[發明專利]發動機挺柱及其制備方法

有效

• 申請號: 201410658061.7
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104525860B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 許云華;趙娜娜;盧正欣;鐘黎聲;梁淑華;燕映霖;葉芳霞;王娟;鄒軍濤;肖鵬
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;B22D18/06;B22D19/00;C23C8/64;F01L1/16
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 李娜

1.一種發動機挺柱，在其工作面具有耐磨涂層，其特征在于：所述耐磨涂層為TiC致密陶瓷層，其中，所述TiC致密陶瓷層為準單晶相，所述準單晶相是指，介于多晶相與單晶相之間，相較于多晶相，晶向一致性高、晶界減少，并且原子排列比較有序的顯微組織，

沿TiC致密陶瓷層縱向剖面，其厚度為70-200μm；TiC的體積分數大于80％；TiC致密陶瓷層粒徑為8-50μm。

2.如權利要求1所述的發動機挺柱，其特征在于：沿TiC致密陶瓷層縱向剖面的所述厚度為100-200μm；所述TiC的體積分數大于90％；TiC致密陶瓷層粒徑為10-50μm。

3.如權利要求2所述的發動機挺柱，其特征在于：沿TiC致密陶瓷層縱向剖面的所述厚度為120-200μm。

4.一種發動機挺柱，在其挺柱內腔表面具有梯度復合涂層，其特征在于：所述梯度復合涂層為碳化物涂層，包括依次呈梯度分布的TiC致密陶瓷層、微米TiC陶瓷層、TiC與基體的融合層，其中，所述TiC致密陶瓷層為準單晶相，所述準單晶相是指，介于多晶相與單晶相之間，相較于多晶相，晶向一致性高、晶界減少，并且原子排列比較有序的顯微組織；

沿TiC致密陶瓷層縱向剖面，其厚度為70-200μm；TiC的體積分數大于80％；TiC致密陶瓷層粒徑為8-50μm。

5.如權利要求4所述的發動機挺柱，其特征在于：沿TiC致密陶瓷層縱向剖面，其所述厚度為100-200μm；所述TiC的體積分數大于90％；所述TiC致密陶瓷層粒徑為10-50μm。

6.如權利要求5所述的發動機挺柱，其特征在于：沿TiC致密陶瓷層縱向剖面，其所述厚度為120-200μm。

7.如權利要求4-6之一所述的發動機挺柱，其特征在于：沿微米TiC陶瓷層縱向剖面，其厚度為50-150μm；TiC的體積分數大于80％；TiC的粒徑為5-15μm。

8.如權利要求7所述的發動機挺柱，其特征在于：沿微米TiC陶瓷層縱向剖面，其所述厚度為70-150μm；所述TiC的體積分數大于90％；所述TiC的粒徑為6-12μm。

9.如權利要求8所述的發動機挺柱，其特征在于：沿微米TiC陶瓷層縱向剖面，其所述厚度為80-150μm；所述TiC的粒徑為8-10μm。

10.如權利要求4-6,8-9之一所述的發動機挺柱，其特征在于：沿TiC與基體的融合層的縱向剖面，其厚度為50μm-200μm；其中TiC的體積分數為20％-80％；該融合層中TiC的粒徑為1-10μm。

11.如權利要求4-6,8-9之一所述的發動機挺柱，其特征在于：梯度復合涂層總厚度為170-550μm。

12.如權利要求11所述的發動機挺柱，其特征在于：所述梯度復合涂層總厚度為300-550μm。

13.如權利要求4-6,8-9,12之一所述的發動機挺柱，其特征在于：組織根據熱處理不同為珠光體、馬氏體、鐵素體、貝氏體、奧氏體和索氏體中的一種或幾種。

14.如權利要求13所述的發動機挺柱，其特征在于：該梯度復合涂層被施加于碳鋼表面。

15.一種如權利要求1-3之一所述發動機挺柱的制備方法，其特征在于，內腔表面具有耐磨涂層，包括如下步驟：

1)先準備一鈦板；

2)按照發動機挺柱尺寸，用聚苯乙烯泡沫塑料制作發動機挺柱消失模；

3)按照發動機挺柱尺寸制作砂型；根據發動機挺柱的工作受力狀況，其主要磨損的部位是發動機挺柱的內腔表面，據此在砂型內發動機挺柱芯模外壁表面固定石墨紙，然后將鈦板卷繞并緊貼在奧氏體不銹鋼發動機挺柱芯模的石墨紙上使其與石墨紙緊密結合；

4)將碳鋼基材冶煉為鋼液；

5)將上述鋼液澆入放置有石墨紙和鈦板的發動機挺柱芯模的砂型內，待鋼液冷卻凝固后，取出鑄件，清砂處理，獲得發動機挺柱基體為碳鋼，工作表面為與鈦板的復合體；

6)將澆鑄完得到的發動機挺柱復合體放入具有保護氣氛的保溫爐內保溫，最后隨爐冷卻至室溫，從而在挺柱內表面形成耐磨涂層，而挺柱基體仍為碳鋼基體；

其中，耐磨涂層為TiC致密陶瓷層。