CN103225565A

CN103225565A - 大马力柴油机气缸套及其生产方法

Info

Publication number: CN103225565A
Application number: CN2013101167430A
Authority: CN
Inventors: 王明泉; 刘久万; 高金刚; 张加中; 戚娟娟; 韦桂艳
Original assignee: JIANGSU AIJISI HAIZHU MACHINERY CO Ltd
Current assignee: JIANGSU AIJISI HAIZHU MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2013-04-07
Filing date: 2013-04-07
Publication date: 2013-07-31

Abstract

本发明公开了大马力柴油机气缸套及其生产方法，该气缸套由以下元素质量百分比组成：C2.8-3.0%；Si1.7-2.1%；Mn0.6-0.9%；P0-0.15%；S0-0.04%；Mo0.4-0.55%；Sc0.15-0.25%；Cu0.7-1.3%；Ni0.2-0.4%；Cr0.25-0.45%；Fe90.86-93.2%。首先按比例配料且熔炼；然后进行浇注、粗加工、半精加工、磷化处理和精加工，所述磷化处理步骤是：首先，气缸套浸入金属清洗剂中浸泡15-20分钟，再放在水中清洗2-5分钟；然后，金属清洗剂浸泡后的气缸套放在表面调整剂中浸泡2-5分钟；接着，表面调整剂浸泡后气缸套放在磷化液中温度65℃-75℃磷化15-20分钟，再放在清水中清洗2-5分钟，最后，磷化后气缸套晾干，浸油5-8分钟。采用该生产方法得到的气缸套用于大马力柴油机，抗穴蚀，耐磨损，节能环保，使用寿命长。

Description

大马力柴油机气缸套及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种大马力柴油机气缸套及其生产方法，适用于农用机械、工程机械及其它重负载机械用大马力柴油机。

背景技术

因大马力柴油机承受的负载较大，其湿式气缸套与缸体之间、活塞与气缸套之间存在间隙，在活塞侧压力的作用下产生振动，引发冷却水在瞬时低压下产生气泡并在瞬时高压下破灭，气泡的溃灭产生的冲击波频繁冲击气缸套水套壁，与微观电化学腐蚀一起造成气缸套水套部位的穴蚀破坏。

大马力柴油机气缸套在正常工作的时候因活塞的侧压力、活塞环的摩擦力，柴油机燃烧后产生的固体微粒、摩擦下来的金属颗粒、随空气带到气缸内的灰尘，这些因素不可避免地都对气缸套工作表面产生磨损。另外柴油机工作的时候排放的污染物有：一氧化碳（CO），碳氢化合物（HC），氮氧化合物（NOx），颗粒物(PM)等，这些污染物散发到大气底层中，对人体和动植物危害程度大。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种大马力柴油机气缸套及其生产方法，采用该生产方法得到的气缸套用于大马力柴油机，抗穴蚀、耐磨损、节能环保、使用寿命长。

本发明解决技术问题所采取的技术方案是：该气缸套由以下元素质量百分比组成：C 2.8-3.0%；Si 1.7-2.1%；Mn 0.6-0.9%；P 0-0.15%；S 0-0.04%；Mo 0.4-0.55%；Sc 0.15-0.25%；Cu 0.7-1.3%；Ni 0.2-0.4%；Cr 0.25-0.45%；Fe 90.86-93.2%。

本发明的气缸套生产方法是：首先按比例配料且熔炼；然后进行浇注、粗加工、半精加工、磷化处理和精加工，其特征是所述磷化处理步骤是：首先，气缸套浸入金属清洗剂中浸泡15-20分钟，再放在水中清洗2-5分钟；然后，金属清洗剂浸泡后的气缸套放在表面调整液中浸泡2-5分钟；接着，表面调整液浸泡后气缸套放在磷化液中温度65℃-75℃磷化15-20分钟，再放在清水中清洗2-5分钟，最后，磷化后气缸套晾干，浸油5-8分钟。

其中，金属清洗剂由OP-10、TX-7、氢氧化钠、Na₃PO_4、纯碱、元明粉和水组成，各组分质量比是8：7：10：5：30：40：1900。

其中，表面调整液为调整剂的水溶液，调整剂与水的质量比是1：200，调整剂由以下组分质量百分比组成:三聚磷酸钠7.64%、氟化钛钾1.56%、磷酸氢二钠90.8%。

其中，磷化液为磷化剂的水溶液，磷化剂与水的质量比为1：20-25，磷化剂由以下组分质量百分比组成:质量浓度85%磷酸36%、质量浓度99%硝酸27%、氧化锌11.2%、氧化锰6.74%、酒石酸钾钠1.12%、质量浓度30%亚硝酸钠17.94%。

其中，精加工后在气缸套内壁形成平台网纹，所述的平台网纹的技术参数为：微观不平度5点高度Rz为3-8微米，峰顶降低Rpk值为≤0.35微米，核心粗糙度Rk值为0.5-1.3微米，谷底降低Rv值为1.3-3.0微米，金属材料率Mr1＜8%，金属材料率Mr2＞70%，网纹夹角（轴向）为135°±15°。

其中，精加工后气缸套的金相组织为：石墨A+B，级别3/4/5，珠光体＞98%；气缸套的机械性能：硬度280-310HB，抗拉强度≥280Mpa。

本发明有益效果是：1、经过磷化处理后，在气缸套水套壁形成磷化膜保护层，防止气泡破灭产生的冲击波及微观电化学腐蚀对水套部位的侵蚀，有效阻止气缸套穴蚀的形成，能显著提高气缸套抗穴蚀能力；2、原料中加入微量的钪和钼可显著提高铸件的强度和硬度，改善铸件的耐热性、抗蚀性、热稳定性；3、由小平台和深沟槽组成平台网纹，小平台起支承摩擦副往复运动作用，深沟槽起储油作用，交叉网纹起均匀分布油膜作用，减少摩擦，增强配附件的润滑性能，显著降低机油耗量，采用的平台网纹适当提高Rpk值、Rk值、Rvk值，有利于内表面储油，防止重负荷下的拉缸现象，提高气缸套使用寿命，改善发动机尾气排放，减少环境污染。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。

实施例1：金属清洗剂由OP-10、TX-7、氢氧化钠、Na₃PO_4、纯碱、元明粉、水组成，各组分质量比是8：7：10：5：30：40：1900。

实施例2：表面调整液为调整剂的水溶液，调整剂与水的质量比是1：200，调整剂由以下组分质量百分比组成:三聚磷酸钠7.64%、氟化钛钾1.56%、磷酸氢二钠90.8%。

实施例3：磷化液为磷化剂的水溶液，磷化剂与水的质量比为1：20-25，磷化剂由以下组分质量百分比组成: 质量浓度85%磷酸36%、质量浓度99%硝酸27%、氧化锌11.2%、氧化锰6.74%、酒石酸钾钠1.12%、质量浓度30%亚硝酸钠17.94%。

实施例4：依以下元素质量百分比取原料：C 2.8%；Si 1.7%；Mn 0.6%；P 0%；S 0%；Mo 0.4%；Sc 0.15%；Cu 0.7%；Ni 0.2%；Cr 0.25%；Fe 93.2%；按比例配料且熔炼；熔炼后进行浇注、粗加工、半精加工、磷化处理和精加工，其特征是所述磷化处理步骤是：首先，气缸套浸入金属清洗剂中浸泡15分钟，再放在水中清洗2分钟；然后，金属清洗剂浸泡后的气缸套放在表面调整剂中浸泡2分钟；接着，表面调整剂浸泡后气缸套放在磷化液中温度65℃磷化20分钟，再放在清水中清洗2分钟，最后，磷化后气缸套晾干，浸油5分钟。

实施例5：依以下元素质量百分比取原料：C 2.9%；Si 1.9%；Mn 0.75%；P 0.075%；S 0.02%；Mo 0.475%；Sc 0.20%；Cu 1.0%；Ni 0.3%；Cr 0.35%；Fe 92.03%；按比例配料且熔炼；熔炼后进行浇注、粗加工、半精加工、磷化处理和精加工，其特征是所述磷化处理步骤是：首先，气缸套浸入金属清洗剂中浸泡17.5分钟，再放在水中清洗3.5分钟；然后，金属清洗剂浸泡后的气缸套放在表面调整剂中浸泡3.5分钟；接着，表面调整剂浸泡后气缸套放在磷化液中温度70℃磷化17.5分钟，再放在清水中清洗3.5分钟，最后，磷化后气缸套晾干，浸油6.5分钟。

实施例6：依以下元素质量百分比取原料：C 3.0%；Si 2.1%；Mn 0.9%；P 0.15%；S 0.04%；Mo 0.55%；Sc 0.25%；Cu 1.3%；Ni 0.4%；Cr 0.45%；Fe 90.86%；按比例配料且熔炼；熔炼后进行浇注、粗加工、半精加工、磷化处理和精加工，其特征是所述磷化处理步骤是：首先，气缸套浸入金属清洗剂中浸泡20分钟，再放在水中清洗5分钟；然后，金属清洗剂浸泡后的气缸套放在表面调整剂中浸泡5分钟；接着，表面调整剂浸泡后气缸套放在磷化液中温度75℃磷化15分钟，再放在清水中清洗5分钟，最后，磷化后气缸套晾干，浸油8分钟。

Claims

1.大马力柴油机气缸套，其特征是该气缸套由以下元素质量百分比组成：C 2.8-3.0%；Si 1.7-2.1%；Mn 0.6-0.9%；P 0-0.15%；S 0-0.04%；Mo 0.4-0.55%；Sc 0.15-0.25%；Cu 0.7-1.3%；Ni 0.2-0.4%；Cr 0.25-0.45%；Fe 90.86-93.2%。

2.大马力柴油机气缸套的生产方法，首先按比例配料且熔炼；然后进行浇注、粗加工、半精加工、磷化处理和精加工，其特征是所述磷化处理步骤是：首先，气缸套浸入金属清洗剂中浸泡15-20分钟，再放在水中清洗2-5分钟；然后，金属清洗剂浸泡后的气缸套放在表面调整剂中浸泡2-5分钟；接着，表面调整剂浸泡后气缸套放在磷化液中温度65℃-75℃磷化15-20分钟，再放在清水中清洗2-5分钟，最后，磷化后气缸套晾干，浸油5-8分钟。

3.根据权利要求2所述的大马力柴油机气缸套的生产方法，其特征是：金属清洗剂由OP-10、TX-7、氢氧化钠、Na₃PO_4、纯碱、元明粉、水组成，各组分质量比是8：7：10：5：30：40：1900。

4.根据权利要求2所述的大马力柴油机气缸套的生产方法，其特征是：表面调整液为调整剂的水溶液，调整剂与水的质量比是1：200，调整剂由以下组分质量百分比组成:三聚磷酸钠7.64%、氟化钛钾1.56%、磷酸氢二钠90.8%。

5.根据权利要求2所述的大马力柴油机气缸套的生产方法，其特征是：磷化液为磷化剂的水溶液，磷化剂与水的质量比为1：20-25，磷化剂由以下组分质量百分比组成: 质量浓度85%磷酸36%、质量浓度99%硝酸27%、氧化锌11.2%、氧化锰6.74%、酒石酸钾钠1.12%、质量浓度30%亚硝酸钠17.94%。

6.根据权利要求2所述的大马力柴油机气缸套的生产方法，其特征是：精加工后在气缸套内壁形成平台网纹，所述的平台网纹的技术参数为：微观不平度5点高度Rz为3-8微米，峰顶降低Rpk值为≤0.35微米，核心粗糙度Rk值为0.5-1.3微米，谷底降低Rv值为1.3-3.0微米，金属材料率Mr1＜8%，金属材料率Mr2＞70%，网纹夹角（轴向）为135°±15°。

7.根据权利要求2所述的大马力柴油机气缸套的生产方法，其特征是：精加工后气缸套的金相组织为：石墨A+B，级别3/4/5，珠光体＞98%；气缸套的机械性能：硬度280-310HB，抗拉强度≥280Mpa。