本發(fā)明涉及汽車零配件領(lǐng)域，尤其涉及到一種高強(qiáng)度超耐磨缸套的制造方法。

背景技術(shù)：

目前大部分發(fā)動機(jī)采用鑄鐵材質(zhì)的氣缸套，其依靠缸體來支撐其強(qiáng)度達(dá)到高速運轉(zhuǎn)的需求。采用鑄鐵材質(zhì)的缸套存在較多的缺陷：1、鑄鐵缸套的生產(chǎn)工藝過于傳統(tǒng)，鑄造及熱成形過程極其耗電，屬于高危工種，環(huán)境污染嚴(yán)重，機(jī)加工工序繁瑣，材料浪費極其嚴(yán)重，毛坯與凈重比為5：1；2、鑄鐵材質(zhì)的本體強(qiáng)度弱，抗拉強(qiáng)度在每平方220—390MPa單位；3、鑄鐵的耐磨性不理想，摩擦阻力大，耐腐蝕性不佳，制造成本高，難以達(dá)到高端發(fā)動機(jī)的使用要求。

專利申請?zhí)枮?01410394010.8，專利名稱為一種鋼質(zhì)缸套工藝流程，其技術(shù)方案為：將選擇好的低碳無縫鋼管下料→拉伸→切總長→翻邊→粗磨外圓→粗磨內(nèi)圓→車外圓止口→鏜內(nèi)孔→精磨外圓→精珩磨內(nèi)孔→車上、下止口→翻邊→滾邊→內(nèi)孔鍍鉻→超精珩磨內(nèi)孔→外圓拋光；其雖然采用低碳無縫鋼管作為材料，但其生產(chǎn)工序多達(dá)十六項，費時費力，生產(chǎn)成本高，與傳統(tǒng)鑄鐵缸套的加工方法并沒有實質(zhì)性的提高；

專利申請?zhí)枮?00910233087.6，專利名稱為一種鋼質(zhì)發(fā)動機(jī)氣缸套制造工藝，其特征在于：該工藝流程為：下料→車兩端面及內(nèi)止口→鏜內(nèi)孔→粗磨外圓→粗磨內(nèi)圓→精磨外圓→翻邊→滾邊→精鏜內(nèi)孔→精車外下止口→鍍鉻→精珩磨內(nèi)孔→清洗→檢驗→標(biāo)識→噴防銹油→包裝→入庫。其雖然采用鋼質(zhì)材料，但其生產(chǎn)工序多達(dá)十幾項，費時費力，生產(chǎn)成本高，與傳統(tǒng)鑄鐵缸套的加工方法并沒有實質(zhì)性的提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種工序簡單、成本低的高強(qiáng)度超耐磨缸套的制造方法。

本發(fā)明是通過如下方式實現(xiàn)的：

一種高強(qiáng)度超耐磨缸套的制造方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)選材加工：根據(jù)缸套零件的厚度和長度，選取鋼管，將選好的鋼管通過數(shù)控強(qiáng)力旋壓成形工藝加工成半成品缸套；所述數(shù)控強(qiáng)力旋壓采用環(huán)形旋輪旋壓法，經(jīng)三道反旋旋壓工藝，其中：第一道減薄率：40-42％，第二道減薄率：28-33％，第三道減薄率：28-30％，主軸轉(zhuǎn)速：550-800r/min，進(jìn)給率：0.5-1mm/r；且半成品缸套的內(nèi)孔直徑比預(yù)設(shè)值小0.05-0.08mm，半成品缸套的外徑比預(yù)設(shè)值大0.25-0.35mm，半成品缸套的長度尺寸比預(yù)設(shè)值長4-5mm；

2)精密加工：通過數(shù)控CNC車床、數(shù)控滑珩機(jī)床將半成品缸套加工至圖紙尺寸要求，其中：缸套的內(nèi)徑公差范圍為：±0.01mm，缸套的外徑公差范圍為：±0.015mm，缸套的長度公差范圍為：±0.10mm，缸套的形位公差范圍為：圓度0.01-0.03mm、圓柱度：0.005-0.015mm；缸套的內(nèi)表面粗糙度及平臺網(wǎng)紋參數(shù)范圍為：Rz:6.3-1.0um，Rpk:0.18-0.25um，Rk:0.125-0.4um，RVK:0.7-2.5um；

3)軟氮化處理：將步驟2)加工后的缸套進(jìn)行軟氮化處理，具體處理工藝如下：a、預(yù)處理：選用RN-60-6K井式氣體氮化爐，溫度加熱到570℃，放入缸套并密封氮化爐，并排出爐內(nèi)廢氣，排氣過程中不間斷加入酒精，酒精通過爐蓋上裝有的有機(jī)液體滴注器滴入，酒精滴入量為100滴—120滴/分鐘，加熱促使缸套溫度內(nèi)外均勻，溫度穩(wěn)定在570℃，時間為50-70分鐘；b、氮化：廢氣排除干凈后，爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在570℃，同時往氮化爐內(nèi)每分鐘加入100滴的酒精及每小時加入750升的氨氣，并調(diào)整爐壓進(jìn)行氮化，爐壁上的U形壓力計的壓力水柱高度保持在30-40mm，氮化時間為5-6小時；c、空冷：將爐壓釋放完成，將缸套放置在空地上，進(jìn)行自然冷卻；軟氮化的缸套內(nèi)外表面滲層深度≥0.20mm，表面硬度HV 580-630；

4)研磨處理：對軟氮化后的缸套內(nèi)孔采用數(shù)控研磨機(jī)進(jìn)行研磨處理，使缸套內(nèi)孔的平臺網(wǎng)紋參數(shù)達(dá)到Rz:2.5-4um，Rpk:≤0.18um，Rk:0.2-0.4um，Rvk:1.22-2.5um，研磨能更加細(xì)化網(wǎng)紋粗糙度，得到缸套工作時的最佳儲油輪廓；

5)拋光：將研磨后的缸套內(nèi)孔采用數(shù)控拋光機(jī)床進(jìn)行拋光處理，以去除金屬碎片、夾雜物，粗糙度為Ra0.4-0.8，tp值為30-90％。

本發(fā)明優(yōu)點在于：采用鋼管作為缸套的材料，使加工后的缸套在抗拉強(qiáng)度、耐磨性、硬度、耐腐蝕性、抗疲勞強(qiáng)度、耐高溫、抗咬合性上均有很明顯的提高，且本鋼質(zhì)缸套的生產(chǎn)工序簡單，解決了傳統(tǒng)鑄鐵缸套生產(chǎn)中高危、耗電、耗材、材質(zhì)不均、環(huán)境污染、產(chǎn)能低下等方面的不足。

具體實施方式

詳述本發(fā)明具體實施方式：

一種高強(qiáng)度超耐磨缸套的制造方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)選材加工：根據(jù)缸套零件的厚度和長度，選取鋼管，將選好的鋼管通過數(shù)控強(qiáng)力旋壓成形工藝加工成半成品缸套；所述數(shù)控強(qiáng)力旋壓采用環(huán)形旋輪旋壓法，經(jīng)三道反旋旋壓工藝，其中：第一道減薄率：40-42％，第二道減薄率：28-33％，第三道減薄率：28-30％，主軸轉(zhuǎn)速：550-800r/min，進(jìn)給率：0.5-1mm/r；且半成品缸套的內(nèi)孔直徑比預(yù)設(shè)值小0.05-0.08mm，半成品缸套的外徑比預(yù)設(shè)值大0.25-0.35mm，半成品缸套的長度尺寸比預(yù)設(shè)值長4-5mm；強(qiáng)力旋壓工藝可使半成品缸套達(dá)到以下技術(shù)要求：a.表面粗糙度：外徑Ra1.2-1.6um，內(nèi)徑Ra0.4-0.8；尺寸精度：內(nèi)徑±0.01mm，外徑±0.02mm；b.材質(zhì)強(qiáng)度變化：①數(shù)控強(qiáng)力旋壓屬于冷成形加工工藝，在三向變形力的作用下，坯料的金屬晶粒變細(xì)，抗拉強(qiáng)度提高42-48％；②硬度：旋壓后比旋壓前提高28-32％；c.工藝先進(jìn)、工序簡單：旋壓工序只需三道工序即可將坯料通過一次裝夾加工成半成品缸套，加工用時60-80秒；鑄鐵缸套毛坯需用8道工序，加工用時需600-800秒；d.材料利用率高：鑄鐵缸套坯料與鋼旋壓件坯料重量比為4:1，因加工余量少，工序簡單，從而大幅度降低了生產(chǎn)成本；

2)精密加工：通過數(shù)控CNC車床、數(shù)控滑珩機(jī)床將半成品缸套加工至圖紙尺寸要求，其中：缸套的內(nèi)徑公差范圍為：±0.01mm，缸套的外徑公差范圍為：±0.015mm，缸套的長度公差范圍為：±0.10mm，缸套的形位公差范圍為：圓度0.01-0.03mm、圓柱度：0.005-0.015mm；缸套的內(nèi)表面粗糙度及平臺網(wǎng)紋參數(shù)范圍為：Rz:6.3-1.0um，Rpk:0.18-0.25um，Rk:0.125-0.4um，RVK:0.7-2.5um；

3)軟氮化處理：將步驟2)加工后的缸套進(jìn)行軟氮化處理，具體處理工藝如下：a、預(yù)處理：選用RN-60-6K井式氣體氮化爐，溫度加熱到570℃，放入缸套并密封氮化爐，并排出爐內(nèi)廢氣，排氣過程中不間斷加入酒精，酒精通過爐蓋上裝有的有機(jī)液體滴注器滴入，酒精滴入量為100滴—120滴/分鐘，加熱促使缸套溫度內(nèi)外均勻，溫度穩(wěn)定在570℃，時間為50-70分鐘；b、氮化：廢氣排除干凈后，爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在570℃，同時往氮化爐內(nèi)每分鐘加入100滴的酒精及每小時加入750升的氨氣，并調(diào)整爐壓進(jìn)行氮化，爐壁上的U形壓力計的壓力水柱高度保持在30-40mm，氮化時間為5-6小時；c、空冷：將爐壓釋放完成，將缸套放置在空地上，進(jìn)行自然冷卻；軟氮化的缸套內(nèi)外表面滲層深度≥0.20mm，表面硬度HV 580-630；

4)研磨處理：對軟氮化后的缸套內(nèi)孔采用數(shù)控研磨機(jī)進(jìn)行研磨處理，使缸套內(nèi)孔的平臺網(wǎng)紋參數(shù)達(dá)到Rz:2.5-4um，Rpk:≤0.18um，Rk:0.2-0.4um，Rvk:1.22-2.5um，研磨能更加細(xì)化網(wǎng)紋粗糙度，得到缸套工作時的最佳儲油輪廓，從而縮短了發(fā)動機(jī)初期磨合時間，提高使用壽命，降低機(jī)油耗；排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到歐Ⅴ以上內(nèi)燃機(jī)氣缸套平臺網(wǎng)紋粗糙度輪廓參數(shù)的技術(shù)要求。

5)拋光：將研磨后的缸套內(nèi)孔采用數(shù)控拋光機(jī)床進(jìn)行拋光處理，以去除金屬碎片、夾雜物，粗糙度為Ra0.4-0.8，tp值為30-90％。

本發(fā)明生產(chǎn)得到的缸套的抗拉強(qiáng)度為620～680MPa，而鑄鐵缸套的抗拉強(qiáng)度為220～390MPa。

傳統(tǒng)鑄造缸套要經(jīng)過模具的定型、拆模等一系統(tǒng)繁瑣工序，而本發(fā)明采用已成型的鋼管作為材料，省去了大部分工序，且傳統(tǒng)鑄造缸套的生產(chǎn)工序能耗高，對環(huán)境污染大。

本發(fā)明生產(chǎn)得到的缸套在抗咬合性的性能上，比傳統(tǒng)鑄鐵缸套的性能提高兩倍以上；本發(fā)明生產(chǎn)得到的缸套在耐腐蝕性的性能上，比傳統(tǒng)鑄鐵缸套的性能提高一倍以上。

本發(fā)明缸套與鑄鐵缸套機(jī)械性能比較表：

從上表可以得知：本發(fā)明生產(chǎn)得到的缸套在抗拉強(qiáng)度、硬度、硬度層、彈性模量等多方面性能相對于傳統(tǒng)鑄鐵缸套在相應(yīng)方面的性能具有顯著性的提高。

本發(fā)明缸套與鑄鐵缸套綜合指標(biāo)比較表：

(以WD615缸套生產(chǎn)線為例，外徑：130mm；內(nèi)徑：126m；長度：240mm)

從上表可以得知：本發(fā)明生產(chǎn)的缸套在生產(chǎn)過程中各方面的成本及性能相對于傳統(tǒng)鑄鐵缸套在相應(yīng)方面的性能具有明顯的提高；本鋼質(zhì)缸套的生產(chǎn)工序簡單，解決了傳統(tǒng)鑄鐵缸套生產(chǎn)中高危、耗電、耗材、材質(zhì)不均、環(huán)境污染、產(chǎn)能低下等方面的不足，符合現(xiàn)代化工業(yè)的要求。

上述實施例只用來說明本發(fā)明的具體實施原理和功效，而非用來限制本發(fā)明。任何熟悉本行業(yè)技術(shù)的人士都可以在本發(fā)明闡述的方法的基礎(chǔ)上加以修改或修飾，因此凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。