一种铝合金气缸套及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710613225.8 | 申请日 | 2017-07-25 | 公开(公告)号 | CN107460377A | 公开(公告)日 | 2017-12-12 |
| 申请人 | 中原内配集团安徽有限责任公司; | 发明人 | 黄德松; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开的一种 铝 合金 气缸 套，包括气 缸套 基体，所述气缸套基体内表面涂覆陶瓷材料形成内涂层，所述气缸套基体的化学组成按如下重量百分比计包括C:0.1％~0.4％，Si:15％~20％，Cr:0.2％~0.4％，Ni:0.1％~0.2％，Mo:0.2％~0.3％，Cu:2％~5％，Zn:≤0.4％，Mn:0.2％~0.3％，Ti:≤0.4％，余量为Al。本发明公开的一种 铝合金 气缸套，具有优良的高温 稳定性 和 耐磨性 能，其机械强度高，重量轻，导热性能优越，有利于 发动机 的 散热 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种铝合金气缸套，其特征在于，包括气缸套基体，所述气缸套基体内表面涂覆陶瓷材料形成内涂层，所述气缸套基体的化学组成按如下重量百分比计包括C:0.1％ 0.4％，~ |
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| 说明书全文 | 一种铝合金气缸套及其制备方法技术领域背景技术[0002] 汽车用发动机一般采用铝合金气缸体。为了降低整机重量的同时能够保证气缸套的耐磨性，通常采用在气缸体中预铸由铸铁制成的气缸套结构。现有的气缸套外表面一般采用机械加工形成沟槽或铸造蘑菇状倒刺的形式来保证铸铁气缸套与铸铝气缸体之间的紧密结合，以防止气缸套从气缸体脱落。传统的气缸套生产成本较高，磨合时间长，咬合力差，使用寿命短，并难以满足高性能节能环保发动机对于气缸套强度和耐磨性及成本的要求。 发明内容[0003] 本发明针对现有技术的不足，提供一种铝合金气缸套及其制备方法。 [0004] 本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种铝合金气缸套，包括气缸套基体，所述气缸套基体内表面涂覆陶瓷材料形成内涂层，所述气缸套基体的化学组成按如下重量百分比计包括C:0.1％ 0.4％，Si:15％ 20％，~ ~ Cr:0.2％ 0.4％，Ni:0.1％ 0.2％，Mo:0.2％ 0.3％，Cu:2％ 5％，Zn:≤0.4％，Mn:0.2％~ ~ ~ ~ ~ 0.3％，Ti:≤0.4％，余量为Al。 [0005] 进一步地，所述气缸套基体外表面旋转喷涂铝粉形成外膜层。 [0006] 进一步地，所述外膜层的厚度在0.7 1.2mm。~ [0007] 进一步地，所述内涂层的0.2 0.4mm。~ [0008] 进一步地，所述内涂层的形成包括以下步骤：对气缸套基体进行除油脱脂烘干处理，然后吹砂粗化，待气缸套基体内表面粗糙度在50 120μm后，采用PTWA喷涂工艺将陶瓷材~料喷涂在气缸套基体内表面，其后进行珩磨加工处理。 [0011] 本发明 提出的一种铝合金气缸套的制备方法，包括以下步骤：将原料投入中频电炉内进行熔炼，得到熔液，所述原料的化学组成按重量百分比计包括C:0.1％ 0.4％，Si:15％ 20％，Cr:0.2％ 0.4％，Ni:0.1％ 0.2％，Mo:0.2％ 0.3％，Cu: ~ ~ ~ ~ ~ 2％ 5％，Zn:≤0.4％，Mn:0.2％ 0.3％，Ti:≤0.4％，余量为Al； ~ ~ 对出炉后的熔液进行离心铸造，得到气缸套毛坯； 对气缸套毛坯进行机械加工，得到气缸套基体； 对气缸套基体进行脱脂清洗烘干处理，然后吹砂粗化，待气缸套基体内表面粗糙度在 50 120μm后，采用PTWA喷涂工艺将陶瓷材料喷涂在气缸套基体内表面，其后进行珩磨加工~ 处理，形成内涂层，得到气缸套半成品，其中，内涂层厚度在0.2 0.4mm，所述陶瓷材料的化~ 学成分按重量份计包括碳化钨2 3份，碳化硅1 2份，碳化钛1 2份； ~ ~ ~ 对气缸基体的外表面进行吹砂粗化，使气缸套基体外表面内的粗糙度在50 200um后，~ 将铝粉热喷涂在气缸基体外表面上，形成外膜层，得到气缸套成品，其中铝粉的粒度在100~ 250目，送粉速度在45 50g/min，喷涂距离在100 110mm，工件受热温度在150 180℃，外膜层~ ~ ~ 的厚度在0.7 1.2mm。 ~ [0012] 本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：内涂层采用陶瓷材料制成，具有较高的硬度，能够缩短气缸套的磨合时间，并具有优良的高温稳定性和耐磨性能，延长了缸套的使用寿命。 [0013] 气缸套基体采用铝合金材料制成，机械强度高，重量轻，并具备优越的导热性能，有利于发动机的散热。 [0014] 外膜层由铝粉热喷涂而成，提升了咬合力，增强了缸体和缸套之间的结合力，并增强了导热效果，降低了气缸套的热应力。 [0015] 本发明提出的制备方法，采用离心铸造方式制造气缸套基体毛坯，并用自然冷却与机械加工方式制造气缸套基体，减少了工序的复杂性，降低了生产成本，且使用的原料对环境基本无污染，效果突出。 具体实施方式[0016] 下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。 [0017] 一种铝合金气缸套，包括气缸套基体，所述气缸套基体内表面涂覆陶瓷材料形成内涂层，所述内涂层的0.2 0.4mm，所述气缸套基体的化学组成按如下重量百分比计包括C:~ 0.1％ 0.4％，Si:15％ 20％，Cr:0.2％ 0.4％，Ni:0.1％ 0.2％，Mo:0.2％ 0.3％，Cu:2％~ ~ ~ ~ ~ ~ 5％，Zn:≤0.4％，Mn:0.2％ 0.3％，Ti:≤0.4％，余量为Al。所述气缸套基体外表面旋转喷~ 涂铝粉形成外膜层，所述外膜层的厚度在0.7 1.2mm。 ~ [0018] 本发明提出的一种铝合金气缸套的制备方法，包括以下步骤：将原料投入中频电炉内进行熔炼，得到熔液，所述原料的化学组成按重量百分比计包括C:0.1％ 0.4％，Si:15％ 20％，Cr:0.2％ 0.4％，Ni:0.1％ 0.2％，Mo:0.2％ 0.3％，Cu: ~ ~ ~ ~ ~ 2％ 5％，Zn:≤0.4％，Mn:0.2％ 0.3％，Ti:≤0.4％，余量为Al；对出炉后的熔液进行离心~ ~ 铸造，得到气缸套毛坯；对气缸套毛坯进行机械加工，得到气缸套基体；对气缸套基体进行脱脂清洗烘干处理，然后吹砂粗化，待气缸套基体内表面粗糙度在50 120μm后，采用PTWA喷~ 涂工艺将陶瓷材料喷涂在气缸套基体内表面，其后进行珩磨加工处理，形成内涂层，得到气缸套半成品，其中，内涂层厚度在0.2 0.4mm，所述陶瓷材料的化学成分按重量份计包括碳~ 化钨2 3份，碳化硅1 2份，碳化钛1 2份；对气缸基体的外表面进行吹砂粗化，使气缸套基体~ ~ ~ 外表面内的粗糙度在50 200um后，将铝粉热喷涂在气缸基体外表面上，形成外膜层，得到气~ 缸套成品，其中铝粉的粒度在100 250目，送粉速度在45 50g/min，喷涂距离在100 110mm，~ ~ ~ 工件受热温度在150 180℃，外膜层的厚度在0.7 1.2mm。 ~ ~ [0019] 实施例1一种铝合金气缸套，包括气缸套基体，所述气缸套基体内表面涂覆陶瓷材料形成内涂层，所述内涂层的0.2mm，所述气缸套基体的化学组成按如下重量百分比计包括C:0.1％，Si:15％，Cr:0.4％，Ni:0.1％，Mo:0.2％，Cu:2％，Zn:0.3％，Mn:0.2％，Ti:0.4％，余量为Al。所述气缸套基体外表面旋转喷涂铝粉形成外膜层，所述外膜层的厚度在0.7mm。 [0020] 本实施中的铝合金气缸套采用如下步骤制备：将原料投入中频电炉内进行熔炼，得到熔液，所述原料的化学组成按重量百分比计包括C:0.1％，Si:15％，Cr:0.4％，Ni:0.1％，Mo:0.2％，Cu:2％，Zn:0.3％，Mn:0.2％，Ti: 0.4％，余量为Al；对出炉后的熔液进行离心铸造，得到气缸套毛坯；对气缸套毛坯进行机械加工，得到气缸套基体；对气缸套基体进行脱脂清洗烘干处理，然后吹砂粗化，待气缸套基体内表面粗糙度在120μm后，采用PTWA喷涂工艺将陶瓷材料喷涂在气缸套基体内表面，其后进行珩磨加工处理，形成内涂层，得到气缸套半成品，其中，内涂层厚度在0.2mm，所述陶瓷材料的化学成分按重量份计包括碳化钨2 3份，碳化硅1 2份，碳化钛1 2份；对气缸基体的~ ~ ~ 外表面进行吹砂粗化，使气缸套基体外表面内的粗糙度在200um后，将铝粉热喷涂在气缸基体外表面上，形成外膜层，得到气缸套成品，其中铝粉的粒度在100 250目，送粉速度在45~ ~ 50g/min，喷涂距离在100 110mm，工件受热温度在150 180℃，外膜层的厚度在0.7mm。 ~ ~ [0021] 实施例2一种铝合金气缸套，包括气缸套基体，所述气缸套基体内表面涂覆陶瓷材料形成内涂层，所述内涂层的0.4mm，所述气缸套基体的化学组成按如下重量百分比计包括C:0.4％，Si:20％，Cr:0.4％，Ni:0.1％，Mo:0.2％ 0.3％，Cu:5％，Zn:0.2％，Mn:0.3％，Ti:0.4％，余~ 量为Al。所述气缸套基体外表面旋转喷涂铝粉形成外膜层，所述外膜层的厚度在1.2mm。 [0022] 本实施中的铝合金气缸套采用如下步骤制备：将原料投入中频电炉内进行熔炼，得到熔液，所述原料的化学组成按重量百分比计包括C:0.4％，Si:20％，Cr:0.4％，Ni:0.1％，Mo:0.2％ 0.3％，Cu:5％，Zn:0.2％，Mn:0.3％，~ Ti:0.4％，余量为Al；对出炉后的熔液进行离心铸造，得到气缸套毛坯；对气缸套毛坯进行机械加工，得到气缸套基体；对气缸套基体进行脱脂清洗烘干处理，然后吹砂粗化，待气缸套基体内表面粗糙度在120μm后，采用PTWA喷涂工艺将陶瓷材料喷涂在气缸套基体内表面，其后进行珩磨加工处理，形成内涂层，得到气缸套半成品，其中，内涂层厚度在0.4mm，所述陶瓷材料的化学成分按重量份计包括碳化钨2份，碳化硅2份，碳化钛1份；对气缸基体的外表面进行吹砂粗化，使气缸套基体外表面内的粗糙度在200um后，将铝粉热喷涂在气缸基体外表面上，形成外膜层，得到气缸套成品，其中铝粉的粒度在100 250目，送粉速度在45~ ~ 50g/min，喷涂距离在100 110mm，工件受热温度在150 180℃，外膜层的厚度在1.2mm。 ~ ~ |
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