，其他强化内燃机则用42CrMo、18Cr2Ni4WA 等合金钢，某些小功率内燃机还有用球墨铸铁制造的；对于锻钢连杆可采用表面喷丸处理来提高疲劳强度，固定连杆大头盖的螺栓可用40Cr、35CrNiMo 、18Cr2Ni4WA 等合金钢。对于摩托车，可采用45、40Cr、40MnB、20Cr、42CrMo、20CrMo 等材料经模锻、辊锻或精锻等方法成型，采用辊锻的时候也可用45钢、冷硬铸铁及球墨铸铁制造。5. 曲轴：可分为锻
4、造曲轴和铸造曲轴两大类，锻造曲轴常用材料为普通碳素钢（35 、 40、45 、50）和合金钢（35Mn2 、40Cr 、45Mn2 、 35CrMoA、42CrMoA、50CrMoA 、40CrNi 及18Cr2Ni4WA） ，铸造曲轴常用材料为球墨铸铁 QT60-2、可锻铸铁 KTZ70-2、合金铸铁及铸钢 ZG35等；锻、铸造的曲轴一般都要经过热处理，轴颈部分要经过加硬处理（渗碳、渗氮、淬火）和研磨等。曲轴轴承材料可分为铅基、锡基、铜基、铝基轴承合金。对于摩托车，一般为组合式曲轴（多缸的为整体式） ，大多采用锻造方法，常用材料为45、50、35Mn2、45Mn2、35CrMoA、40CrN
5、i、40Cr 、18Cr2Ni4WA，常用表面强化工艺有圆角高频感应淬火、圆角滚压及氮化。6. 配气机构：目前大多数内燃机气门锥角均为45 度；进气门常用材料为 40Cr，排气门则采用高碳马氏体钢（工作温度不超过650度，如4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo 等）和奥氏体合金钢（工作温度可达870度，如4Cr14Ni14W2Mo） ；有时为提高气门耐磨、耐热、耐腐蚀性能，在气门座合面、气门杆端部还需镀覆钴基或镍基合金，或在气门杆上进行镀铬等化学处理；气门弹簧一般采用65Mn、50CrVA 等材料，喷丸处理可提高其疲劳强度；大多数的气门座圈的材料是合金铸铁；气门导管一般采用减磨性能好的灰铸铁材
6、料，采用铁基粉末冶金制造；凸轮轴一般采用20、20Mn2（低碳钢要进行渗碳淬火）或45、45Mn2 （中碳钢要进行高频淬火）材料，近年来也有使用可淬硬合金铸铁，冷激铸铁、球墨铸铁或可锻铸铁来制造；气门挺柱的作用是实现凸轮的运动规律并承受凸轮的侧向力，多采用冷激铸铁或镍铬合金铸铁制造（凸轮也一样，二者有匹配关系） ；气门推杆的材料可采用钢或铝的，其作用是将挺柱的运动通过摇臂传给气门；气门摇臂一般采用45钢模锻或精密铸造，近来也有用球墨铸铁铸造，它多采用丁字形或工字型断面。对于摩托车，气门座材料可用烧结气门座材料、高铬铜钼铸铁及耐热钢，气门弹簧可用50CrVA、60Si2CrA、60Si2CrVA
7、、55CrSi 等材料，其可用喷丸、软氮化及超细化热处理等工艺进行强化。7. 机体：包括汽缸体和曲轴箱体，一般采用铝合金和铸铁制造，铸铁一般是 HT20-40、 HT24-44等，铝合金一般是铝硅系中高强度的 ZL101和 ZL104合金；汽缸套的材料一般为球墨铸铁、高磷铸铁和合金铸铁；在风冷式内燃机中对于铝合金气缸的汽缸套采用铸铁制造，其他的一般是汽缸体、汽缸套铸造在一起。对于摩托车，曲轴箱一般采用压铸铝合金（如 YL112、YL113）压铸而成，汽缸体可分为铸铁汽缸体（铸铁内加合金元素） 、压入式汽缸体（汽缸套为合金铸铁铸造，然后压入到铝合金汽缸体中） 、双金属汽缸体（先对合金铸铁汽缸套外
8、表面经机械加工后渗铝，然后再浇铸铝合金散热片，两材料过渡层厚度控制在0.02-0.04mm 之内）及铝合金镀铬汽缸体四种；汽缸套磨损有磨料磨损、磨蚀磨损及溶着磨损三种情况，其表面处理方法有镀铬、氮化、表面淬硬及喷镀等。8. 汽缸头：一般采用铸造的方法制造；制造的材料通常有铸铁和铝合金两种，铝合金汽缸盖工作温度一般不超过220度，铸铁汽缸盖工作温度一般不超过375-400度；在水冷式内燃机中，通常采用 HT21-40、HT25-47 及合金铸铁等铸铁或ZL101、 ZL104等铝合金材料；在风冷式内燃机中，广泛采用ZL105、 ZL106、ZL108、ZL4等高硅铝合金和66-1稀土铝合金材料，
9、少数采用铸铁。对于摩托车，汽缸盖常用材料有高硅铝合金、ZL105、ZL106、ZL108及66-1 稀土铝合金。9. 汽缸盖衬垫：一般有以下型式整片式硬铝衬垫、层叠式钢片衬垫、波纹式钢片衬垫、铜皮- 石棉衬垫、钢片- 石棉衬垫及编织钢丝或金属骨架与石棉组成的衬垫，一般中小功率内燃机都采用铜皮-石棉衬垫或钢片- 石棉衬垫。零件 材料 工艺左、右曲柄 40Cr（45） 锻压，调质处理曲柄销 40Cr（45） 锻压，退火，回火，渗碳处理连杆 20CrMo 锻压，渗碳，淬火处理活塞 AC8A/ZL109 T6（人工时效加固溶强化）第一道环 球墨铸铁/7Cr17 磷酸盐薄膜处理/氮化第二道环 RIK-2
10、0A/球墨铸铁 磷酸盐薄膜处理/磷化油环组合 片环 P615衬环 P631/1Cr18Ni9 磷酸盐薄膜处理/磷化活塞销 20CrMo 渗碳处理曲轴箱 ADC12压铸，表面不锈钢喷丸处理/无水铬酸膜处理曲轴箱盖 ADC12 压铸，表面不锈钢喷丸处理苹果盖、AC 盖、左后盖 ADC12 压铸，表面不锈钢喷丸处理汽缸体 ADC12 压铸，表面不锈钢喷丸处理汽缸套 中磷铸铁/硼铸铁 铸造，精磨汽缸头 ZL107 T6/T4+无水铬酸膜处理缸头盖 ADC12 压铸，表面不锈钢喷丸处理正时主动齿轮 20CrMo 正时从动齿轮 40Cr 表面喷丸，调质处理正时凸轮轴 20CrMo 整体渗碳正时凸轮 冷激铸
11、铁 正时链轮 20Cr 凸轮轴 20CrMo/KT2650-02 整体渗碳摇臂 20CrMo 精锻摇臂轴 20CrMo/30CrMo 渗碳 /调质并表面氮化摇臂座 钢板20/ADC12 表面氮化 /铸造气门内弹簧 55CrSi 表面喷丸，两端磨平气门外弹簧 SWOSC-V 表面喷丸，两端磨平进气门 4Cr10Si2Mo 调质并表面软氮化/表面软氮化排气门 4Cr10Si2Mo/SUH35 调质并表面软氮化/表面软氮化气门座圈 气门导管 主副轴及齿轮 20CrMo 或 20CrMnTi 整体碳氮共渗变速毂 QT700-2 等温淬火，去尖角毛刺变档拨叉 50锻件 正火，局部高频淬火，镀铬变档拨叉轴 20CrMo 表面渗碳淬火变档轴 45 电镀防腐制止器 20 冲压，表面渗碳，淬火启动轴 20CrMo 局部镀锌 整体渗碳，喷砂喷丸，去氢处理减速齿轮 20CrMo 渗碳淬火启动惰齿 20CrMo 渗碳淬火减速齿轮轴 20CrMo 表面渗碳淬火启动大齿 20CrMo 渗碳淬火离合器结构体 ADC12 铸造离合器摩擦钢片 冷轧钢板 冲压离合器齿轮 铁 -碳-铜镍系粉末冶金 齿部高频淬火并退磁离合器弹簧 65Mn 机油泵体、座、盖 ADC12 铸造机油泵传动齿轮 增强尼龙 66 表面平整光滑机油泵内外转子 铁基粉末冶金（FG60-30） 粉末冶金飞轮 10（法兰盘为45） 表面光洁
