一種汽車發動機缸套的製作方法
2023-06-25 11:31:06
專利名稱：一種汽車發動機缸套的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於汽車發動機技術領域，涉及一種汽車發動機缸套。
背景技術：
隨著生活水平的提高、汽車的普及，人們對汽車的性能提出了越來越高的要求，而汽車發動機的功率也越來越高。缸套作為汽車發動機中活塞往復運動重要的接觸部件之一，隨著平均往復運動速度的提高，其耐磨性變得尤為重要，並且作為發動機燃燒室的組成部件之一，常與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，長期處於「溼熱」腐蝕性環境下工作。在發動機點火時,氣體爆燃瞬間溫度高、壓力大，因此,缸套一直處於一種高溫、高壓、高腐蝕、高磨損的惡劣環境中工作。目前的缸套普遍採用在缸套內壁上鍍鉻的方式來減少磨損，提高壽命，但是現階段該減磨方式漸漸無法滿足發動機對缸套的苛刻要求。
·[0003]中國實用新型專利申請(申請號201020661678. I)公開了一種等離子缸套，包括缸體、缸體內壁、外壁上均有鈍化膜。通過結構簡單的鈍化膜起到保護缸套不受油性液體腐蝕，提高缸套的使用壽命。該實用新型雖然能夠增強缸套的抗腐蝕性，但是由於缸套的工作環境惡劣，該專利仍然沒有對缸套的耐磨性做出改善。且由於缸套的工作環境日益惡劣，該專利所述的缸套所具有的耐磨性能也以及逐漸無法滿足人們提高發動機經濟性的渴求。
發明內容本實用新型的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種汽車發動機缸套，該汽車發動機缸套在提高抗腐蝕性能的同時能夠提高耐磨性。本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現一種汽車發動機缸套，活塞在該缸套內做往復直線運動，其特徵在於，所述缸套的內壁上設有鈦基硬質合金層，所述缸套的內壁與鈦基硬質合金層之間設有氮化物層。缸套呈圓筒形，活塞在裡面做往復直線運動。在缸套的內壁上先設置一層氮化物層，以提高耐高溫性能和硬度，再在氮化物層上設置一層鈦基硬質合金層，鈦基硬質合金抗腐蝕、耐高溫，且耐磨損，因此，提高了缸套整體的耐腐蝕、耐高溫、耐磨損性能。所述的氮化物層為氮化鉻塗層。氮化鉻具有高熔點、高硬度、高化學穩定性等優點，其設置在缸套內能夠提高缸套的耐高溫、耐腐蝕性能。所述的氮化鉻塗層通過熱噴塗方式設置在缸套內壁上。通過將融化的氮化鉻噴射在缸套內壁，從而形成噴塗層。所述的氮化鉻塗層的厚度為Ium 5um。根據缸套所處工作環境所產生的溫度、壓力以及腐蝕情況，厚度小於Ium時，無法滿足耐溫度、抗腐蝕的要求，厚度大於5um時，成本過高，造成浪費，氮化鉻塗層的厚度為Ium 5um時能夠滿足性能要求。所述的氮化鉻塗層的厚度為3um。綜合考慮缸套所處工作環境所產生的溫度、壓力、腐蝕情況以及缸套成本問題，氮化鉻塗層的厚度為3um時效果較佳。所述的鈦基硬質合金層通過噴塗方式設置在氮化鉻塗層上。鈦基硬質合金通過PVD即物理氣相沉澱的工藝噴塗到氮化鉻塗層上，該方法實現的塗層具有高硬度、摩擦係數低、耐磨損以及抗腐蝕的優點,再結合鈦基硬質合金自身的性能,從而提高缸套整體的耐磨損、抗腐蝕性能。所述的鈦基硬質合金層的厚度為Ium 5um。根據缸套所處工作環境所產生的溫度、壓力以及腐蝕情況，厚度小於Ium時，無法滿足耐磨損、耐溫度、抗腐蝕的要求，厚度大於5um時,成本過高,造成浪費,鈦基硬質合金層的厚度為Ium 5um時能夠滿足性能要求。所述的鈦基硬質合金層的厚度為3um。綜合考慮缸套所處工作環境所產生的磨損、腐蝕、溫度情況以及缸套成本問題，鈦基硬質合金層的厚度為3um時效果較佳。與現有技術相比，本汽車發動機缸套具有以下優點1、PVD噴塗方法具有高效率化、沉積速度快、可使用合金靶材等優點。2、由於缸套內壁設有氮化鉻塗層及鈦基硬質合金層，所以具有耐高溫、耐高壓和 耐腐蝕的優點。3、多層噴塗，可獲得兩種不同材料的綜合性能，滿足磨粒磨損及衝蝕磨損等的使用要求；多層薄膜還具有「應力阻擋」作用，可降低表面與次表面的最大應力，從而具有較高的承載能力；多層薄膜中多個與基材表面平行的界面，使得差排移動困難，有效地抑制裂紋的產生和擴展，提高鍍層硬度和韌性。
圖I是本汽車發動機缸套結構剖視圖。圖中，I、缸套；2、氣化絡塗層；3、欽基硬質合金層。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型並不限於這些實施例。如圖I所示，一種汽車發動機缸套，缸套I呈圓筒形，採用灰鑄鐵材料，活塞在該缸套I內做往復直線運動。缸套I的內壁上設有鈦基硬質合金層3，鈦基硬質合金抗腐蝕、耐高溫，且耐磨損，能夠滿足直接與活塞及油汽接觸所需的性能要求。缸套I的內壁與鈦基硬質合金層3之間設有氮化物層，以提高耐高溫性能和硬度。具體來說，氮化物層為氮化鉻塗層2，並通過熱噴塗方式設置在缸套I內壁上。氮化鉻具有高熔點、高硬度、高化學穩定性等優點，通過將融化的氮化鉻噴射在缸套I內壁，從而形成氮化鉻塗層2能夠提高缸套I的耐高溫、耐腐蝕性能。根據缸套I所處工作環境所產生的溫度、壓力以及腐蝕情況，氮化鉻塗層2的厚度小於Ium時，無法滿足耐溫度、抗腐蝕的要求，厚度大於5um時，成本過高，造成浪費。因此，綜合考慮缸套I所處工作環境所產生的溫度、壓力、腐蝕情況以及缸套I成本問題，本實施例中的氮化鉻塗層2的厚度為3um時效果較佳。鈦基硬質合金層3通過PVD即物理氣相沉澱的工藝噴塗到氮化鉻塗層2上，該方法實現的塗層具有高硬度、摩擦係數低、耐磨損以及抗腐蝕的優點，再結合鈦基硬質合金自身的性能，從而提高缸套I整體的耐磨損、抗腐蝕性能。根據缸套I所處工作環境所產生的溫度、壓力以及腐蝕情況，鈦基硬質合金層3的厚度小於Ium時，無法滿足耐磨損、耐溫度、抗腐蝕的要求，厚度大於5um時，成本過高，造成浪費。因此，綜合考慮缸套3所處工作環境所產生的磨損、腐蝕、溫度情況以及缸套成本問題,本實施例中的鈦基硬質合金層3的厚度為3um時效果較佳，能夠在提高缸套I耐腐蝕性的同時提高缸套I的耐磨損性能和耐高溫性能。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。儘管本文較多地使用了缸套I、氮化鉻塗層2、鈦基硬質合金層3等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。·
權利要求1.一種汽車發動機缸套，活塞在該缸套(I)內做往復直線運動，其特徵在於，所述缸套(I)的內壁上設有鈦基硬質合金層(3)，所述缸套(I)的內壁與鈦基硬質合金層(3)之間設有氮化物層。
2.根據權利要求I所述的汽車發動機缸套，其特徵在於，所述的氮化物層為氮化鉻塗層⑵。
3.根據權利要求2所述的汽車發動機缸套，其特徵在於，所述的氮化鉻塗層(2)通過熱噴塗方式設置在缸套內壁上。
4.根據權利要求3所述的汽車發動機缸套，其特徵在於，所述的氮化鉻塗層(2)的厚度為 Ium 5 um ο
5.根據權利要求4所述的汽車發動機缸套，其特徵在於，所述的氮化鉻塗層(2)的厚度為 3um。
6.根據權利要求2或3或4或5所述的汽車發動機缸套，其特徵在於，所述的鈦基硬質合金層(3)通過噴塗方式設置在氮化鉻塗層(2)上。
7.根據權利要求6所述的汽車發動機缸套，其特徵在於，所述的鈦基硬質合金層(3)的厚度為Ium 5um。
8.根據權利要求7所述的汽車發動機缸套，其特徵在於，所述的鈦基硬質合金層(3)的厚度為3um。
專利摘要本實用新型提供了一種汽車發動機缸套，屬於汽車技術領域。它解決了現有的汽車發動機缸套耐磨性能、抗腐蝕性能差的問題。本汽車發動機缸套，包括缸套的內壁上設有鈦基硬質合金層，缸套的內壁與鈦基硬質合金層之間設有氮化物層。本汽車發動機缸套通過氮化物層和鈦基硬質合金層來提高缸套的耐磨性和抗腐蝕性。
文檔編號C23C4/04GK202578927SQ20122012378
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月29日 優先權日2012年3月29日
發明者朱瓊花, 袁爽, 沈源, 由毅, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司