[發明專利]強化氣缸套的方法

無效

• 申請號: 201210499399.3
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103014313A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張亮亮;曾應鴿;李育飛;宜娜
• 申請（專利權）人: 河南省中原內配股份有限公司
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C21D9/14
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

技術領域

本發明涉及氣缸套領域，尤其是一種用來解決氣缸套在退刀槽處斷缸問題或支撐肩斷裂問題的強化氣缸套的方法。

背景技術

氣缸套是發動機的關鍵零件之一，處于發動機的“心臟”部位，氣缸套與活塞、氣缸蓋共同組成密閉的氣缸工作空間。氣缸套的可靠性直接決定發動機的可靠性，在氣缸套失效模式中，支承肩斷裂是一項很危險的失效，輕者損壞活塞及活塞環，重者連缸體、缸蓋及連桿都損壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種通過激光沖擊強化氣缸套退刀槽來顯著提高氣缸套機械性能，有效地防止氣缸套在使用期間因斷缸而失效的強化氣缸套的方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種強化氣缸套的方法，利用激光沖擊氣缸套上支撐肩后側的退刀槽槽底圓角所形成的弧面。

激光沖擊所述弧面前，弧面里外依次設有能量吸收層和約束層，激光沖擊時，激光沖擊的技術參數如下：波長為1054nm，輸出光發散度θ≤1.7mrad，脈沖能量~42J，激光功率密度為10.6～16.9GW/cm2，激光脈沖寬度FWHM為23ns，輸出不穩定性≤±10%，激光光斑直徑為5mm，光斑搭接面積不超過激光束光斑面積的1/5。

激光功率密度為10.6GW/cm2時，為單次沖擊。

所述能量吸收層為厚度2mm的黑漆層，約束層為厚度3mm的流水層。

所述氣缸套設置在旋轉工作臺上，激光沖擊氣缸套時，進行激光沖擊的激光沖擊裝置固定不動，工作臺帶動氣缸套轉動，氣缸套的轉速為3°/s。

本發明所述的強化氣缸套的方法，具有如下優點：經激光沖擊后氣缸套沖擊部位的表層晶粒細化金相組織，顯微硬度得以顯著提高，其顯微硬度高達500HV，激光沖擊強化后退刀槽圓角處的應力分布得以改善，殘余應力由拉應力轉變為壓應力，其平均值高達-380MPa，從而有效地減少了微裂紋的產生，提高了氣缸套的壽命。萬能材料試驗機檢測氣缸套壓潰力大于等于300KN,相對于滾壓強化壓潰力提高40%，且激光沖擊具有操作簡便，易于實現自動化操作等優點。

附圖說明

圖1是本發明沖擊部位的結構示意圖；

圖2是激光沖擊時沖擊表面的結構示意圖；

圖3是激光沖擊前氣缸套沖擊部位的金相組織示意圖；

圖4是激光沖擊后氣缸套沖擊部位的金相組織示意圖。

具體實施方式

由圖1所示的強化氣缸套的方法，利用激光沖擊氣缸套1上支撐肩2后側的退刀槽4槽底圓角所形成的弧面3。支撐肩2位于氣缸套1的前端，退刀槽4位于氣缸套1上支撐肩2的后側，退刀槽4的后側為氣缸套1的上環帶。退刀槽4的截面為夾角狀，退刀槽4槽底圓角形成的弧面3為圓弧面，該弧面3也為環繞氣缸套周圈的圓環形弧面，該弧面3即為沖擊部位。

所述的氣缸套1離心鑄造的鑄態貝氏體材質，其金相組織如圖3所示，其具有較高強度、耐磨性。其化學成份：C=（2.80~3.40）%，Si=（1.90~2.60）%，Mn=（0.50~1.00）%，S＜0.12%，P＜0.30%，Cr=（0.20~0.40）%，Cu=（0.40~0.80）%，Ni=（0.20~0.70）%，Mo=（0.20~0.70）%。力學性能：抗拉強度σ_b≥400MPa，硬度為（285~330）HB。金相組織：A型石墨+貝氏體+少量殘奧。

進行激光沖擊的激光沖擊裝置采用釹玻璃激光器，激光沖擊裝置包括四個組成部分：（1）高功率釹玻璃激光系統；（2）激光電源系統；（3）激光能源系統；（4）導光臂與激光沖擊頭系統。由于激光沖擊裝置為現有技術，故不詳細敘述。