[發(fā)明專利]一種釩鈦合金灰鑄鐵氣缸套及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010191028.3
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111455264B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高廣東;姜玉領(lǐng);郭進京;孫世貴;徐艷玲;李文超
• 申請（專利權(quán)）人: 中原內(nèi)配集團股份有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C37/06;C22C33/08;C21C1/08
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 劉偉

本發(fā)明提供了本發(fā)明提供了一種合金灰鑄鐵氣缸套，所述合金灰鑄鐵氣缸套中含有釩元素和鈦元素；所述合金灰鑄鐵氣缸套的金相組織中包括石墨和釩鈦相；所述合金灰鑄鐵基體組織包括珠光體；所述珠光體的數(shù)量大于98％；所述珠光體中細片狀珠光體的比例大于等于98％。本發(fā)明提供的細片狀珠光體比例高，釩鈦相組織分布均勻數(shù)量多的合金灰鑄鐵氣缸套，該釩鈦合金灰鑄鐵氣缸套的基體組織中珠光體比例大，特別是細片狀珠光體的比例可達到100％，而且釩鈦相組織分布更均勻，數(shù)量多，雜質(zhì)含量低，具有強度高，耐磨性能較好等特點，同時工藝自動化程度高，工藝緊湊更穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，大大降低了人力成本和生產(chǎn)成本，更加適合工業(yè)化推廣和使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金灰鑄鐵氣缸套制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種合金灰鑄鐵氣缸套及其制備方法，尤其涉及一種釩鈦合金灰鑄鐵氣缸套及其制備方法。

背景技術(shù)

汽車發(fā)動機是汽車的心臟部件，是由曲柄連桿機構(gòu)和配氣機構(gòu)兩大機構(gòu)，以及冷卻、潤滑、點火、燃料供給、啟動系統(tǒng)等五大系統(tǒng)組成。汽車發(fā)動機的工作腔稱作汽缸，汽缸內(nèi)表面為圓柱形。在汽缸內(nèi)作往復(fù)運動的活塞通過活塞銷與連桿的一端鉸接，連桿的另一端則與曲軸相連，曲軸由氣缸體上的軸承支承，可在軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動，構(gòu)成曲柄連桿機構(gòu)。機體是構(gòu)成發(fā)動機的骨架，是發(fā)動機各機構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機體必須要有足夠的強度和剛度。機體組主要由氣缸體、氣缸套、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。

這其中，氣缸套是發(fā)動機的關(guān)鍵零件之一，是一個圓筒形零件，置于機體的氣缸體孔中，上由氣缸蓋壓緊固定。活塞在其內(nèi)孔作往復(fù)運動，其外有冷卻水冷卻。氣缸套與缸蓋、活塞共同構(gòu)成氣缸工作空間，有時還會承受活塞側(cè)推力，成為活塞往復(fù)運動的導(dǎo)程。在發(fā)動機運行過程中，氣缸套內(nèi)表受高溫高壓燃氣直接作用，并始終與活塞環(huán)及活塞裙部發(fā)生高速滑動摩擦。外表與冷卻水接觸，在較大溫差下產(chǎn)生嚴重?zé)釕?yīng)力，受冷卻水腐蝕。活塞對缸套的側(cè)推力不僅加劇其內(nèi)表摩擦，并使其產(chǎn)生彎曲。側(cè)推力改變方向時，活塞還撞擊缸套。此外還受到較大的安裝預(yù)緊力。同時，氣體壓力使氣缸壁產(chǎn)生切向拉應(yīng)力和徑向壓應(yīng)力，并且在內(nèi)表面最大，而且都是高頻脈動應(yīng)力。此外，因缸壁內(nèi)外溫差產(chǎn)生極大的熱應(yīng)力，一般溫度下使內(nèi)表面產(chǎn)生壓應(yīng)力而冷卻面存在拉應(yīng)力。但在特高氣溫下，近內(nèi)表面金屬蠕變塑性變形，而冷卻后即在內(nèi)表面形成殘余拉應(yīng)力，這種隨起動、停車變化引起的低頻應(yīng)力會使材料疲勞。

氣缸套的種類繁多，根據(jù)材質(zhì)分常見的有一般灰鑄鐵缸套、含磷缸套、含硼缸套、球墨鑄鐵缸套和其他合金缸套等，正是由于氣缸套的工作環(huán)境惡劣，承受著很高的爆發(fā)壓力，又要持久耐用，因此對缸套部件的材料就要有著較高的要求，應(yīng)有足夠的強度、剛度和耐熱性能，還應(yīng)具有較好的耐磨性能，工作中應(yīng)有良好潤滑和冷卻性能，同時要求有一定的儲油性，為了達到上述目的，通常采用灰鑄鐵中加入某些合金元素，增加硬質(zhì)相或細化基體來達到。譬如在一般灰鑄鐵中加入一定含量的銅來細化珠光體，從而達到提高性能的目的；在一般灰鑄鐵中加入微量的硼，形成含硼碳化物和含硼復(fù)合物，來達到提高強度達到耐磨性的目的，特別是近些年的釩鈦合金氣缸套由于具有較好的力學(xué)性能受到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。但是到目前為止，合金氣缸套依然存在生產(chǎn)的強度和硬度均偏低的問題

因此，如何更好的提高合金灰鑄鐵氣缸套的強度和硬度，滿足下游行業(yè)對其材質(zhì)性能的更高要求，已成為業(yè)內(nèi)諸多研發(fā)企業(yè)和一線研究人員亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種合金灰鑄鐵氣缸套及其制備方法，特別是一種釩鈦合金灰鑄鐵氣缸套及其制備方法。本發(fā)明提供的釩鈦合金灰鑄鐵氣缸套，細片狀珠光體可達到100％，釩鈦相組織分布更均勻，具有強度高，耐磨性能較好的特點，同時制備工藝簡單、穩(wěn)定，易于工業(yè)化推廣和使用。

本發(fā)明提供了一種合金灰鑄鐵氣缸套，所述合金灰鑄鐵氣缸套中含有釩元素和鈦元素；

所述合金灰鑄鐵氣缸套的金相組織中包括石墨和釩鈦相；

所述合金灰鑄鐵基體組織包括珠光體；