專利名稱：超共晶硅鋁合金汽缸襯筒及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用來封裝在往復式活塞發(fā)動機內(nèi)的超共晶硅鋁合金汽缸襯筒并涉及制造這種汽缸襯筒的方法。
歐洲專利EP367229A1號曾公開一種由金屬粉末和混入的石墨微粒(從0.5到3％；在垂直于汽缸軸線的平面上測量所得的微粒直徑最大為10μm或更小)和不帶銳邊的硬質(zhì)微粒(從3到5％；微粒直徑最大為30μm，平均為10μm或更小)特別是氧化鋁制成的汽缸襯筒。金屬粉末首先在沒有非金屬微?；烊氲臈l件下獨自用超共晶硅鋁合金的空氣霧化法制成，其成分如下—其余部分為鋁(數(shù)字為以合金的金屬總含最為底數(shù)的重量％，即不包括熔液之外的硬質(zhì)微粒和石墨量)硅16—18％，鐵4—6％，銅2—4％， 鎂0.5—2％，及錳0.1—0.8％。
然后使金屬粉末與非金屬微粒混合，并在約2000巴的壓力下將粉末混合物壓制最好使它成為管狀體。將這個用粉末冶金法制成的坯料嵌入到一根具有相應形狀的柔軟鋁管中，這樣得到的雙層管最好用高溫擠壓法使它們一同燒結(jié)并成形為一根管狀坯料，由此便可制出許多單個汽缸襯筒。埋入硬質(zhì)微粒的目的在于使汽缸襯筒具有良好的抗磨能力，而石墨微粒則用作干潤滑劑。為了防止石墨微粒氧化，熱擠壓應在排除氧的條件下進行。另外在高的作業(yè)溫度下石墨還有與硅起化學反應在表面上生成硬質(zhì)Sic的危險，這會損害埋入的石墨微粒的干潤滑性能。因為粉末混合物總是混合得不很完全的，所以在工件表面上局部出現(xiàn)硬質(zhì)微粒及/或石墨微粒的或多或少偏大的濃度波動是在所難免的。由于埋入的硬質(zhì)微粒，熱壓模會比較快地磨損，這是因為硬質(zhì)微粒盡管具有圓渾的棱連，在任何場合仍還具有強烈的摩擦作用，而通過合適的努力、采用壓碎的方法只能使一部分微粒的棱邊變得圓渾。接下來要對汽缸襯筒的表面進行機加工，工具又會受到高度磨損，從而提高工具費用。而表面在經(jīng)過機加工后會暴露出具有銳邊的硬質(zhì)微粒使活塞和活塞環(huán)受到較多的磨損，以致活塞和活塞環(huán)不得不用抗磨材料制成或需增添能適當抗磨的鍍層?？傊阎钠滓r筒是比較貴的，不僅因為要用多個分開的部分來作為開始時的材料，而且因為塑性成形和切削機加工所牽涉到的高昂的工具費用都會使每一項的費用提高。除此以外，由于已知的汽缸襯筒是由不均勻的粉末混合物制成的，因此存在著內(nèi)部不均勻的危險，這會損害其功能以致成為廢品，但不論如何，它都需要復雜的質(zhì)量控制。而且，還需要復雜的活塞結(jié)構(gòu)以利發(fā)動機的運行。這些都會使整個往復式活塞發(fā)動機變得格外昂貴。
另外值得一提的是美國專利US-A4938810號同樣公開過一種用粉末冶金法制出的汽缸襯筒。該專利文件曾提出多種合金的實用例以及由這些合金制出的汽缸襯筒的測量數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)。所提實用例中的硅含量為從17.2到23.6％的范圍，而本文件的權利要求在這方面建議采用一個從10到30％的更寬的范圍，該范圍已伸展到亞共晶區(qū)域內(nèi)。在該文件中還提出，在鎳、鐵或錳三種金屬中至少應有一種出現(xiàn)在合金內(nèi)并且在實際上至少達到5％的含量或者對鐵來說至少達到3％的含量。作為代表，這里只舉其中的一種以重量％計的合金成分，其余部分為鋁；鋅和錳含量未作規(guī)定，但可斷定這兩種金屬只以能以微量出現(xiàn)硅22.8％，銅3.1％，鎂1.3％， 鐵0.5％，及鎳8.0％。
在所給合金例中的鎳含量很高。汽缸襯筒的坯料是由粉末混合物熱擠壓而成。
最后，還可提一下涉及同一問題的美國專利US-A4155756號。在該專利文件中，特別是由下列成分的合金用粉末冶金法制出的汽缸襯筒可視為其中的一個范例—其余部分為鋁硅25％，銅4.3％，鎂0.65％，及鐵0.8％本發(fā)明的目的是要就抗磨損和潤滑油消耗量兩個方面來改進以通用型為基礎的汽缸襯筒，同時使活塞被磨損的危險減少；在減少潤滑油消耗量方面，我們所關心的主要不在潤滑油本身而在其燃燒殘余物—主要是碳氫化合物，它能有害地污染從內(nèi)燃機排放出來的廢氣。
按照以通用的往復式活塞發(fā)動機為依據(jù)的本發(fā)明，上述目的是依靠權利要求4的特征性能和在方法方面依靠權利要求4的特征性能來達到的。由于用作汽缸襯筒材料的特定合金成分，硅的初析晶和金屬間相可直接從溶液中形成；因此將分開的硬質(zhì)微?；旌线M去的步驟就可省掉。另外，合金的噴霧壓實在操作法上是容易掌握的，費用也是比較便宜的。在此之后結(jié)合使用坯料的冷擠壓法。這個方法可使液滴的表面極少被氧化并可使襯筒具有極少的孔隙。所提到的合金成分A和B是優(yōu)選出來的可與鍍鐵的活塞(合金A)或不帶鍍層的鋁活塞(合金B(yǎng))一同使用。從熔液中形成的硬質(zhì)微粒一方面具有高硬度可使表面具有良好的磨損抗力，另一方面卻并不嚴重妨礙材料的機加工，因此表面能相當容易地進行機加工。由于在每一熔化的液滴中都有初晶和金屬間相形成，而這些液滴被噴射到隨后在不斷增大的坯料上凝結(jié)，因此該方法可使硬質(zhì)微粒在工件內(nèi)非常均勻地分布。從熔液中形成的微粒比壓碎而成的微粒較少帶有棱角并且在摩擦學上講也是較少具有侵害性的。另外，從熔液中形成的金屬硬質(zhì)微粒比混合進去的非金屬的壓碎微粒能更緊密地埋藏在基本的合金微結(jié)構(gòu)中，因此在硬質(zhì)材料邊界上形成裂紋的危險也較小。加之，從熔液中形成的硬質(zhì)微?？沙尸F(xiàn)較好的磨合性能和對活塞及其環(huán)的較低的摩擦侵害，因此可有較長的使用壽命，或被慣常的使用壽命接受，活塞的設計也可比較不復雜。
本發(fā)明的各個有效的實施例在各從屬的權利要求中列出；另外，本發(fā)明還要借助附圖在下面進行說明。在附圖中

圖1為其內(nèi)封裝著汽缸襯筒的往復式活塞發(fā)動機的部分剖面圖，圖2為以平行于汽缸壁母線的方面截取汽缸襯筒上接近表面的區(qū)域所得部分剖面的高倍放大圖，
圖2a為圖2中細節(jié)的進一步放大圖，圖3為示出從熔液中形成的各種硬質(zhì)微粒尺寸的條狀圖，及圖4為一種變型的搪磨機用來以機械方法使硬質(zhì)微粒暴露到汽缸襯筒的表面之外。
圖1中部分示出的往復式活塞發(fā)動機具有一個壓鑄的曲軸箱2，其內(nèi)安排著接納汽缸襯筒6用的汽缸壁4，在汽缸襯筒6內(nèi)裝有一個活塞3使它能上下運動。在曲軸箱2的頂部連結(jié)著一個汽缸頭1，其上設有改變?nèi)加秃褪谷加忘c燃的裝置。在曲軸箱內(nèi)汽缸壁4周圍設有中空的空間以便形成冷卻汽缸用的水套5。
汽缸襯筒6用下面將要詳述的方法制成一個具有超共晶成分的單獨部件(這方面的更詳細的內(nèi)容也將在下面給出)，然后作為一個坯料部件封裝在曲軸箱2內(nèi)與軸承箱一同被機加工。為此目的，特別是汽缸襯筒的表面應先進行粗切削的預加工，然后用鏜削或車削進行精加工。表面7還要在至少一個等級內(nèi)進行搪磨。在搪磨后，原先在表面內(nèi)的比合金基體微結(jié)構(gòu)硬的微粒如硅晶粒和金屬間相微粒會暴露到表面外，結(jié)果這些硬微粒的高地表面便會突起在合金基體微結(jié)構(gòu)的其余表面之上。
為了在磨損抗力和潤滑油消耗量兩方面改進汽缸襯筒并從而改善內(nèi)燃機對碳氫化合物的排放，本發(fā)明提供了一系列的措施，這些措施都是為了這個目的而共同起作用的。
首先應該提到合金成分的優(yōu)化，我們發(fā)現(xiàn)有兩種可供選擇的最優(yōu)合金形式，其中一種合金型式A被推薦為可與鍍鐵的活塞一同使用，而另一種合金型式B則被認為最好與不帶鍍層的鋁活塞一同使用。下面列出的百分比均以重量計。
合金A具有下列成分硅23.0—28.0％，最好約為25％，鎂0.80—2.0％， 最好約為1.2％，銅3.0—4.5％， 最好約為3.9％，鐵最大 0.25％錳、鎳和鋅最大為0.01％，其余部分為鋁。
用來與不帶鍍層的鋁活塞一同運行的合金B(yǎng)在硅、銅、錳和鋅的比例方面具有與合金A相同的成分；只是鐵和鎳的含量要稍高一些，即鐵1.0—1.4％及鎳1.0—5.0％將硅鋁合金熔液噴射到?jīng)]有氧化氣氛中使成為細粒，并使這樣形成的熔液霧沉積借以得出一個不斷增大的物體，首先生產(chǎn)出一個含有細晶粒硅初晶8及金屬間相9和10的球塊，其中金屬間相是那些含有鎂和硅的(Mg2Si)及含有鋁和銅的(Al2Cu)。霧化的熔液能極快地在氮氣的噴射流中冷卻，冷卻速率可達到105°K/秒。這種所謂噴霧壓實法(spray compacting)能夠產(chǎn)生這樣一個微結(jié)構(gòu)，其特點是，具有很窄的晶粒尺寸分布，在一平均值的周圍，分布范圍只是約為+5…10μm；而平均值卻能在一較廣的約從7到200μm的微粒尺寸范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。本發(fā)明使用的能夠設定極細晶粒的微粒尺寸為從2到10μm，因此能夠形成一個硅分布細而均勻的相當細的微結(jié)構(gòu)。每一粉粒都含有所有的合金組成部分。粉粒被噴射到一個旋轉(zhuǎn)板上，在其上前面提到的直徑例如為300或1000mm的球塊就不斷增大。這要根據(jù)裝置的設計而定。隨后，這些球塊就須在擠壓機上擠壓以便形成管材。也可這樣設想，不讓球塊在旋轉(zhuǎn)板上沿軸向增長，而是讓霧化的熔液在一旋轉(zhuǎn)圓筒上沿徑向增大，這樣就可形成基本上為管狀的預制品。
在噴霧時，熔液被霧化得很細，以致在不斷增大的球塊中形成的硅初晶8及金屬間相9和10都具有極小的晶粒，其尺寸如下硅初晶 2—15μm， 最好為4—10μm，A12Cu相 0.1—5μm，最好為0.8—1.8μm，Mg2Si相 2.0—10.0μm， 最好為2.5—4.5μm。
這種細晶粒的性質(zhì)可使硬質(zhì)微粒在合金基體微結(jié)構(gòu)內(nèi)得到細而彌散的分布，從而得到一個均一的材料。由于只有一個單一的熔液被霧化，所以不會發(fā)生混合不均勻的問題。而霧化熔滴的壓實又會在熔滴與熔滴之間造成一個非常緊密的結(jié)合并且基本上可以沒有孔隙。
鋁合金的噴霧壓實法本身是眾所周知的，這里只是把它用來作為一個有效的方法。把這樣生產(chǎn)出來的球塊擠壓成為管材以便分割成為單個襯筒，就方法本身言也是眾所周知的。因此這兩種方法就不再詳細說明了。
這樣生產(chǎn)出來的并可能初步機加工到某一尺寸的汽缸襯筒坯料被封裝到一個曲軸箱內(nèi)，這里推存該曲軸箱最好用容易澆鑄的鋁合金壓鑄而成。為此，當壓鑄模敞開時將預制的要封裝的汽缸襯筒推到導銷上，然后閉合壓鑄模并注入壓鑄材料。壓鑄后由于很快轉(zhuǎn)入冷卻以及通過導銷使封裝的汽缸襯筒冷卻的能力，汽缸襯筒的材料不會在失控的情況下接受壓鑄件熔液的熱影響。用于壓鑄的合金是亞共晶的，因此容易鑄造成形。另外，就熱膨脹率而言壓鑄件用的合金與汽缸襯筒用的合金差不多是相同的，因此在兩者之間不會產(chǎn)生不可控制的熱應力。
在將汽缸襯筒封裝在曲軸箱內(nèi)后，前者就在適當?shù)谋砻嫔希貏e是表面7上被機加工。這些機加工方法—這里只提鏜削和搪磨也都是眾所周知的，因此不需要更多地細說。在搪磨之后，需要使埋在表面下的硅初晶8及金屬間相的微粒9和10暴露出來。這個暴露通常是用化學的酸蝕方法來實現(xiàn)的，該方法不僅費時，而且由于酸蝕液的蒸發(fā)還會使工地環(huán)境受到一定的污染。另外，在酸蝕時難免不發(fā)生某些不均勻，因為酸蝕條件并不是到處完全一致的。為此需要探求某一最小暴露深度，以便在任一情況下，甚至在不利的場所都能用這個最小暴露深度來工作?；ㄙM在酸蝕上的時間、工地的安全預防措施、進行操作的費用、化學品的初始費用、廢水及其處理，這些項目加起來分配到每一汽缸襯筒上是一筆相當可觀的數(shù)目。這里本發(fā)明采用的是另一條路線埋在表面下的初晶8及微粒9和10是采用柔順的成形的拋光體或磨削體16通過磨削或拋光用機械方法來暴露的。這樣不僅可以躲開上述這些缺點和酸蝕費用，而且還可使汽缸襯筒的表面7得到使用上和功能上的好處，這方面更詳細的說明將在下面給出。每一汽缸襯筒進行機械法暴露所招致的費用不會高過搪磨過程的費用。
在連系到機械法暴露時，應對圖4所示的搪磨機作出更詳細的說明，該搪磨機也被用來進行拋光。圖中所示的搪磨機13具有一可移動的工作臺18，其上在一容器19內(nèi)收納著曲軸箱2。在工作臺18之上設有至少一根垂直的搪磨心軸14，其內(nèi)裝有一個搪磨工具15，該工具能下降到曲軸箱的汽缸孔內(nèi)。該搪磨機的特點是，搪磨工具15并不是裝的硬質(zhì)搪磨石，而是在其周圍裝有多條沿著軸向的毛氈16，由于毛氈是柔順的，所以能自動與汽缸襯筒的內(nèi)表面作圓筒形的配合。這些氈條就用作形狀匹配的拋光體或研磨體。搪磨工具有構(gòu)造還包括多塊金屬的磨料載板，這些載板裝在搪磨工具內(nèi)而可沿徑向移動并能用可調(diào)節(jié)的力抵壓在汽缸襯筒的內(nèi)表面上。金屬的磨料載板在其沿徑向朝外的一側(cè)是平面的，即不是圓筒形的。厚度為9mm的毛氈墊的匹配的切片在所有情況下都是膠粘在這些平的表面上，而不是在其外側(cè)形成一個圓筒形的表面。相反地，所需的圓筒形是在毛氈條頂在汽缸襯筒內(nèi)表面上的壓力下開始搪磨狀的拋光或研磨時自動生成的。毛氈材料為德國工業(yè)標準DIN61206規(guī)定稱為Stuckfilz Tm30-9的毛氈，該標準另一規(guī)定稱為Stuckfilz Tm32-9的毛氈當然也是適用的。在規(guī)定中的一些個別數(shù)據(jù)的含義如下m→混合的，30→松堆密度為0.3g/cm3或32→松堆密度為0.32g/cm3。
9→厚度為9mm。
所用毛氈件的硬度按照DIN61200為M6(中等6)；在采用DIN61206的Stuckfilz Tm32-9的情況下，建議采用按照DIN61200為F1(堅硬1)的硬度。
由于機械法暴露須在其內(nèi)含有硬質(zhì)材料的，能研磨而非晶的研磨或拋光介質(zhì)的作用下才能實現(xiàn)，因此在搪磨機13上還設有供應研磨介質(zhì)的裝置。為此在機器旁設有一個存儲槽20，用來存放硬質(zhì)材料細小微粒，最好是碳化硅微粒在搪磨油中的漿液。為了防止硬質(zhì)材料微粒的沉淀，在存儲槽內(nèi)設有一個攪拌器21。還有一臺循環(huán)泵22將漿液從存儲槽輸送到一個環(huán)繞搪磨工具而在汽缸襯筒之上的環(huán)狀噴淋頭并將大最研磨液供應給汽缸襯筒。在機械法暴露的過程中，旋轉(zhuǎn)的搪磨工具以已知的方式作沿軸向的上下振蕩運動，使表面7的所有部分都被毛氈條16走到。搪磨工具以已知的方式構(gòu)造使毛氈條能夠用可調(diào)節(jié)的壓力抵壓在表面7上。機械法暴露使用大約從3到5巴、最好為4巴的壓力來實行。采用這種機加工方法，在表面上位在個別較硬微粒之間的基體合金材料的材料可被去除到一定程度，使較硬材料突出在被磨掉的基體材料12之上形成一個高地小區(qū)11。尺寸t代表暴露深度。在這種操作法中，高地小區(qū)的邊緣被磨圓，因此它們能夠溫和地過渡到基體合金材料12。這種高地小區(qū)11的形狀對在其上滑過的活塞或活塞環(huán)是非常有利的，因為從摩擦學的角度看，與化學法暴露所得硬質(zhì)材料的帶銳邊的微粒相比，它是較少侵害的。暴露深度t的大小可以不管毛氈條施加的壓力，主要由機械法暴露時搪磨狀過程的持續(xù)時間來確定。這是因為隨著暴露過程時間的增長，高地小區(qū)會增大其圓角并磨成拱狀。因此發(fā)現(xiàn)機械暴露過程可按上述方式進行約20到60秒，最好約為40秒。這樣得出的暴露深度約從0.2到0.3μm。在任何情況下，在這個暴露深度上都要添加一個表面粗糙度，這個粗糙度至少具有相同的數(shù)量級，甚至還要大些，但這在圖2a中沒有示出。表面粗糙度基本上是由漿液23內(nèi)的硬質(zhì)材料微粒的晶粒尺寸來確定的；在機加工的汽缸表面上的粗糙度值的范圍為0.7到1.0μm。這樣的粗糙度值和低暴露深度可使?jié)櫥偷南牧拷禐闃O低，從而達到很低的碳氫化合物的排放。而這樣生產(chǎn)出來的汽缸襯筒的抗磨能力和滑動性能卻是良好的。
權利要求
1.封裝在往復式活塞發(fā)動機內(nèi)并由超共晶硅鋁合金構(gòu)成的汽缸襯筒，其特征為，聯(lián)合具有下列特性汽缸襯筒(6)的沒有與熔液無關的硬質(zhì)材料微粒參與的硅鋁合金是由下列兩種可替換使用的合金型式A和B構(gòu)成的，其中涉及含量的數(shù)字是按重量的百分比合金A硅 23.0—28.0％，最好約為25％，鎂 0.80—2.0％， 最好約為1.2％，銅 3.0—4.5％， 最好約為3.9％鐵 最大為0.25％，錳、鎳和鋅在所有情況下最大為0.01％，其余為鋁或合金B(yǎng)硅 23.0—28.0％， 最好約為25％，鎂 0.80—2.0％，最好約為1.2％，銅 3.0—4.5％， 最好約為3.9％，鐵 1.0—1.4％，鎳 1.0—5.0％，錳和鋅在所有情況下最大為0.01％，其余為鋁；·在汽缸襯筒(6)內(nèi)，硅初晶(8)和金屬間相(9，10)是以下列晶粒尺寸出現(xiàn)的，其中的數(shù)字表示平均晶粒直徑，以μm計Si硅初晶2—15μm，最好為4.0—10.0km，Al2Cu相 0.1—5.0μm， 最好為0.8—1.8μmMg2Si相 2.0—10.0μm，最好為2.5—4.5μm；·埋在汽缸襯筒(6)的表面下的硅初晶(8)及金屬間相微粒(9，10)被從精細機加工的表面(7)上暴露出來，初晶(8)或微粒(9，10)被暴露出來的高地小區(qū)(11)在其周邊上用球狀或圓弧形的方式與基體合金材料(12)連接。
2.按照權利要求1的汽缸襯筒，其特征為，初晶(8)或微粒(9，10)的高地小區(qū)(11)與周圍的基體合金材料(12)相比的暴露深度(t)約從0.2到0.3μm。
3.按照權利要求1的汽缸襯筒，其特征為，被暴露的初晶(8)或微粒(9，10)在暴露后在其被暴露的高地小區(qū)(11)上具有Rz＝0.7—1.0μm的粗糙度。
4.由超共晶硅鋁合金構(gòu)成的汽缸襯筒的生產(chǎn)方法，在該方法中，要加工的表面首先被粗放地預先機加工，然后用鏜制和車削進行精加工，隨后再在至少一個等級內(nèi)進行搪磨，其時埋在表面內(nèi)的比合金基體微結(jié)構(gòu)硬的微粒如硅晶體及/或金屬間相微粒就被暴露出來以致這些硬質(zhì)微粒的高地小區(qū)突出到合金基體微結(jié)構(gòu)的其余表面之上，這種方法特別透用于生產(chǎn)按照權利要求1的汽缸襯筒，其特征為，在用研磨或拋光的機械方法來使埋在汽缸襯筒(6)的表面(7)內(nèi)的初晶(8)或微粒(9，10)暴露到表面(7)外時來用至少一個柔順的、成形的研磨體或拋光體(16)和一個含有硬質(zhì)材料微粒的能研磨的、非晶的研磨或拋光介質(zhì)(23)，該硬質(zhì)材料的晶粒須小于或者最多等于所需的粗糙度。
5.由超共晶硅鋁合金構(gòu)成的汽缸襯筒的生產(chǎn)方法，在該方法中先將合金本身制成一個管狀坯料，然后將它封裝在往復式活塞發(fā)動機的一個支承的曲軸箱內(nèi)，進一步在該封裝在內(nèi)的狀態(tài)下，汽缸襯筒的表面被粗放地預先機加工，然后用鏜削或車削進行精加工，隨后至少在一個等級內(nèi)進行搪磨，其時埋在表面內(nèi)的比合金基體微結(jié)構(gòu)硬的微粒如硅晶體和金屬間相微粒被暴露出來以致這些微粒的高地小區(qū)突出到合金基體微結(jié)構(gòu)的其余表面之上，這種方法特別適用于生產(chǎn)按照權利要求1的汽缸襯筒，其特征為，聯(lián)合具有下列特性·汽缸襯筒(6)所用的材料是下列兩種可替換使用的硅鋁合金A和B中的一種，該材料沒有與熔液無關的硬質(zhì)材料微粒參與進去，其中涉及含量的數(shù)字是按重的百分比合金A硅23.0—28.0％， 最好約為25％，鎂0.8—2.0％，最好約為1.2％，銅3.0—4.5％，最好約為3.9％，鐵最大為0.25％，錳、鎳和鋅在所有情況下最大為0.01％，其余為鋁或合金B(yǎng)硅23.0—28.0％， 最好約為25％，鎂0.80—2.0％，最好約為1.2％，銅3.0—4.5％， 最好約3.9％，鐵1.0—1.4％，鎳1.0—5.0％，錳和鋅在所有情況下最大為0.01％，其余為鋁；·在將硅鋁合金的熔液噴射成為細粒并使熔液霧沉積時可以得了一個不斷增大的物體，這種首先生產(chǎn)出來的球塊具有細晶粒的硅初晶(8)和金屬間相微粒(9，10)，球塊被擠壓成形得出管狀的半成品，由此可生產(chǎn)出汽缸襯筒；·在噴射時熔液被霧化成很細的微粒以致在不斷增大的球塊中形成的硅初晶(8)和金屬間相微粒(9，10)都具有很細的晶粒，它們的尺寸如下，數(shù)字表示平均晶粒直徑，以μm計Si初晶 2—15μm， 最好為4.0—10.0μm，Al2Cu相 0.1—5.0μm， 最好為0.8—1.8μm，Mg2Si相 2.0—10.0μm， 最好為2.5—4.5μm；·封裝在曲箱內(nèi)的汽缸襯筒(6)的表面(7)在精加工以后可用研磨或拋光的機械方法使埋在表面下的初晶(8)和微粒(9，10)暴露到表面(7)外，其時采用至少一個柔順的、成形的拋光體或研磨體(16)和一個能研磨的、非晶的研磨或拋光介質(zhì)(23)，該介質(zhì)內(nèi)含有硬質(zhì)材料微粒，其尺寸須小于或最多等于所需的粗糙度。
6.按照權利要求4或5的方法，其特征為，初晶(8)和微粒(9，10)的機械法暴露是用搪磨方法來實現(xiàn)的，其時采用具有外圓筒形的毛氈條(16)和在搪磨油內(nèi)含有硬質(zhì)材料微粒特別是Sic微粒的漿液(23)。
7.按照權利要求6的方法，其特征為，初晶(8)和微粒(9，10)的機械法暴露是用毛氈條(16)抵壓在接觸點上來實現(xiàn)的，所用壓力為3到5巴，最好約為4巴。
8.按照權利要求6的方法，其特征為，用于初晶(8)和微粒(9，10)的機械法暴露的搪磨狀過程須持續(xù)的時間約從20到60秒，最好為40秒。
全文摘要
一種汽缸襯筒，由強力的超共晶硅鋁合金構(gòu)成，沒有與熔液無關的硬質(zhì)材料微粒參與，合金在組成時細小的硅初晶和金屬間相會自動從熔液中析出成為硬質(zhì)微粒。利用噴霧壓實法可使一個坯料從噴霧熔滴中成長并得到硬質(zhì)微粒的均勻分布，用冷擠壓使坯料成型為接近汽缸襯筒的形狀。在表面經(jīng)預加工和精加工后用至少在一個等級內(nèi)進行搪磨的方法使位在表面下的硬質(zhì)微粒暴露，形成突起在合金基體微結(jié)構(gòu)其余表面之上的硬質(zhì)微粒的高地小區(qū)。
文檔編號B24B37/02GK1129743SQ9511763
公開日1996年8月28日 申請日期1995年10月24日 優(yōu)先權日1994年10月28日
發(fā)明者弗蘭茲·呂克特, 彼得·斯托克, 羅蘭德·比德曼 申請人:奔馳公司