摩托車氣缸體“鍍陶”和“APS噴涂”工藝

動(dòng)力總成對(duì)摩托車的重要性不言而喻；作為發(fā)動(dòng)機(jī)總成的關(guān)鍵部件，目前氣缸體主要有兩種主流類型：嵌鑄鑄鐵缸套的鋁合金缸體，以及全鋁合金無缸套缸體。今天我們就重點(diǎn)說一說被高端大排量摩托車所青睞的全鋁合金無缸套缸體。所謂的全鋁合金無缸套缸體，并非真正的全鋁合金缸體，為了保證缸孔表面的耐磨性，通常會(huì)在鋁合金缸體表面覆蓋一層非常薄的耐磨涂層。

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對(duì)于全鋁合金無缸套缸體，一種是被廣泛熟知的“陶瓷缸體”，它是在鋁合金氣缸體缸壁表面，通過電鍍工藝制備一層鎳基碳化硅涂層，盡管它被稱為“陶瓷缸體”，但它并不是由陶瓷材料直接制成，而是因?yàn)殄儗拥奶匦远妹?。另一種全鋁合金無缸套缸體則是通過等離子熱噴涂工藝在氣缸體缸壁表面制備一層耐磨涂層，既“APS涂層缸體”；這種工藝雖未被廣大摩友熟知，但它搭載的車型大家一定都有所耳聞，如KTM790、春風(fēng)800MT、長(zhǎng)城靈魂水平對(duì)置八缸摩托等。

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對(duì)于“鍍陶”和“APS噴涂”工藝，它們都使全鋁合金缸體具備了優(yōu)異的耐高溫性、抗磨損性、耐腐蝕性、高強(qiáng)度、低摩擦系數(shù)及輕量化等特性，因而在高性能、高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)（如競(jìng)賽摩托車和大排量摩托車）中表現(xiàn)尤為突出。但是相對(duì)于“鍍陶”工藝，“APS噴涂”工藝具有明顯的優(yōu)勢(shì)，下面將為大家詳細(xì)解讀。

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從工藝原理方面，“鍍陶”工藝既電鍍鎳基碳化硅（Ni-SiC）是一種通過電化學(xué)共沉積技術(shù)將碳化硅顆粒嵌入鎳基體的復(fù)合鍍層工藝；其核心原理是通過電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)鎳離子與懸浮的SiC顆粒共同在陰極表面還原沉積，形成具有高硬度、耐磨性及耐腐蝕性的復(fù)合鍍層?！?a href="http://cmp-products.com.cn/">APS噴涂”工藝既等離子噴涂是以等離子弧為熱源將噴涂材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)并以一定的速度噴射到經(jīng)過預(yù)處理的基體材料表面而形成表面涂層的一種技術(shù)。

這是兩種不同的表面工程技術(shù)，一種是電鍍工藝，一種是熱噴涂工藝；除工藝原理不同外，電鍍工藝需要經(jīng)過復(fù)雜的前處理工序（如除油脫脂、超聲波清洗、表面粗化、表面活化、水洗等）及后處理工序（清洗-烘干），而“APS噴涂”工藝具有相對(duì)簡(jiǎn)單的前處理工序（清洗-表面粗化）及后處理工序（清洗）；因此從涂層生產(chǎn)工藝流程而言，“APS噴涂”工藝具有更高的生產(chǎn)過程可控性和更低的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)因素。

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由于“鍍陶”工藝對(duì)全鋁合金缸體毛坯質(zhì)量有著嚴(yán)苛的要求，不允許缸孔表面有氣孔砂眼等缺陷，其缸體毛坯鑄造工藝主要采用生產(chǎn)成本更高但質(zhì)量表現(xiàn)更好的低壓鑄造或重力鑄造工藝；鋁合金材料也往往采用AC4B等少數(shù)鋁合金牌號(hào)。而“APS噴涂”工藝對(duì)全鋁合金缸體毛坯的質(zhì)量要求相對(duì)較低，允許缸孔表面存在規(guī)定要求的氣孔砂眼；這是因?yàn)椤癆PS噴涂”工藝可以將較小的氣孔砂眼填充覆蓋，同時(shí)也是其涂層經(jīng)過“鏡面珩磨”后表面微孔作為儲(chǔ)油孔的結(jié)構(gòu)特性允許的。因此用于“APS噴涂”工藝的全鋁合金缸體可適用任何的鑄造工藝方式；對(duì)于大批量生產(chǎn)的全鋁合金缸體，采用高壓鑄造工藝可以獲得更低生產(chǎn)成本和更高生產(chǎn)效率，同時(shí)還具有更高的良品率?！?a href="http://cmp-products.com.cn/">APS噴涂”工藝的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是不受鋁合金材質(zhì)的限制，任何鋁合金材料表面都可以被噴涂。

行業(yè)內(nèi)有一種聲音片面認(rèn)為“APS噴涂”工藝只是在缸孔內(nèi)壁噴涂一層鐵涂層，其硬度和耐高溫程度不可能和鎳基碳化硅相比。而實(shí)際上是“APS噴涂”工藝形成的等離子弧焰流溫度高達(dá)10000℃以上，可以熔化金屬、金屬陶瓷復(fù)合材料、純陶瓷等涂層材料，因此噴涂的涂層并非只有鐵基耐磨涂層，而是會(huì)有更多更好的涂層材料選擇，為更高性能的發(fā)動(dòng)機(jī)提供更優(yōu)涂層類型。

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對(duì)于“鍍陶”和“APS噴涂”工藝在其涂層珩磨工藝上有著顯著差異，“鍍陶”涂層為傳統(tǒng)的網(wǎng)紋珩磨，表面紋理為交叉網(wǎng)紋； 而“APS噴涂”涂層為“鏡面珩磨”，表面為鏡面多孔結(jié)構(gòu)，平緩圓整的小孔作為儲(chǔ)油孔，光滑的表面具有更低的摩擦系數(shù)。相比較傳統(tǒng)的網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)的表面，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，鍍陶涂層表面的網(wǎng)紋溝槽變淺，缸孔表面的潤(rùn)滑性能會(huì)有所下降；對(duì)于APS涂層表面均勻的多孔結(jié)構(gòu)能夠使缸孔表面機(jī)油均勻分布，保證良好的潤(rùn)滑效果；同時(shí)涂層磨損后又有新的孔隙被打開，能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)生命周期都能夠保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有更長(zhǎng)的服役壽命。

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-鍍陶

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在環(huán)保合規(guī)層面，電鍍作為制造業(yè)中典型的重污染工序，長(zhǎng)期受到國(guó)內(nèi)外環(huán)保法規(guī)的嚴(yán)格約束。發(fā)達(dá)國(guó)家已通過產(chǎn)業(yè)升級(jí)逐步關(guān)停傳統(tǒng)電鍍產(chǎn)能，而國(guó)內(nèi)在”雙碳”政策持續(xù)深化背景下，電鍍企業(yè)正面臨環(huán)保技改或產(chǎn)能出清的雙重壓力。此趨勢(shì)將傳導(dǎo)至產(chǎn)業(yè)鏈下游——摩托車企業(yè)可能面臨鍍陶缸體供應(yīng)中斷的風(fēng)險(xiǎn)。相較而言，”APS噴涂“工藝憑借其清潔生產(chǎn)特性，通過集成高效除塵系統(tǒng)（粉塵捕集率＞99%）可有效控制污染排放，顯著降低環(huán)境合規(guī)風(fēng)險(xiǎn)。

綜上，本文詳細(xì)解讀了摩托車氣缸體”鍍陶”與”APS噴涂”工藝的技術(shù)特性。隨著APS噴涂工藝在綜合性能與經(jīng)濟(jì)性上的持續(xù)突破，其更有可能成為未來主流技術(shù)路線，這一技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)值得行業(yè)持續(xù)關(guān)注。

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正恒動(dòng)力作為發(fā)動(dòng)機(jī)APS涂層缸體的專業(yè)制造商，憑借全球領(lǐng)先的缸孔等離子噴涂技術(shù)與設(shè)備，持續(xù)推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)革新，致力于為國(guó)內(nèi)外摩托車企業(yè)及發(fā)動(dòng)機(jī)制造商提供卓越解決方案。