[發(fā)明專利]一種缸套及缸套內(nèi)孔表面處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310583847.2
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103834851A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王季明;張彩霞;劉慶豐;雷敬茂
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊金剛凱源動力科技有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C37/08;C21D9/00;C21D5/00;C21D1/10;C23C8/00;C23F17/00
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種缸套內(nèi)孔的表面處理方法，屬于內(nèi)燃機(jī)及其零部件制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

汽缸套是主要用于汽油機(jī)、柴油機(jī)、工程機(jī)械、水泵等內(nèi)燃機(jī)中的關(guān)鍵零部件，它的質(zhì)量狀況很大程度上決定了內(nèi)燃機(jī)的大修周期。在氣缸套的眾多種類中，鑄鐵缸套的使用量還是最大的。但國內(nèi)的工程車輛的工作環(huán)境條件惡劣，工地上多粉塵，發(fā)動機(jī)的工作轉(zhuǎn)速變化幅度大，致使缸套的磨損嚴(yán)重，壽命較短。為解決上述問題，提高缸套的耐磨性，目前一般的方法是將鑄造成型的缸套毛坯經(jīng)過粗加工后進(jìn)行采用高頻、激光、鹽浴等淬火處理方法提高缸套內(nèi)表面的硬度，然后進(jìn)行精加工，將缸套內(nèi)表面經(jīng)過珩磨、拋光等手段降低其表面粗糙度?；蛘咄ㄟ^鍍鉻等電鍍方法提高表面硬度，還有一些技術(shù)（如申請?zhí)枮?00920299518.4、201120308085.1的中國專利文獻(xiàn)）是通過在缸套內(nèi)表面滲鍍一層復(fù)合陶瓷薄膜，來達(dá)到提高了缸套的韌性、耐磨性、減磨性、抗氧化性和耐腐蝕性，延長了缸套的使用壽命的目的。

這些技術(shù)手段主要是從提高缸套內(nèi)表面的硬度入手，通過提高硬度而提高耐磨性，但是硬度的提高是有限的，因此缸套的耐磨性和壽命的提高也不會特別巨大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種缸套內(nèi)孔的表面處理方法，使缸套內(nèi)孔具有良好的耐磨性和減磨性，提高汽缸套的可靠性，能夠在惡劣環(huán)境條件下，延長汽缸套的使用壽命。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種缸套，由含Cr、Mo、Cu、Ni的多元低合金鑄鐵材料制成，所述缸套的內(nèi)表面由內(nèi)側(cè)的硬化層和表面的硫化層構(gòu)成，硬化層的硬度為46～50HRC，硬化層的厚度為0.4～2.6ｍｍ，硫化層厚度為0.001～0.005mm，硫化層表面的摩擦系數(shù)小于等于0.05。

一種缸套內(nèi)孔表面處理方法，包括對缸套內(nèi)孔表面的淬火處理方法和對缸套內(nèi)孔表面的精加工方法，在對缸套內(nèi)孔表面進(jìn)行淬火處理和精加工后，再進(jìn)行硫化處理。

本發(fā)明的處理方法進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述淬火處理是采用高頻淬火工藝。

本發(fā)明的處理方法進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述高頻淬火工藝的處理頻率為200～250KHz，使缸套硬化層的硬度為46～50HRC，硬化層的厚度為0.4～2.6ｍｍ。

本發(fā)明的處理方法進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述硫化處理的硫化溫度為180±10℃，保溫時間為2小時，硫化層厚度為0.001～0.005mm。

????本發(fā)明的處理方法進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述缸套的材料為含Cr、Mo、Cu、Ni的多元低合金鑄鐵；材料的金相組織為在主要為珠光體的基體組織中均勻分布石墨，石墨的主體形狀為A?型石墨，石墨的大小為3～7級，缸套材料的硬度為220～260HB，抗拉強(qiáng)度≥241Mpa。

本發(fā)明的處理方法進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述A?型石墨的含量≥90%；基體組織中允許有磷共晶、少量碳化物及游離鐵素體，其中游離鐵素體數(shù)量小于等于金相顯微鏡視場面積的5%。

本發(fā)明的處理方法進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述缸套的材料的化學(xué)成分及其重量百分含量為Ｃ?2.5~3.5％、Si?1.5～2.6%、Mn?0.4～1.0%、P≤0.1%、S≤0.1%、Cr≤0.3%且不為零、Ni≤0.9%且不為零、Cu≤1%且不為零、Mo≤0.2%且不為零、Sn?0.04～0.1%。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是：

采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的缸套內(nèi)表面的外層是硫化層，具有減磨作用，內(nèi)層是針狀馬氏體和A型石墨組成的耐磨層，具有較高的硬度，采用本發(fā)明生產(chǎn)的缸套可以縮短缸套磨合時間，延長缸套使用壽命，尤其適用于中、重型柴油發(fā)動機(jī)。

本發(fā)明通過對現(xiàn)有汽缸套內(nèi)孔結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，對內(nèi)孔進(jìn)行高頻淬火硬化處理后，缸套內(nèi)孔表面硬度達(dá)到46～50HRC，提高一倍以上，而淬火硬化層的厚度在0.4mm時，硬化層的抗磨抗壓能力進(jìn)一步增強(qiáng)，抗壓延長缸套使用壽命3倍以上。精加工后再進(jìn)行硫化處理，厚度只需在0.001～0.005mm之間，硫化處理后缸套內(nèi)表面的摩擦系數(shù)可由未硫化處理前的0.15減小到硫化處理后的0.05，可以減少缸套表面的摩擦系數(shù)1/3以上。內(nèi)層抗磨外層減磨的表面處理組織,?可以減少缸套在高溫條件和潤滑不足的情況下，缸套的抗擦傷性能。硫化層的主要成分是FeS,?FeS是密排六方結(jié)構(gòu)，近似與石墨組織，可以降低摩擦系數(shù)，并且有良好的遷移性，可以填平補(bǔ)齊缸套內(nèi)孔摩擦表面，起固體潤滑劑的作用，可進(jìn)一步縮短缸套磨合時間。