摩托车发动机重要零部件材料与工艺总结
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. 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、40CrNi、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、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<即ADC10>、YL113<即ADC12>）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，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中碳合金结构钢 | 锻压，退火，回火，渗碳处理 |
连杆 | 20CrMo低碳合金结构钢 | 锻压，渗碳，淬火处理 |
活塞 | AC8A（ZL109）/ZL105（铸造铝合金）/LD7锻铝 | 发动机零部件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-20A/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<即YL113，下同> | 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/球墨铸铁 | 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/ZL104/ZL105/ZL106 | T6/T4+无水铬酸膜处理 |
缸头盖 | ADC12（YL113） | 压铸，表面不锈钢喷丸处理 |
正时主动齿轮 | 20CrMo | |
正时从动齿轮 | 合金结构钢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 | 20#低碳镇静钢/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（60Si2CrA） | 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 | 5Cr21Mn9Ni4N | 调质并表面软氮化/表面软氮化 |
气门座圈 | Ni-Cr-Co（铁基烧结合金） | HRC28-35度 |
气门导管 | CrMoCu30-54 | 时效处理 ，表面硬度为HRB95-103 |
主副轴及齿轮 | 20CrMo或20CrMnTi | 整体碳氮共渗 |
变速毂 | 球墨铸铁QT700-2 | 等温淬火，去尖角毛刺 |
变档拨叉 | 50钢锻件 | 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#中碳钢 | 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/扭簧 | 65Mn弹簧钢 | |
机油泵体、座、盖 | ADC12 | 铸造 |
机油泵传动齿轮 | 增强尼龙66（PA66） | 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 |
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