鍛造發動機算個啥，我們來談點「膜」的話題：engine coating

來自專欄三羅的E46回春堂

此膜非彼膜，切不可胡謅。

前篇文章Project M54 - 14 和光同塵，腹內鍍膜出來後，不少人問了關於鍍膜的細節和去處問題，在此我就針對細節再做些發散。

此篇里的內容部分來源於書籍和網路整理得來。

其實文章講到的所有鍍膜和表面處理手段在國內都有，別忘了我們可是「世界第一工業體系完善大國」，除了個別超精尖技術或者專利保護技術外，大多數發動機需要用的表面處理手段在國內都能找到，甚至很常見，尤其如果你身在長三角或珠三角，那更是不難找。

問題是，技術有了，但面向消費市場的汽車鍍膜行業並不存在，哪怕有專業的發動機部件處理服務，也都是要麼依附於主機廠，提供服務，或者生產OEM產品出口為主。

下文里講到的幾種鍍膜技術和材料，在米國比較多，各家改裝廠商對工藝都進行了發揮和改進，各家都有自己的品牌和特點，對車隊、個人提供來件加工、計件加工等服務。

相比而言，在國內的我們，要麼家裡就是開加工廠的，要麼就跟我一樣，自己去找工廠，跟老闆談心，給老闆勾勒中國汽車運動的美好前景。

所以你要說中國是汽車運動的沙漠，我覺得不是很合適，因為明明我們又有市場又有技術，沙漠里可是什麼都沒，所以最多說它是片鹽鹼地吧。但為什麼我們是這副樣子呢？

對不起，無可奉告！

1、Thermal Barrier Coating 陶瓷隔熱鍍層/塗層

高性能基本都有代價，代價一般是引擎部件的損耗。儘管如此，引擎鍍膜可以一定程度上減少這種代價。熱量與動力共生。引擎將熱量轉化為動能，但是熱量同樣會傳遞到金屬部件去，高符合運轉經常會讓小部件表面發生熔融，因此直面燃燒又缺乏有效散熱途徑的活塞通常都是drive train上最薄弱的一環。但如今這種情況已經有了極大改善，經過熱障鍍膜的輕量化鋁合金活塞可以有效規避這種致命的熱量。

• 陶瓷鍍膜

隔熱鍍層通常是陶瓷，陶瓷鍍層通常厚0.05mm，可以保護活塞頂部，阻止熱量傳遞到活塞，損傷活塞。陶瓷鍍層同樣可以防止部件高溫氧化，並隔絕熱量損失，有助於燃燒室焰鋒的傳播。更少的熱量從活塞散發出去，也可以保持活塞銷和連桿的低溫。 此外，這種鍍膜厚度極薄，可以不需要做燃燒室容積修正。

此外，鋁合金活塞在高熱下膨脹量極大，甚至會卡住活塞壁。熱障鍍層有助於防止活塞過熱膨脹。

儘管活塞是最常應用隔熱鍍膜的部件，鍍膜技術也可以大量應用在其他對尺寸和隔熱都有較高要求的部件上，如缸頭，包括整個燃燒室頂、排氣道內壁（增加流速，降低缸頭溫度）、進氣道內壁（減少進氣被加熱），進氣歧管外壁（降低進氣溫度），氣門平面等。

• 排氣系統陶瓷塗層/陶瓷漆

一種用於排氣管外表面的陶瓷熱障處理，通常厚度約0.3-0.5mm ，常見為白色和黑色。專用於排氣系統。

此種陶瓷塗層隔絕熱量，可以讓排氣氣流保持熱量，提高scavenging effect。除了運用在排氣管表面，同樣也噴塗於排氣管內壁，但因為內壁的金屬表面噴砂預處理較難，所以處理難度很高，同時，因為厚度較大，會改變排氣管內徑，因此需要謹慎使用。

陶瓷塗層是真正的永久性熱障塗層，不是某寶銷售的那些高溫漆，只起到外觀作用。經國外測試，可以降低排氣頭端的熱量損失達35-55%。減少的熱量損失從另一方面來看也降低了機艙內的溫度，機艙溫度的降低進一步也能降低進氣溫度，進氣溫度的降低提升了空氣密度，進一步提升動力表現。

2、Lubration & Protection Coating 潤滑及保護性鍍層

• 固體潤滑鍍層/活塞裙部鍍層

一種二硫化鉬-鎢聚合物鍍層，用於活塞裙部、齒輪和其他部件，提供極度持久的潤滑鍍膜，

有著極低的摩擦係數。

除了正常的潤滑用途外，它也可以拯救某些活塞間隙過大的發動機，通常是古董車難以找到新活塞的，可以通過控制鍍層厚度來調整活塞間隙。用於活塞裙部時厚度0.02mm,但在某些情況下，可以增加厚度到0.04mm來縮小活塞與氣缸的間隙.

• Poly Moly

最常見的發動機固體鍍膜之一，厚度約0.02mm。

可以降低活塞裙部刮擦，此外，如果首要潤滑手段如機油潤滑短時內缺失（濕式油底殼原廠車下賽道的通病，俗稱oil starving，大G力過彎時吸不上油等），或摩擦過於劇烈導致油膜破裂等情況下，它也能提供後備潤滑手段，避免發生軸瓦磨損等慘劇。

不同於現在某些原廠或OEM活塞上提供的「磨合 」塗層，此類鍍層是長效性的。

此外，高轉速發動機使用的雙層或三層氣門彈簧，也會應用此類鍍層來降低摩擦。

• Flow Coating

常用於進氣道內壁的一種鍍層，常用於高轉速發動機，用於降低氣流阻力。此技術曾經都是組裝賽用發動機專用，如今一些民用發動機也開始在進氣道內壁使用這種工藝，如馬自達和本田。

• Non-wetable Coating不沾塗層

此類塗層採用粉末噴塗，常見的材料就是特氟龍，杜邦公司的低摩擦不沾塗層。

它提供一個光滑和無孔的表面，常用於連桿、曲軸配重、機油擋板。首先它減少了不必要的機油依附，降低寄生阻力。此外，它還使這些部件避免接觸高溫機油，降低了部件內部溫度。

除了常見的這兩處，如今，組裝高性能發動機還會對機油泵內部和缸體機油管路內壁進行同樣的處理，降低機油附著，提升機油流動效率。

PVD鍍層

低調土豪必用的塗層，所有外人看不到的部分都是金燦燦的。

一種用於氣門等部件的PVD氣相沉積鍍層，除了氮化鉻、還有氮化鈦、氮鋁鈦等，都是常見於高端機床刀頭表面處理的鍍層，可以降低表面摩擦係數、增強隔熱、極大提高表面硬度等，常用於處理氣門桿、氣門座表面、齒輪等摩擦部件。

此類鍍層在發動機上較常見的還有DLC鑽石樣鍍層，有著極佳的硬度和表面摩擦係數，常用於處理高轉速發動機的氣門桿表面。

下圖氮化鈦處理的氣門，甚至活塞環的接觸面都做了PVD處理，真變態！

3、Heat Emitting Coating散熱鍍層

黑體散熱塗層，一種加速熱量散發的塗層，常用於氣缸外壁（開放式水道缸體）、缸頭外表、氣門彈簧、水箱散熱器、中冷器、油冷、變速箱散熱器、空調交換器、剎車卡鉗等。

4、WPC精密噴丸

WPC表面處理，非常常見的一種金屬表面處理方式，不僅僅提高表面性能，同樣還能提高金屬表面硬度和疲勞強度。

所以，有志於打造高性能發動機的旁友，準備好錢包。真的，不要天天只知道「腹內鍛造」、「鍛造發動機」，不就是換了幾個鍛造件嘛，怎麼就敢叫鍛造發動機呢。

所以啊，我們還是先學習一個，可以先研究研究腹內鍍膜，不會比」腹內鍛造「便宜。

附上某米國工廠來件加工價目表（部分），身在敵營的車友們可以先享受起來。

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