表面涂层技术在船舶柴油机排气阀座制造中的应用研究开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1目的及意义

排气阀座作为柴油机的关键零部件之一,在使用中,它的下沉量大小直接影响发动机性能。气阀-阀座是是柴油机中工作条件最恶劣苛刻的一对摩擦副,其中的阀座的各种条件是复杂而恶劣的,首先在机器运行过程气阀头部的热量无法通过阀杆和导管传走,只有经过阀座进行冷却。通过阀座合锥面的散热量大约占总热量的75%,显然阀座要受炽热燃的高速吹刷,强烈受热。其次,阀座还要承受气阀对其合锥面的冲击负荷。另外,排气阀座在高温下还要经受侵蚀性介质的腐蚀[1]

排气阀座在机器运行中无时无刻都在被磨损和腐蚀,磨损与腐蚀是导致机械零件性能下降和失效的主要原因,也是工业材料和能源消耗的主要根源之一,材料的磨损实际是由于机械作用或伴有一定的化学作用使接触表面不断发生损耗的现象,它直接影响着机器的功能稳定性和使用寿命。腐蚀和磨损不仅严重影响零件的使用性能,还降低了零件的使用寿命,造成难以估计的经济损失,并且许多情况下磨损与腐蚀产生的危害是隐性的,因此某些设备的失效具有一定的突发性,危险性极大,所以有效地控制与防止腐蚀和磨损是十分重要的[2]

目前提高材料耐磨性和耐腐蚀性的方法有很多,主要包括通过添加合金元素来改善金属的本质、对金属进行表面改性、表面润滑、改善腐蚀环境以及电化学保护等。其中表面涂层技术,即通过一定的工艺方法在材料表面获得具有良好特殊性能的金属陶瓷涂层是目前材料保护技术的研究热点[3]

表面涂层技术作为表面工程技术中的一种重要表面改性手段,它利用特殊的工艺方法在基体材料表面形成具有特殊化学、力学、电学、热学、光学性质的保护涂层,能实现多种表面功能需要,在实际工程应用中起到耐蚀耐热、减摩耐磨、绝缘防护、信息传递及装饰等作用,从而达到降低生产成本、提高产品质量、节约资源能源、延长使用寿命的目的[4]

1.2国内外对该方向研究现状及分析

对于提高零件的防腐耐磨性能的途径很多,目前国内外的研究热点是运用表面涂层技术在零件的生产制造中利用相关具有耐磨损和耐腐蚀性能的材料在零件表面制备相应的涂层已达到提高零件在使用过程中能耐磨防腐的效果。

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