气缸套是发动机的心脏部件,其内表面与
活塞顶部、活 塞环、气缸盖底面一起构成了发动机的
燃烧室,并引导活塞 的往复直线运动。气缸内表面既是装配表面又是工作表面, 其加工
质量的优劣直接影响到发动机的装配性能和使用性 能。目前,国内远洋船舶发动机气缸套存在以下问题:①国 内产业加工
水平低,缸套内壁采用普通珩磨网纹,润滑和减 摩效果较差,缸套使用寿命短,发动机能耗高,排放超标; ②发动机在工作时作功过程中燃烧室的
工作温度达1000℃ 以上,熔炽磨损极易产生积
碳,造成磨粒磨损,缸套产生的 早磨缩短了缸套的使用寿命,严重加大了价格十分昂贵的远 洋船舶发动机气缸套的维修
费用;③现有远洋船舶发动机气 缸套大多数以高磷
铸铁、
硼铸铁、
钒钛铸铁、低
合金铸铁等 为材质,虽然在配方中也采用了一些
合金元素,但材料的综 合
力学性能低,强度和硬度低,
耐磨性能差,产品寿命短, 难以满足远洋船舶发动机的需求;另一方面船用柴油机长时 间在海洋环境中远行,零件易被穴蚀,要求气缸套耐穴蚀性 能好、
精度高、振动小,现有的气缸套材质尚不能完全满足 要求。
本发明的目的在于:提供一种远洋船舶发动机气缸套及 其气缸套材质,采用本发明的气缸套材质制造气缸套,改善 气缸套的机械性能和金相组织,增强耐磨性,加大储油性能, 提高发动机使用性能,延长使用寿命,降低
能源消耗,尾气 达标排放减少污染保护环境。
本发明的技术解决方案是:在气缸套的上端面与下端面 之间的缸套外壁上依次有支承肩、上水套壁、上支承面、下 水套壁、下支承面、下腰带和裙部,在临近气缸套上端面的 外壁处设支承肩,在支承肩下方的气缸套外壁上间隔设上支 承面和下支承面形成上水套壁和下水套壁,在下支承面的下 方的气缸套外壁上设下腰带和裙部,裙部靠近气缸套的下端 面,在气缸套的内表面上分布平台网纹,所述的平台网纹由 小平台和深沟槽组成,其特征在于:在气缸套的内表面的上 端位于燃烧室部位镶入式安装耐高温环。
本发明的远洋船舶发动机气缸套,在下腰带上设一组封 水槽,封水槽内安装O型
密封圈。
本发明的气缸套材质由以下组份重量百分比组成:C 2.9~3.1、Si1.8~2.2、Mn0.7~0.9、P 0.1~0.15、S 0.01~ 0.04、Mo 0.3~0.5、Cu 0.7~0.9、Ni0.3~0.4、Cr 0.25~ 0.45、Sb0.2~0.5、Ti 0.035~0.045、Fe90.815~92.705。
本发明的气缸套的合成方法是:首先合金按比例配料且 熔炼;然后依传统工艺进行浇注、粗加工、精加工等工序。 本发明具有以下优点:1、在该燃烧室部位镶入式安装耐高 温环,可以克服熔炽磨损产生的积碳,延长气缸套使用寿命,增 强了远洋船舶发动机的安全性;2、加入适量的Sb可明显减 小
石墨尺寸。因Sb具有阻碍碳
原子扩散的功能,其石墨为 均匀分布的细片状A型石墨。Sb
熔化潜热较大,加入Sb时 将会引起铁水微区温度起伏,温度起伏能够促使石墨核心增 加。在液态时,Sb与Fe之间具有良好的
润湿性,
附着力很 大。因此,Sb与Fe将形成FeSb2等金属间化合物。随着结 晶温度的下降,Sb沿奥氏体-熔体界面优先聚集,从而促使 石墨核心的生成。由于Sb与Fe的原子半径相差较大,是Fe 的1.38倍,Sb要分布在Fe的近程有序结构中,会引起较大 的畸变。所以Sb最有利的分布
位置是在原子排列混乱的地 方,即石墨的周围。由于Sb在石墨周围的富集,影响了界 面前沿碳原子的扩散速度和在石墨上的沉积速度,从而阻碍 石墨生长,形成较为均匀分布的A型细片状石墨。在气缸套 材料成分中加入Sb元素有效的增强金相组织的致密性,显 著地增强了机械性能,提高了硬度和
抗拉强度,增强了耐磨 性和抗穴蚀性能,延长了气缸套的使用寿命;3、运用先进 的
合金化技术,以高合金铸铁为缸套材料,改善材料的显微 组织和表面状态,提高缸套材料的力学性能、耐磨性和耐腐 蚀性能;4、采用平台网纹技术,改善气缸套的内表面在运 行过程中的润滑效果,提高缸套使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的平台网纹示意图。
图中:1.支承肩上端面,2.支承肩,3.支承肩下端面, 4.上水套壁,5.上支承面,6.下水套壁,7.内表面,8.平台 网纹,9.下支承面,10.下腰带,11.封水槽,12.O型密封圈, 13.裙部,14.耐高温环,15.小平台,16.深沟槽。
如图1、2所示,在气缸套的上端面与下端面之间的缸 套外壁上依次有支承肩2、上水套壁4、上支承面5、下水套 壁6、下支承面9、下腰带10和裙部13,在临近气缸套上端 面的外壁处设支承肩2,在支承肩2下方的气缸套外壁上间 隔设上支承面5和下支承面9形成上水套壁4和下水套壁6, 在下支承面9的下方的气缸套外壁上设下腰带10和裙部13, 裙部13靠近气缸套的下端面,在气缸套的内表面7上分布 平台网纹8,所述的平台网纹8由小平台15和深沟槽16组 成,其特征在于:在气缸套的内表面7的上端位于燃烧室部 位镶入式安装耐高温环14。
本发明的远洋船舶发动机气缸套,在下腰带10上设一 组封水槽11,封水槽11内安装O型密封圈12。
本发明的气缸套材质由以下组份重量百分比组成:C 2.9~3.1、Si 1.8~2.2、Mn0.7~0.9、P 0.1~0.15、S 0.01~ 0.04、Mo 0.3~0.5、Cu 0.7~0.9、Ni0.3~0.4、Cr 0.25~ 0.45、Sb0.2~0.5、Ti 0.035~0.045、Fe90.815~92.705。
实例1:首先按重量百分比配料:C 2.9、Si 1.8、Mn 0.7、 P 0.1、S 0.01、Mo 0.3、Cu 0.7、Ni 0.3、Cr 0.25、 Sb 0.2、Ti 0.035、Fe 90.815;然后熔炼配料依传统工艺 进行浇注粗加工等工序制得气缸套。该气缸套硬度340HB, 抗拉强度270Mpa,A型石墨75%,石墨裸露率40%。
实例2:首先按重量百分比配料:C 3.0、Si 2.0、Mn 0.8、 P 0.25、S 0.025、Mo 0.4、Cu 0.8、Ni 0.35、Cr 0.35、 Sb 0.35、Ti 0.04、Fe 91.76;然后熔炼配料依传统工艺进 行浇注粗加工等工序制得气缸套。该气缸套硬度260HB,抗 拉强度280Mpa,A型石墨76%,石墨裸露率45%。
实例3:首先按重量百分比配料:C 3.1、Si 2.2、Mn 0.9、 P 0.15、S 0.04、Mo 0.5、Cu 0.9、Ni 0.4、Cr 0.45、 Sb 0.5、Ti 0.045、Fe92.705;然后熔炼配料依传统工艺进 行浇注粗加工等工序制得气缸套。该气缸套硬度270HB,抗 拉强度290Mpa,A型石墨80%,石墨裸露率50%。