发动机汽缸电镀纳米镍钴铁复合镀层
关于陶瓷汽缸
陶瓷汽缸通常用镍-磷基陶瓷复合材料镀层，往复发动机由于部件的摩擦要耗费约40%的总能量，而
这种能耗多半是由活塞、活塞环和气缸之间摩擦引起的，另外发动机部件还会受到如丙烷、乙醇和汽
油混合物之类的腐蚀性液体的腐蚀。为减轻这些摩擦和腐蚀性问题，日本Nihon Parkerizing公司
开发了镍-磷基陶瓷复合材料（NCC）。20世纪70年代早期，人们曾进行过铁基、镍基复合材料的电
镀工艺试验，并在小型二冲程摩托车、船舶、雪地摩托车及某些豪华客车的发动机部件上少量应用。
铁基、镍基复合材料镀层均抗磨损，因镍基复合材料比铁基复合材料更抗腐蚀，被用于工作在高甲醇
含量环境中部件的镀层，但是随着工作温度的增加，镍基复合材料镀层的硬度会减少，这是它的一个
最大缺点。NCC镀层（分Ni-P-hBN、Ni-P-SiC两种）中由于含有磷化物（如次磷酸、次磷酸纳等），
即使在恶劣的环境和在较高温度下，也能保持较高硬度，与无磷的Ni-hBN和Ni-SiC相比，抗磨损
能力优异。NCC镀层热处理后的硬度应变化。
除了高硬度和抗腐蚀性能好以外，NCC镀层的摩擦系数还低，Ni-P-hBN由于含有优异的自身润滑
性氮化硼，摩擦系数只有0.08～0.12，它比硬铬镀层的摩擦系数（润滑条件下：钛合金上的NCC摩
擦系数约0.10～0.12，硬铬的摩擦系数为0.28～0.48）要低得多，使滑动部件间的磨擦损失明显减
小。经几家日本公司在它们开发的发动机上应用Ni-P-hBN镀层表明，抗腐蚀性能优异，有取代铸铁
缸套的趋势，能使缸壁温度、油耗、车质量均有不同程度改观，同时发动机转矩和功率增加约3.5%。
为此，NCC镀层有助于轻量、高效、低耗发动机的开发。日本丰田发动机公司曾验证过两个未来全
铝发动机设计方案：1）采用NCC铝缸套与常规的亚共晶A1（AA319或356）合金活塞组合，以防
止气缸与活塞间卡死和磨损；2）无缸套组合，过共晶高硅A2（AA390）合金缸体（或MMC缸体）
与铁-磷电镀活塞组合以抗磨损。在这两种设计方案中，活塞环的磨损均是采用NCC氮化钢环来减轻
的。
目前，有两种方法可把NCC镀层用于铝缸套或直接用在铝气缸体上：1）采用完全浸渍法；2）电镀
液流动法，但电镀液只流在气缸内壁上，不与其它部分接触，这是一种经济有效的新工艺，适用于大
排量发动机部件，如直立和V型四冲程发动机，费用与典型的铸铁缸套相当。日本铃木发动机公司已
将开发的NCC工艺用在该公司生产的摩托车、船舶、豪华客车的二冲程全铝发动机上；雅马哈和川
崎公司也把NCC镀层用于大批量的二冲程铝合金发动机上，此外，部分四冲程发动机也在应用这种
镀层。
其實電視廣告天天喊的陶瓷汽缸應該是叫做「鋁合金電鍍陶瓷汽缸」，可不是整顆都是陶瓷做的啊‧
缸體一樣是以鋁合金製成，再加以電鍍上陶瓷層，其實陶缸也沒有電視廣告講的那麼神，陶缸一樣會
磨損，只是比較慢而已‧但通常陶瓷汽缸怎麼操狀況都還 OK ，壓縮不夠更換活塞及活塞環即可‧但
如果要進行類似塘缸的工作也是可以的，只不過採用的機具跟鑄鐵汽缸不同，需要使用鑽石類的刀具
進行研磨‧但因為陶瓷汽缸的電鍍層只有兩根頭髮厚，因此只能進行修復性的研磨，而不能進行塘大
(好比說將缸徑 51mm 的汽缸塘到 54mm)的工程‧如果汽缸受的傷超過陶瓷電鍍層，如我之前發
生的慘案，就真的只有換缸一途了‧
陶瓷電鍍汽缸是將工程陶瓷材料碳化硅(SiC) ，利用特殊镍钴铁的複合電鍍技術，將工程陶瓷材料電
鍍於汽缸 (Cylinder) 壁上的技術， SYM 是台灣首創將工程陶瓷材料應運用於機車引擎汽缸且大量
生產的公司。
工程陶瓷材料 (SiC) 能克服一般陶瓷材料性脆的缺點，同時它具有高硬度－耐磨耗性優、高耐
熱性等優點，對於引擎汽缸需要的高耐磨耗性、高耐熱等特性，可說是絕佳的組合，但是因為工程陶
瓷材料不導電，且比重高，因此以一般傳統電鍍技術無法將其電鍍在汽缸壁上，因此 SYM開發特殊
的複合電鍍技術，將鎳 (Ni) 及陶瓷碳化硅 (SiC) 顆粒，共同電鍍在汽缸壁上，形成特有的複合陶
瓷電鍍 (Ni/Sic) 汽缸，將汽缸的品質推到極致，同時在全員共同的努力下，控制其大量生產的品質，
目前已達到不良率維持在 0.3% 以下的水準，能生產出質優，且價格合理的陶瓷電鍍汽缸。
鋁合金電鍍陶瓷汽缸之特色
1.鑄鋁汽缸初步搪孔加工後再電鍍鎳基之碳化矽陶瓷鍍層,最後再施以搪磨.
2.鍍層厚度約0.00050公分,硬度比一般鑄鐵高(HV 550).
3.鍍層為多孔性表面,駐油性佳,使汽缸表面與活塞,活塞環隨時保持高度之潤滑,各接觸件不會刮傷,
磨耗也降低.光陽之陶瓷汽缸搪磨表面是屬於高原型(Plateau-Honed Surface Texture), 汽缸表面
之紋理峰值小,谷值大,所以汽缸之磨合時間短, 很快達成正常之運轉性能,汽缸之磨耗及潤滑性能均
再提升.
4.鋁合金之比重是鑄鐵的0.35倍,重量僅約鑄鐵的1/3.而且熱傳導係數是鑄鐵的2.3倍,所以引擎燃
燒累積的熱較快傳出,保持引擎在適度的溫度下運轉,避免過高溫造成潤滑油膜剝落產生機件刮傷, 或
零件因高熱負荷而疲勞破壞.
5.由於鋁合金電鍍陶瓷汽缸之優異特性,可使引擎運轉於較嚴苛的狀態下而不損壞,所以可以調整引
擎條件使得引擎之馬力提升,油耗減少.
6.鋁合金電鍍陶瓷汽缸之特色
-潤滑性佳
-磨耗率低
-汽缸壁不會刮傷
-熱傳性佳
-重量輕
-節省燃油消耗
-性能提升
发动机汽缸电镀纳米镍钴铁复合镀层具有更优越型