一种自润滑汽缸活塞 |
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申请号 | CN201610989123.1 | 申请日 | 2016-11-10 | 公开(公告)号 | CN106481478A | 公开(公告)日 | 2017-03-08 |
申请人 | 无锡市明盛强力风机有限公司; | 发明人 | 张达明; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种自润滑汽缸 活塞 ,所述活塞表面具有20-30μm厚度的 等离子 喷涂 Ni包覆微米 石墨 与 石墨烯 涂层。本发明的复合 镀 层使得 摩擦系数 和磨损率同时降低,具有较低的摩擦系数,同时具有比Cr镀层更优良的 耐磨性 。在各个 载荷 下,磨损率比基体降低50%以上。 | ||||||
权利要求 | 1.一种自润滑汽缸活塞,所述活塞表面具有20-30μm厚度的等离子喷涂Ni包覆微米石墨与石墨烯涂层。 |
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说明书全文 | 一种自润滑汽缸活塞技术领域背景技术[0003] 活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触,瞬时温度可达2500K以上,因此,受热严重,而散热条件又很差,所以活塞工作时温度很高,顶部高达600~700K,且温度分布很不均匀;活塞顶部承受气体压力很大,特别是作功行程压力最大,汽油机高达3~5MPa,柴油机高达6~9MPa,这就使得活塞产生冲击,并承受侧压力的作用;活塞在气缸内以很高的速度(8~12m/s)往复运动,且速度在不断地变化,这就产生了很大的惯性力,使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作,会产生变形并加速磨损,还会产生附加载荷和热应力,同时受到燃气的化学腐蚀作用。因此活塞的摩擦力较大。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提出一种自润滑汽缸活塞,能够使得汽缸活塞摩擦减小。 [0005] 为达此目的,本发明采用以下技术方案: [0007] 本发明所述涂层是Ni包覆微米石墨与石墨烯涂层混合而成。优选的,所述重量比为(3-5):1,优选4:1。 [0009] (1)将Ni包覆微米石墨颗粒与石墨烯在行星球磨机上球磨至少5分钟; [0010] (2)球磨停止前5分钟时,加入有机黏结剂球磨,得到悬浊液; [0011] (3)将悬浊液进行喷雾造粒,得到Ni包覆微米石墨与石墨烯团聚颗粒。 [0012] 本发明通过等离子喷涂将所述所述Ni包覆微米石墨与石墨烯团聚颗粒喷涂到汽缸活塞表面上。所述等离子喷涂,其电流为400-700A,电压为30-70V,主气氩气流量50-140L/min,送粉速度25-60g/min。优选的,电流为550A,电压30V,氩气流量50L/min。 [0013] 本发明的复合涂层厚度约为20-30μm,其硬度较基体明显提高,超过500HV0.2。同时,在复合涂层中添加石墨烯使得晶粒得到细化,平均晶粒尺寸从纯Ni的40nm下降到20nm左右。 [0014] 本发明所述的Ni包覆微米石墨颗粒,是现有产品,本领域技术人员可以通过市场购买得到,也可以按照现有技术的方法制备得到。本发明不再就其限定。 [0015] 本发明的涂层,在摩擦磨损过程中,石墨不断从镍包石墨颗粒中析出,在切向力作用下流动,能对犁沟起到填平作用,因而可以提高主轴的耐磨性。而加入的石墨烯,更加顺滑,附着在主轴表面,减少其摩擦阻力。 具体实施方式[0017] 下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。 [0018] 实施例1 [0019] 采用行星球磨机和离心喷雾造粒机将涂层材料喷粉。其工艺包括: [0020] 采用行星球磨机和离心喷雾造粒机将涂层材料喷粉。其工艺包括: [0021] (1)将Ni包覆微米石墨颗粒与石墨烯在行星球磨机上球磨至少5分钟; [0022] (2)球磨停止前5分钟时,加入有机黏结剂球磨,得到悬浊液; [0023] (3)将悬浊液进行喷雾造粒,得到Ni包覆微米石墨与石墨烯团聚颗粒。 [0024] 通过等离子喷涂将所述Ni包覆微米石墨与石墨烯团聚颗粒喷涂到活塞表面上。所述等离子喷涂,其电流为550A,电压30V,氩气流量50L/min。 [0026] 对比例1 [0027] 省略实施例1的石墨烯,其余与实施例1相同。 [0028] 对比例2 [0029] 将Ni包覆微米石墨替换为微米石墨,其余与实施例1相同。 [0030] 对比例1-2的涂层,同样能起到润滑作用,但所述润滑效果稍差,只是相较于不含涂层的活塞,提高一些。实施例1的润滑效果要明显优于对比例1-2,且耐磨时间长,起到润滑的时间也明显较长。即,本发明的2种材料混合,起到协同作用。 |