[發明專利]利用等離子體噴涂工藝來修復氣缸運行表面的工藝

在審

• 申請號: 201210477162.5
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN103132009A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 馬克·羅伯特·西歐克;L·施拉姆;沃爾夫岡·皮尤特茲;克萊門斯·瑪麗亞·韋普特
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: C23C4/18
• 分類號: C23C4/18;C23C4/02
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧

本申請要求于2011年11月22日提交的DE?10?2011?086803.8號申請的外國優先權權益，該申請通過引用全部包含于此。

技術領域

本發明涉及一種利用等離子體噴涂工藝來修復內燃機的磨損的氣缸套的工藝。

背景技術

已知的是，通過執行電弧絲噴涂利用鐵合金來涂覆鑄鋁發動機缸體的氣缸支承面。已知的電弧絲噴涂工藝包括雙絲電弧噴涂(TWAS)工藝，其中，以使電流跨過絲材傳輸的方式將兩個絲材喂入到噴涂頭中。

還可通過等離子體噴涂的方式來涂覆涂層，其中，使金屬粉末或填充焊絲熔化并以金屬氮化物化合物的方式將氮氣喂入到材料混合物中，從而使涂層硬化。

現在的內燃機及其發動機缸體可由金屬或輕金屬(例如鋁)鑄造而成，具體地，鋁缸體具有在其缸孔上的鐵或金屬涂層。可通過熱處理來噴涂金屬涂層。上面描述的工藝是已知的熱噴射工藝。通過等離子體噴涂工藝的方式來涂覆缸孔的優勢在于，因為它由此能夠產生對減少發動機的磨損因素和對延長發動機的使用壽命產生積極影響的涂層，而且與通過灰鑄鐵合金的方式提供的傳統的內襯相比，該發動機具有相對低的油耗。

然而，現在的例如由輕金屬生產的發動機缸體仍然具有由鑄鐵金屬合金制造(例如由灰鑄鐵制造)的內襯，從而在例如上止點區域中以及缸套的其它區域中發生例如明顯的磨損。如果發生這種磨損，則可能需要進行嘗試來提供修復措施，或者更換受損缸體；這不僅非常昂貴，而且還對整個動力傳動系統具有不利影響，這是由于更換的組件可能不與現有的組件立即配合，并且在特定的情況下，需要漫長的設置工作。

美國專利申請US2011030663A1教導了通過熱噴涂方式的有效的和經濟的修復會由于與缸套的軸向端部相鄰的鋁唇(lip)并且由于鋁唇與缸套上的將被涂覆的表面區域之間的區域而變得復雜。US2011030663A1還公開了利用錘子或沖擊刷僅對缸套運行表面的磨損區域進行機械加工，在這種情況下，相鄰區域可能未損害或被機械加工，并且可保持為例如珩磨狀態。因此，在缸套中產生了包括不同材料的區域，并且這些區域使得更加難以進行均勻的機械加工。

發明內容

在這里公開的實施例中，一種修復缸套的損壞區域的方法包括：對損壞區域進行機械加工以產生厚度減小的區域；使厚度減小的區域的表面粗糙化；將涂層涂覆到厚度減小的區域以及與厚度減小的區域相鄰的未機械加工區域；對涂層進行精加工以產生期望的內徑，涂層基本上完全地從未機械加工的表面去除。

涂層還可軸向地延伸超過未機械加工區域，以涂覆發動機缸體的與缸套的軸向端部緊鄰的唇部。

可通過諸如等離子體傳輸電弧絲涂覆工藝的等離子體噴涂工藝來涂覆涂層。

機械加工步驟可在厚度減小的區域和未機械加工區域之間形成有角度的或者倒角的過渡部。

粗糙化的步驟可包括錘刷工藝。

精加工的步驟可包括珩磨。

在這里公開的另一實施例中，一種修復容納在發動機缸體中的缸套的損壞區域的方法包括：對損壞區域進行機械加工，以產生厚度減小的區域，厚度減小的區域在未達到缸套的軸向端部處停止并使缸套的鄰近該軸向端部的部分成為未機械加工區域；使厚度減小的區域的表面粗糙化；將涂層涂覆到厚度減小的區域區，涂層延伸至缸套的與厚度減小的區域相鄰的缸套的未機械加工區域上；對涂層進行精加工，以產生與在涂覆涂層之前的未機械加工區域的直徑相等的期望的內徑。

涂層還可以軸向地延伸到發動機缸體的與缸套的軸向端部緊鄰的唇部上。

可以通過等離子體傳輸電弧絲涂覆工藝來涂覆所述涂層。

機械加工的步驟可以在厚度減小的區域和未機械加工區域之間產生過渡部。

過渡部可以是內倒角。

粗糙化的步驟可以包括錘刷工藝。

精加工步驟可以包括珩磨。

在這里公開的又一實施例中，一種修復容納在發動機缸體中的缸套的內表面的方法包括：從內表面去除材料，以產生厚度減小的區域，厚度減小的區域相對于氣缸軸向地延伸，并且在未達到缸套的端部處停止，從而在厚度減小的區域和缸體的端部之間留有初始直徑區域；使厚度減小的區域的表面粗糙化；將涂層涂覆到初始直徑區域的至少一部分和厚度減小的區域；對涂層進行精加工，以產生與涂覆涂層之前的初始直徑區域的初始內徑相等的均勻的內徑。

涂層還可以軸向地延伸到發動機缸體的與缸套的端部緊鄰的唇部上。

可以通過等離子體傳輸電弧絲涂覆工藝來涂覆涂層。

粗糙化步驟可以包括錘刷工藝。

精加工步驟可以包括珩磨。