[發明專利]遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質

有效

• 申請號: 200810020672.3
• 申請日: 2008-02-20
• 公開（公告）號: CN101235761A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 王明泉;張順先;韋斌;高金剛
• 申請（專利權）人: 江蘇愛吉斯海珠機械有限公司
• 主分類號: F02F1/16
• 分類號: F02F1/16
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本發明涉及氣缸套及其氣缸套材質，具體涉及遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質。

背景技術

氣缸套是發動機的心臟部件，其內表面與活塞頂部、活塞環、氣缸蓋底面一起構成了發動機的燃燒室，并引導活塞的往復直線運動。氣缸內表面既是裝配表面又是工作表面，

其加工質量的優劣直接影響到發動機的裝配性能和使用性能。目前，國內遠洋船舶發動機氣缸套存在以下問題：①國內產業加工水平低，缸套內壁采用普通珩磨網紋，潤滑和減摩效果較差，缸套使用壽命短，發動機能耗高，排放超標；

②發動機在工作時作功過程中燃燒室的工作溫度達1000℃以上，熔熾磨損極易產生積碳，造成磨粒磨損，缸套產生的早磨縮短了缸套的使用壽命，嚴重加大了價格十分昂貴的遠洋船舶發動機氣缸套的維修費用；③現有遠洋船舶發動機氣缸套大多數以高磷鑄鐵、硼鑄鐵、釩鈦鑄鐵、低合金鑄鐵等為材質，雖然在配方中也采用了一些合金元素，但材料的綜合力學性能低，強度和硬度低，耐磨性能差，產品壽命短，難以滿足遠洋船舶發動機的需求；另一方面船用柴油機長時間在海洋環境中遠行，零件易被穴蝕，要求氣缸套耐穴蝕性能好、精度高、振動小，現有的氣缸套材質尚不能完全滿足要求。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質，采用本發明的氣缸套材質制造氣缸套，改善氣缸套的機械性能和金相組織，增強耐磨性，加大儲油性能，提高發動機使用性能，延長使用壽命，降低能源消耗，尾氣達標排放減少污染保護環境。

本發明的技術解決方案是：在氣缸套的上端面與下端面之間的缸套外壁上依次有支承肩、上水套壁、上支承面、下水套壁、下支承面、下腰帶和裙部，在臨近氣缸套上端面的外壁處設支承肩，在支承肩下方的氣缸套外壁上間隔設上支承面和下支承面形成上水套壁和下水套壁，在下支承面的下方的氣缸套外壁上設下腰帶和裙部，裙部靠近氣缸套的下端面，在氣缸套的內表面上分布平臺網紋，所述的平臺網紋由小平臺和深溝槽組成，其特征在于：在氣缸套的內表面的上端位于燃燒室部位鑲入式安裝耐高溫環。

本發明的遠洋船舶發動機氣缸套，在下腰帶上設一組封水槽，封水槽內安裝O型密封圈。

本發明的氣缸套材質由以下組份重量百分比組成：C2.9～3.1、Si?1.8～2.2、Mn?0.7～0.9、P?0.1～0.15、S?0.01～0.04、Mo?0.3～0.5、Cu?0.7～0.9、Ni?0.3～0.4、Cr?0.25～0.45、Sb?0.2～0.5、Ti?0.035～0.045、Fe?90.815～92.705。

本發明的氣缸套的合成方法是：首先合金按比例配料且熔煉；然后依傳統工藝進行澆注、粗加工、精加工等工序。本發明具有以下優點：1、在該燃燒室部位鑲入式安裝耐高溫環，可以克服熔熾磨損產生的積碳，延長氣缸套使用壽命，增強了遠洋船舶發動機的安全性；2、加入適量的Sb可明顯減小石墨尺寸。因Sb具有阻礙碳原子擴散的功能，其石墨為均勻分布的細片狀A型石墨。Sb熔化潛熱較大，加入Sb時將會引起鐵水微區溫度起伏，溫度起伏能夠促使石墨核心增加。在液態時，Sb與Fe之間具有良好的潤濕性，附著力很大。因此，Sb與Fe將形成FeSb2等金屬間化合物。隨著結晶溫度的下降，Sb沿奧氏體-熔體界面優先聚集，從而促使石墨核心的生成。由于Sb與Fe的原子半徑相差較大，是Fe的1.38倍，Sb要分布在Fe的近程有序結構中，會引起較大的畸變。所以Sb最有利的分布位置是在原子排列混亂的地方，即石墨的周圍。由于Sb在石墨周圍的富集，影響了界面前沿碳原子的擴散速度和在石墨上的沉積速度，從而阻礙石墨生長，形成較為均勻分布的A型細片狀石墨。在氣缸套材料成分中加入Sb元素有效的增強金相組織的致密性，顯著地增強了機械性能，提高了硬度和抗拉強度，增強了耐磨性和抗穴蝕性能，延長了氣缸套的使用壽命；3、運用先進的合金化技術，以高合金鑄鐵為缸套材料，改善材料的顯微組織和表面狀態，提高缸套材料的力學性能、耐磨性和耐腐蝕性能；4、采用平臺網紋技術，改善氣缸套的內表面在運行過程中的潤滑效果，提高缸套使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為圖1的平臺網紋示意圖。

圖中：1.支承肩上端面，2.支承肩，3.支承肩下端面，4.上水套壁，5.上支承面，6.下水套壁，7.內表面，8.平臺網紋，9.下支承面，10.下腰帶，11.封水槽，12.O型密封圈，13.裙部，14.耐高溫環，15.小平臺，16.深溝槽。