横截面显示了HPEEM过程，电极位于单钢活塞的针孔中。电解液流动路径和成型表面以橙色突出显示。动力部件制造商辉门(Federal-Mogul)正在将一种加工重型柴油发动机无衬套钢活塞的新方法商业化。他们声称，他们的高精度电化学腐蚀加工(HPEEM)工艺(电化学加工的一种变体解决方案)将帮助电厂制造商生产符合严格的全球排放标准的零件，提高燃油经济性，并延长零件的使用寿命，而不牺牲发动机性能。钢活塞的全球市场可达2亿美元。辉门预计，目前大约30%的钢制活塞的销孔中有衬套。然而，从2012年开始，由于更高的负载需求和成本考虑，所有重型柴油发动机活塞将免除衬套。其中一种是为发动机制造商设计的，希望达到目前全球更低二氧化碳排放的目标，即“更高的峰值气缸压力”。它要求每个零件(如钢制活塞)的尺寸和形状满足几微米的精度。为了实现如此高的精度，需要不增加生产成本或限制产品可靠性的创新解决方案。电化学加工是一个“车削电镀”过程：不是在表面增加一层金属，而是腐蚀一层。HPEEM工艺是一种高度受控的电腐蚀方法，去除一定量的材料，精确铸造活塞的销孔，提高活塞的载荷转换能力和可靠性。辉门公司在美国密歇根州安阿伯市开发了这套HPEEM先进生产技术开发装置，现在已经在墨西哥普埃布拉的活塞工厂投入使用。在墨西哥的普埃布拉，Monosteel活塞是通过HPEEM非常精细、精确和成型的针孔生产的，允许活塞通过连杆组装而无需衬套。在这种加工技术下，可以获得特别紧密的针孔形状，这使得这种设计对于OEM制造商来说是可靠的和负担得起的。此外，活塞可以获得增加的气缸压力，同时保持稳健的性能和耐用性。——减少发动机排放。为了通过传统方法生产这些部件，需要具有昂贵的设计、安装和操作的加工中心，因为传统方法必须能够在销孔中精确地移动切割工具，使得它能够根据所需的形状成形。HPEEM使用一个非接触的、特殊形状的电极，它被精确地定位在针孔中。如果控制好电压和电解液，可以用电化学加工腐蚀活塞销孔钢表面。对于单棒针孔，HPEEM在电极和针孔表面之间有电解液流动。在零件和电极之间，施加控制电压以从针孔表面蚀刻材料。电解液流将冲走拆卸后留在活塞孔中的材料。因此针孔可以精确到几微米。辉门电力系统能源部门的高级副总裁Rainer Jueckstock说：“这个过程非常简单。“通过使用大量盐水作为电解液和电场作为加工助剂，我们开发了HPEEM来加工活塞销孔，可以以非常高的精度加工，超过了任何传统的加工质量-成本的测量方法。”威廉博士Zdeblick，主任先进的生产和研发；d解释说：“无衬套单钢活塞需要精确的钢对钢设计。分析和测量表明，这种设计是可行的，需要将精度较高的形状放在活塞的销孔上，以合理分配载荷。凹面形状的均匀性必须达到，而且必须精确到几个微米。任何偏离处理目标的情况都可能导致高压集中的巨大风险。”Zdeblick继续说，“用常规方法加工无衬套钢活塞成本更高，因为它需要更高和更精确的销售控制成型。HPEEM工艺允许辉门(Federal-Mogul)移除衬套，还可以为客户提供能够满足耐用性要求的活塞，不像传统加工需要增加高额成本。”
