CN104653323B - 一种轿车气缸套 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轿车气缸套，其包括气缸套基体和喷涂在基体外圆周表面的喷涂层；所述基体的外圆周表面为螺旋状的纹路。螺旋状纹路的牙顶呈与气缸套基体径向相垂直的直线状或圆弧状。螺旋状纹路的纵截面由若干个平行排列的燕尾槽组成。该气缸套由气缸套基体和喷涂层两部分组成，基体外圆周表面经过机加工形成螺旋状纹路后，再采用热喷涂的方法形成结合喷涂层。其结构简单，生产方便，生产成本低，生产效率高，能够提高气缸套与缸体的结合率及结合强度，有效解决发动机性能提升带来的缸体散热不均匀及缸孔变形等问题。

Description

一种轿车气缸套
技术领域
本发明属于气缸套技术领域，具体涉及一种用于铸入发动机缸体内的轿车气缸套及制备方法。
背景技术
目前轿车发动机在不断增加爆发压力、减轻重量及缩小体积的要求下，现有轿车缸套已不能满足发动机性能提升带来的散热不均匀及缸孔变形等问题。
发明内容
本发明目的在于提供了一种轿车气缸套及制备方法，其通过改善气缸套与缸体的结合率和结合强度来提高发动机缸体的散热性能及缸孔变形。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种轿车气缸套，其包括气缸套基体和喷涂在基体外圆周表面的喷涂层；所述基体的外圆周表面为螺旋状的纹路，螺旋状纹路的牙顶呈与气缸套基体径向相垂直的直线状（见图2a）或圆弧状（见图2b）。
螺旋状纹路的纵截面由若干个平行排列的燕尾槽组成（见图2c）。
上述轿车气缸套的制备方法，其包括如下步骤：
1）气缸套基体通过车床切削加工使其外圆周表面为螺旋状的纹路；
2）对气缸套基体的外圆周表面进行粗化处理，处理后的气缸套基体外圆周表面的粗糙度Rz在40－100μm；对外圆周表面进行净化处理；
3）将铝硅合金线材（直径在0.8－3.2mm）或粉料熔融（熔融温度一般在580－710℃）后，采用热喷涂的方式利用压力0.3－0.8MPa的压缩空气喷涂在外圆周表面，形成铝硅合金喷涂层。
步骤2）中粗化处理所用材料为白刚玉、或棕刚玉、或白刚玉与棕刚玉的混合物，或钢砂。所述白刚玉、棕刚玉的目数在16－24目；钢砂选用粒径在G17－G39的钢砂。具体可以是：使用压力0.3－0.8MPa的压缩空气将前述粗化所用材料加速吹向气缸套基体外圆周表面方向以进行粗化处理。粗化处理结束后，再利用纯净的空气对外圆周表面进行净化处理。
本发明中，制备方法包括气缸套基体的离心铸造、基体机加工及基体外圆周表面螺旋状纹路的加工；气缸套基体外圆周表面螺旋状纹路的粗化、净化处理以及采用热喷涂的方式在基体的外圆周表面形成喷涂层。喷涂后，喷涂层达到如下技术指标要求：
喷涂层粗糙度Rz在50－250 μm；喷涂层与缸套的结合强度平均值在25－50MPa；喷涂层孔隙率平均值小于10%；喷涂层厚度为0.1－0.6mm。
和现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明所述用于铸入发动机缸体内的轿车气缸套由气缸套基体和喷涂层两部分组成，基体外圆周表面经过机加工形成螺旋状纹路后，再采用热喷涂的方法形成结合喷涂层；该结构外圆设计为螺旋状是为了有效控制缸套压铸后缸体加工过程中出现的缸套轴向位移，在缸体加工时刀具旋向与螺旋状旋向一致，可起到锁紧作用；外表面增加涂层，可有效降低缸体缸心距，减小缸体体积及有效控制缸套成品壁厚。该气缸套结构简单，生产方便，生产成本低，生产效率高，能够提高气缸套与缸体的结合率及结合强度，有效解决发动机性能提升带来的缸体散热不均匀及缸孔变形等问题。
具体实施方式
图1为本发明所述气缸套的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大示意图，分三种情况，a为基体外圆周表面为螺旋状纹路，且螺旋状纹路的牙顶呈与气缸套基体径向相垂直的直线状；b为基体外圆周表面为螺旋状纹路，且螺旋状纹路的牙顶呈与气缸套基体径向相垂直的圆弧状；c为螺旋状纹路的纵截面由若干个平行排列的燕尾槽组成；图中，1为气缸套基体，2为喷涂层。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
如图1和图2a所示，一种轿车气缸套，其包括气缸套基体1和喷涂在基体外圆周表面的喷涂层2；所述基体1的外圆周表面为螺旋状的纹路，且螺旋状纹路的牙顶呈与气缸套基体径向相垂直的直线状。
上述轿车气缸套的制备方法，其包括如下步骤：
1）气缸套基体通过车床切削加工使其外圆周表面为螺旋状的纹路；
2）对气缸套基体的外圆周表面进行粗化处理，处理后的气缸套基体外圆周表面的粗糙度Rz在50μm以上；对外圆周表面进行净化处理；粗化处理所用材料为24目的白刚玉。具体可以是：使用压力0.35MPa的压缩空气将前述粗化所用材料加速吹向气缸套基体外圆周表面方向以进行粗化处理。粗化处理结束后，再利用0.2MPa纯净的空气对外圆周表面进行净化处理；
3）将直径在3.2mm的铝硅合金线材620℃熔融后，采用热喷涂的方式利用压力0.4MPa的压缩空气喷涂在外圆周表面，形成铝硅合金喷涂层。喷涂后，喷涂层达到如下技术指标要求：喷涂层粗糙度Rz为123.61 μm；喷涂层与缸套的结合强度平均值为28.6MPa；喷涂层孔隙率平均值为4.72%；喷涂层厚度为0.15mm。
该实例所得气缸套可将缸套与铝缸体的结合率从75%提升到85%以上，缸套与缸体的结合强度从15MPa提升到20MPa以上。
实施例2
如图1和图2b所示，一种轿车气缸套，其包括气缸套基体1和喷涂在基体外圆周表面的喷涂层2；所述基体1的外圆周表面为螺旋状的纹路，且螺旋状纹路的牙顶呈与气缸套基体径向相垂直的圆弧状。
上述轿车气缸套的制备方法，其包括如下步骤：
1）气缸套基体通过车床切削加工使其外圆周表面为螺旋状的纹路；
2）对气缸套基体的外圆周表面进行粗化处理，处理后的气缸套基体外圆周表面的粗糙度Rz在60μm以上；对外圆周表面进行净化处理；粗化处理所用材料为16目和24目的混合白刚玉。具体可以是：使用压力0.3MPa的压缩空气将前述粗化所用材料加速吹向气缸套基体外圆周表面方向以进行粗化处理。粗化处理结束后，再利用0.2MPa纯净的空气对外圆周表面进行净化处理；
3）将直径在2.5mm的铝硅合金线材600℃熔融后，采用热喷涂的方式利用压力0.45MPa的压缩空气喷涂在外圆周表面，形成铝硅合金喷涂层。喷涂后，喷涂层达到如下技术指标要求：喷涂层粗糙度Rz为238.4 μm；喷涂层与缸套的结合强度平均值为36.4MPa；喷涂层孔隙率平均值为3.42%；喷涂层厚度为0.19mm。
该实例所得气缸套可将缸套与铝缸体的结合率从75%提升到90%以上，缸套与缸体的结合强度从15MPa提升到20MPa以上。
实施例3
如图1和图2c所示，一种轿车气缸套，其包括气缸套基体1和喷涂在基体外圆周表面的喷涂层2；所述基体1的外圆周表面为螺旋状的纹路，且螺旋状纹路的纵截面由若干个平行排列的燕尾槽组成。
上述轿车气缸套的制备方法，其包括如下步骤：
1）气缸套基体通过车床切削加工使其外圆周表面为螺旋状的纹路；
2）对气缸套基体的外圆周表面进行粗化处理，处理后的气缸套基体外圆周表面的粗糙度Rz在40μm以上；对外圆周表面进行净化处理；粗化处理所用材料为粒径G17的钢砂。具体可以是：使用压力0.45MPa的压缩空气将前述粗化所用材料加速吹向气缸套基体外圆周表面方向以进行粗化处理。粗化处理结束后，再利用0.2MPa纯净的空气对外圆周表面进行净化处理；
3）将直径在2.0mm的铝硅合金线材630℃熔融后，采用热喷涂的方式利用压力0.5MPa的压缩空气喷涂在外圆周表面，形成铝硅合金喷涂层。喷涂后，喷涂层达到如下技术指标要求：喷涂层粗糙度Rz为118.63 μm；喷涂层与缸套的结合强度平均值为40.12MPa；喷涂层孔隙率平均值为2.96%；喷涂层厚度为0.27mm。
该实例所得气缸套可将缸套与铝缸体的结合率从75%提升到92%以上，缸套与缸体的结合强度从15MPa提升到25MPa以上。

Claims (3)

1.一种轿车气缸套，其特征在于，其包括气缸套基体和喷涂在基体外圆周表面的喷涂层；所述基体的外圆周表面为螺旋状的纹路；
所述轿车气缸套采用如下步骤制备：
1)气缸套基体通过车床切削加工使其外圆周表面为螺旋状的纹路；
2)对气缸套基体的外圆周表面进行粗化处理，处理后的气缸套基体外圆周表面的粗糙度Rz在40～100μm；对外圆周表面进行净化处理；
3)将铝硅合金线材或粉料熔融后，采用热喷涂的方式利用压力0.3～0.8MPa的压缩空气喷涂在外圆周表面，形成铝硅合金喷涂层。
2.如权利要求1所述的轿车气缸套，其特征在于，螺旋状纹路的牙顶呈与气缸套基体径向相垂直的直线状或圆弧状。
3.如权利要求1所述的轿车气缸套，其特征在于，螺旋状纹路的纵截面由若干个平行排列的燕尾槽组成。
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