[發(fā)明專利]一種金剛納米材質(zhì)缸套及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810409431.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-02
• 公開（公告）號(hào): CN110438434A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊和明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科華石油機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): C23C4/129
• 分類號(hào): C23C4/129;C23C4/06;F02F1/00;C22C37/10
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提出了一種金剛納米材質(zhì)缸套及其制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中缸套的耐腐蝕性能差，生產(chǎn)工藝成本高的問(wèn)題，一種金剛納米材質(zhì)缸套，包括缸套本體，所述缸套本體的外表面設(shè)有外涂層，所述外涂層包含以下重量份的原料：Fe 56?68份、納米SiO₂粉末25?30份、WC4?10份、TiO₂2?10份、微量元素0.53?0.94份；其中所述微量元素為Mo、Ti、Sn、Cu，在缸套本體的外表面復(fù)合一層納米涂層，增加了缸套的耐腐蝕性能，且納米涂層中包含納米SiO₂粉末、WC、TiO₂和微量元素，硬度可達(dá)到HRC64，密度可達(dá)8.54g/cm³，噴涂厚度可達(dá)4毫米，使得制備出的缸套具有一定的硬度和抗磨損性能，使用壽命長(zhǎng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及缸套生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是指一種金剛納米材質(zhì)缸套及其制備方法。

背景技術(shù)

缸套作為發(fā)動(dòng)機(jī)主要配附件之一，是發(fā)動(dòng)機(jī)A級(jí)關(guān)鍵零部件，其性能直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、排放、噪音等技術(shù)要求。目前氣缸套為提高耐磨性通常采用提高材料硬度的方法：在材料上加入大量合金，生成碳化物等硬質(zhì)相提高材料硬度；通過(guò)表面處理方法，如高頻淬火、激光合金化電鍍松孔鉻等。但是大多數(shù)工藝成本較高，且耐磨性和減磨性配合性能有限。

且缸套按照外表面是否直接與冷卻水接觸分為干式缸套和濕式氣缸套，由于冷卻水水質(zhì)或使用問(wèn)題，現(xiàn)有濕式氣缸套在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)外表面與冷卻水接觸的位置發(fā)生大面積穴蝕和腐蝕現(xiàn)象，有的甚至穴蝕穿孔引起漏氣漏水，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢。因此，如何提高缸套的抗穴蝕和耐腐蝕性能，是目前亟待解決的一個(gè)技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種金剛納米材質(zhì)缸套及其制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中缸套的耐腐蝕性能差，生產(chǎn)工藝成本高的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種金剛納米材質(zhì)缸套，包括缸套本體，所述缸套本體的外表面設(shè)有外涂層。

優(yōu)選的，所述外涂層包含以下重量份的原料：

Fe 56-68份、納米SiO₂粉末25-30份、WC4-10份、TiO₂2-10份、微量元素0.53-0.94份；其中所述微量元素為Mo、Ti、Sn、Cu。

優(yōu)選的，所述微量元素Mo、Ti、Sn、Cu的質(zhì)量比為2:3:1:4。

優(yōu)選的，所述納米SiO₂粉末的顆粒直徑小于10nm。

優(yōu)選的，所述缸套本體的化學(xué)組成按如下重量百分比計(jì)包含：

Si含量為7～9wt.％，Ti含量為4～6wt.％，Al含量為0.3～0.4wt.％，Mn含量為0.6～0.8wt.％，Pd含量為0.05～0.07wt.％，C含量為2～3wt.％，Sr含量為2.3～2.6wt.％，F(xiàn)e含量為50～60wt.％。

本發(fā)明又提出一種金剛納米材質(zhì)缸套的制備方法，包括以下步驟：

1)按配方配料缸套本體，用變頻感應(yīng)電爐熔煉配料獲得鐵液，控制鐵液出爐溫度為1600～1680℃；

2)出爐前加入鐵液重量0.34～0.5％的孕育劑處理；

3)采用金屬型濕涂料離心鑄造常規(guī)工藝生產(chǎn)缸套本體；

4)將缸套本體進(jìn)行磷化處理；

5)對(duì)磷化處理后的缸套本體的內(nèi)壁、外壁進(jìn)行拋光；

6)采用氣霧化法制備外涂層的納米球，將微量元素Mo、Ti、Sn、Cu研磨后采用表面活性劑保護(hù)法與所述納米球進(jìn)行混合制得混合物，將所述混合物采用超音速火焰噴涂工藝在缸套本體的外壁噴涂外涂層。