專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鑄鐵氮化平臺(tái)網(wǎng)紋氣缸套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種鑄鐵氮化平臺(tái)網(wǎng)紋氣缸套，屬于機(jī)械工程發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套技術(shù)。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的鑄鐵氣缸套內(nèi)孔，在氮化處理前經(jīng)機(jī)械加工具有網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)，經(jīng)氮化處理后，其內(nèi)孔表面疏松層的硬度和抗腐蝕能力有所提高，雖然疏松層也可含油，有利于潤(rùn)滑，但氣缸套內(nèi)孔表面氮化層完全覆蓋、阻斷了原有網(wǎng)紋溝槽，并使疏松層表面呈峰巒狀，徹底破壞了氣缸套內(nèi)孔原有平臺(tái)網(wǎng)紋表面的優(yōu)點(diǎn)，使氣缸套與活塞、活塞環(huán)的初始磨合效果和泵油能力均有所下降。在1μm的支承長(zhǎng)度率Tp＜5％，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)與缸套的配副性能下降，磨合期延長(zhǎng)，缸套上止點(diǎn)潤(rùn)滑效果下降，由于不完全燃燒，使機(jī)油消耗高，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的CO和CH有害氣體和顆粒排放增高，不利于環(huán)保。
技術(shù)方案本發(fā)明的目的是提供一種潤(rùn)滑性能好，降低油耗、耐磨損、使用壽命長(zhǎng)的鑄鐵氮化平臺(tái)網(wǎng)紋氣缸套。
本發(fā)明氣缸套的內(nèi)孔壁上設(shè)有平臺(tái)網(wǎng)紋氮硬化復(fù)合層，復(fù)合層包括疏松層、致密層和擴(kuò)散層，在疏松層和致密層上設(shè)有平臺(tái)和溝槽，在平臺(tái)上設(shè)有微溝槽，溝槽與溝槽相互貫通，呈交叉網(wǎng)狀，規(guī)則排列；平臺(tái)網(wǎng)紋與氣缸套中心線(xiàn)方向夾角α為100°～150°，在4mm測(cè)量長(zhǎng)度內(nèi)，平臺(tái)網(wǎng)紋的溝槽深度≥4μm的溝槽數(shù)至少有5個(gè)。
本發(fā)明的這種平臺(tái)網(wǎng)紋表面結(jié)構(gòu)合理，便于潤(rùn)滑油沿溝槽流動(dòng)沁滲形成高強(qiáng)度油膜，使氣缸套與活塞、活塞環(huán)間潤(rùn)滑性能良好，使機(jī)油消耗降低50％以上，高強(qiáng)度的致密層和擴(kuò)散層提高了氣缸套的抗磨粒磨損和抗腐蝕能力，其1μm的支承長(zhǎng)度率Tp≥20％，可使氣缸套使用達(dá)90萬(wàn)公里，延長(zhǎng)使用壽命60％以上，網(wǎng)狀溝槽和1μm支承長(zhǎng)度率的提高，增加了密封效果，從而達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的目的。
這種氮化平臺(tái)網(wǎng)紋的疏松層深度為0.002～0.025mm，硬度為維氏Hv25＝130～390；氮化平臺(tái)網(wǎng)紋致密層深度為0.002～0.025mm，硬度為維氏Hv25＝700～1100；氮化平臺(tái)網(wǎng)紋擴(kuò)散層深度為0.05～0.9mm，在距致密層0.02mm處硬度為維氏Hv100≥350。
由于氣缸套平臺(tái)網(wǎng)紋達(dá)到分層硬化，平臺(tái)網(wǎng)紋表面和疏松層共同存在儲(chǔ)油作用，使活塞、活塞環(huán)、氣缸套在潤(rùn)滑、配摩擦副方面更趨于合理，可降低機(jī)油消耗50％以上，使發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中CO及CH有害氣體及顆粒排放下降15％以上，有利于環(huán)保。
氣缸套在氮化熱處理后內(nèi)孔表面經(jīng)過(guò)機(jī)械珩磨加工，形成平臺(tái)和規(guī)則的交叉網(wǎng)狀溝槽。
氣缸套在氮化熱處理后的內(nèi)孔表面為峰巒狀，經(jīng)過(guò)機(jī)械珩磨精細(xì)加工，內(nèi)孔表面的峰巒被削平，并重新加工出微溝槽，提高了與活塞環(huán)、活塞的初始磨合效果和內(nèi)孔表面泵油能力，從而降低油耗，延長(zhǎng)使用壽命。


圖1為本發(fā)明內(nèi)孔表面放大示意2為本發(fā)明內(nèi)孔表面放大剖視中，1平臺(tái)，2微溝槽，3溝槽，4疏松層，5致密層，6擴(kuò)散層，7金屬基體。
具體實(shí)施例在鑄鐵氮化平臺(tái)網(wǎng)紋氣缸套內(nèi)孔金屬基體7上由疏松層4、致密層5和擴(kuò)散層6組成復(fù)合層，在疏松層4、致密層5上設(shè)有平臺(tái)1及溝槽3，平臺(tái)1上還設(shè)有微溝槽2，微溝槽2之間相互貫通，溝槽3之間相互貫通，各溝槽相互貫通組合成交叉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)紋，平臺(tái)1、微溝槽2和溝槽3與氣缸套中心線(xiàn)方向夾角α為100°～150°，呈交叉網(wǎng)狀規(guī)則排列，在4mm測(cè)量長(zhǎng)度內(nèi)，平臺(tái)網(wǎng)紋的溝槽3深度≥4μm的溝槽數(shù)至少有5個(gè)，其1μm的支承長(zhǎng)度率Tp≥20％。疏松層4的深度為0.002～0.025mm，硬度為維氏Hv25＝130～390；致密層5的深度為0.002～0.025mm，硬度為維氏Hv25＝700～1100；擴(kuò)散層6的深度為0.05～0.9mm，在距致密層5的0.02mm處硬度為維氏Hv100≥350。
鑄鐵氣缸套在氮化處理后，疏松層4的表面為峰巒狀，在經(jīng)過(guò)機(jī)械珩磨加工后，使平臺(tái)1的表面為平臺(tái)狀，并重新珩磨出微溝槽2，這種平臺(tái)網(wǎng)紋表面結(jié)構(gòu)有利于潤(rùn)滑油沿微溝槽2和溝槽3流動(dòng)、沁滲，與平臺(tái)1共同作用，在氣缸套內(nèi)孔表面形成高強(qiáng)度油膜，使氣缸套內(nèi)活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)的上止點(diǎn)部位得到良好的潤(rùn)滑，平臺(tái)1可增加活塞環(huán)、活塞與缸套的微觀接觸面積，使接觸點(diǎn)壓強(qiáng)大幅降低，在活塞環(huán)回程時(shí)，把多余油液刮回曲軸箱內(nèi)，從而使機(jī)油消耗降低50％。由于致密層5和擴(kuò)散層6硬度提高，抗腐蝕能力和耐磨損能力提高，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)性能，使功率增大，故特別適用于船舶、內(nèi)燃機(jī)車(chē)(如高速列車(chē)6V280ZJ柴油機(jī))和高寒、缺氧、風(fēng)沙大的環(huán)境惡劣地區(qū)和大西北區(qū)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)使用。在正常使用和維修保養(yǎng)情況下缸套使用壽命不小于90萬(wàn)公里，從而延長(zhǎng)使用壽命60％以上，使發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中CO及CH等有害氣體顆粒排放下降15％以上，有利于環(huán)保。
權(quán)利要求
1.一種鑄鐵氮化平臺(tái)網(wǎng)紋氣缸套，在氣缸套內(nèi)孔壁上設(shè)有氮硬化復(fù)合層，復(fù)合層包括疏松層、致密層和擴(kuò)散層，其特征在于在疏松層和致密層上設(shè)有平臺(tái)和溝槽，在平臺(tái)上設(shè)有微溝槽，溝槽與溝槽相互貫通，呈交叉網(wǎng)狀規(guī)則排列；平臺(tái)網(wǎng)紋與氣缸套中心線(xiàn)方向夾角α為100°～150°，在4mm測(cè)量長(zhǎng)度內(nèi)，平臺(tái)網(wǎng)紋的溝槽深度≥4μm的溝槽數(shù)至少有5個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵氮化平臺(tái)網(wǎng)紋氣缸套，其特征在于氮化平臺(tái)網(wǎng)紋的疏松層深度為0.002～0.025mm，硬度為維氏Hv25＝130～390；氮化平臺(tái)網(wǎng)紋致密層深度為0.002～0.025mm，硬度為維氏Hv25＝700～1100；氮化平臺(tái)網(wǎng)紋擴(kuò)散層深度為0.05～0.9mm，在距致密層0.02mm處硬度為維氏Hv100≥350。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵氮化平臺(tái)網(wǎng)紋氣缸套，其特征在于氣缸套在氮化熱處理后，內(nèi)孔表面經(jīng)過(guò)機(jī)械珩磨加工形成平臺(tái)和規(guī)則的交叉網(wǎng)狀溝槽。
全文摘要
本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套技術(shù)領(lǐng)域，在氣缸套內(nèi)孔壁上設(shè)有包括疏松層、致密層和擴(kuò)散層的氮硬化復(fù)合層，在疏松層和致密層上設(shè)有平臺(tái)和溝槽，在平臺(tái)上設(shè)有微溝槽，溝槽與溝槽相互貫通，呈交叉網(wǎng)狀規(guī)則排列；平臺(tái)網(wǎng)紋與氣缸套中心線(xiàn)方向夾角α為100°～150°，在4mm測(cè)量長(zhǎng)度內(nèi)，平臺(tái)網(wǎng)紋的溝槽深度≥4μm的溝槽數(shù)至少有5個(gè)，便于潤(rùn)滑油沿溝槽流動(dòng)沁滲形成高強(qiáng)度油膜，使氣缸套與活塞、活塞環(huán)間潤(rùn)滑性能良好，使機(jī)油消耗降低，高強(qiáng)度的致密層和擴(kuò)散層提高了氣缸套的抗磨粒磨損和抗腐蝕能力，可使氣缸套使用壽命達(dá)90萬(wàn)公里，延長(zhǎng)壽命60％以上，網(wǎng)狀溝槽和1μm支承長(zhǎng)度率的提高，增加了密封效果，從而達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的目的。
文檔編號(hào)F02F1/08GK1415848SQ0214233
公開(kāi)日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月14日
發(fā)明者金鍵, 梁全順 申請(qǐng)人:揚(yáng)州五亭橋缸套有限公司