不鏽鋼薄壁高耐磨氣缸套的製作方法

2023-04-23 20:29:46

專利名稱：不鏽鋼薄壁高耐磨氣缸套的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車零部件，特別涉及汽車發動機的氣缸套。
背景技術：
氣缸套是一種重要的汽車發動機的零部件，在工作過程中由於活塞環和氣缸套之間處於高速度、長時間的摩擦狀態，因此要求有較好的耐磨性能，同時，由於氣缸套的壁厚直接影響到氣缸的有效容積和輸出功率，所以希望氣缸套有較小的壁厚。早期的氣缸套由鑄鐵製造，壁厚較大，耐磨性差，20世紀70年代起，低碳鋼薄壁鍍鉻氣缸套開始得到了廣泛應用。這種氣缸套的結構是，其主體為圓筒狀的外園1，外園1的一端有外折的軸肩2，外園1和軸肩2的材質均為低碳鋼(一般採用20#-25#低碳鋼)，外園1的內表面有金屬鉻的鍍層3，如圖1所示。由於鉻的耐磨性較好，低碳鋼相對於鑄鐵有較高的強度，所以汽車發動機的壽命和輸出功率都得到了一定程度的提高。但是，這種氣缸套還存在著以下缺點一、由於低碳鋼的硬度和屈服強度較低，使用過程中容易發生蠕變，導致氣缸套變長，影響了使用壽命，也無法進一步減小壁厚；二、鍍鉻層和基體之間由於硬度的差異較大，存在一個硬度的突變界面，兩者的附著力受到較大影響，除影響鍍層的壽命外，還對鍍鉻層的硬度構成制約。總之，上述缺點的存在不利於提高氣缸套的耐磨性能和使用壽命。

發明內容
本發明的目的是提供一種不鏽鋼薄壁高耐磨氣缸套，它具有較高的耐磨性能、較小的壁厚和較長的使用壽命。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種不鏽鋼薄壁高耐磨氣缸套，其主體為圓筒狀的外園，外園的一端有向外折成直角的軸肩，其特徵是外園和軸肩的材質為不鏽鋼，外園基體從內表面開始自內向外有一滲氮層。
上述技術方案中所說的滲氮層可以是碳氮共滲層。
上述技術方案中所說的滲氮層的深度為0.05-0.09毫米。
上述技術方案的基本思路是，使用硬度和屈服強度較高的不鏽鋼代替低碳鋼，能夠有效地防止蠕變，從而可以進一步減小壁厚，延長使用壽命；取消鉻鍍層，使用滲氮層的理由是，由於滲氮層的氮含量是從內表面開始自內向外逐漸變化，所以硬度也是逐漸變化的，這樣就把現有技術中硬度的突變改變為逐漸變化，從而克服鉻鍍層容易脆裂或脫落的缺點，並且可以大幅度提高氣缸套內表面的硬度和耐磨性能。
本發明的優點是，一、有較好的抗蠕變能力；二、內表面硬度較大，有較高的耐磨性和較長的使用壽命；三、壁厚較小，有利於提高發動機的輸出功率。


圖1是現有技術的結構示意圖。
圖2是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例作進一步說明。
實施例是應用於五十鈴4JB1發動機的不鏽鋼薄壁高耐磨氣缸套，其主體為圓筒狀的外園1，外園1的一端有向外折成直角的軸肩2，外園1的直徑約為95毫米，軸肩2的寬度約為4毫米，如圖2所示。外園1和軸肩2的基體材質採用不鏽鋼1Cr18Ni9Ti或1Cr18Ni9，外園基體從內表面開始自內向外有一氮含量逐漸減少的滲氮層4。滲氮層的深度為0.05-0.09毫米。本發明的製造加工方法和現有技術基本相同，只是增加了一步滲氮工藝，該工藝可通過普通的的氣體或液體滲氮爐來完成。經過對比試驗，本發明的不鏽鋼薄壁高耐磨氣缸套和現有的低碳鋼鍍鉻氣缸套比較，壁厚可由1毫米減為0.5毫米，內表面硬度由HV750提高到HV1100，耐磨性和使用壽命均有顯著提高。具體的測試數據如下一、低碳鋼鍍鉻氣缸套基體材質20#低碳鋼硬度HB156伸長率25％屈服強度410Mpa最小壁厚1mm鍍鉻層厚度0.05mm鍍鉻層硬度HV750二、不鏽鋼薄壁高耐磨氣缸套基體材質1Cr18Ni9Ti不鏽鋼硬度HB187伸長率40％屈服強度539Mpa最小壁厚0.5mm滲氮層表面硬度HV1100。
權利要求
1.一種不鏽鋼薄壁高耐磨氣缸套，其主體為圓筒狀的外園，外園的一端有向外折成直角的軸肩，其特徵是外園和軸肩基體的材質為不鏽鋼，外園基體從內表面開始自內向外有一滲氮層。
2.根據權利要求1所述的不鏽鋼薄壁高耐磨氣缸套，其特徵是所說的滲氮層可以是碳氮共滲層。
3.根據權利要求1所述的不鏽鋼薄壁高耐磨氣缸套，其特徵是所說的滲氮層的深度為0.05-0.09毫米。
全文摘要
本發明是一種不鏽鋼薄壁高耐磨氣缸套，其主體為圓筒狀的外圓，外圓的一端有向外折成直角的軸肩，外圓和軸肩基體的材質為不鏽鋼，外圓基體從內表面開始自內向外有一滲氮層，由於以不鏽鋼取代低碳鋼，以滲氮層取代鉻鍍層，和現有技術比較，耐磨性和使用壽命顯著提高，而且壁厚減小，有利於提高發動機的輸出功率。
文檔編號C23C8/06GK1719016SQ20041002444
公開日2006年1月11日 申請日期2004年7月7日 優先權日2004年7月7日
發明者王培耿 申請人:王瑤