CN105110796A - 一种汽车发动机内置缸套及其粉末冶金制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车发动机内置缸套及其粉末冶金制备方法，由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅14~37份、氮化硅13~32份、二氧化硅11~26份、硅酸锆8~17份、氧化锆4~17份、纳米氧化铜7~17份、纳米石墨烯粉末9~19份、纳米硅酸铝3~11份、纳米氧化镁7~13份、分散剂5~18份、水18~35份。与现有技术相比，本发明具有以下优点：（1）本发明所述的汽车发动机内置缸套适用于大负荷发动机和铝合金缸体发动机，耐磨性强、耐高温，且散热性良好；（2）本发明所述的汽车发动机内置缸套刚性好，韧性强、致密性强，且安装方便；（3）本发明所述的汽车发动机内置缸套的粉末冶金制备方法工艺流程简单，缩短时间、耗能少，不易造成环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种汽车发动机内置缸套及其粉末冶金制备方法。
背景技术
气车内燃机缸套的工作环境十分恶劣，造成磨损的原因也很多。通常由于构造原因允许有正常的磨损，但使用和维修不当，就会造成非正常磨损。
其中构造原因引起的磨损主要成因如下：（1）润滑条件不好，使气缸套上部磨损严重。气缸套上部邻近燃烧室，温度很高，润滑条件很差。新鲜空气和未蒸发的燃料冲刷和稀释，加剧了上部条件的恶化，使气缸上都处于干摩擦或半干摩擦状态，这是造成气缸上部磨损严重的原因。（2）上部承受压力大，使气缸磨损呈上重下轻。活塞环在自身弹力和背压的作用下紧压在缸壁上，正压力越大，润滑油膜形成和保持越困难，机械磨损加剧。在作功行程中，随着活塞下行，正压力逐渐降低，因而气缸磨损呈上重下轻。（3）矿物酸和有机酸使气缸表面腐蚀剥落。气缸内可燃混合气燃烧后，产生水蒸气和酸性氧化物，它们溶于水中生成矿物酸，加上燃烧中生成的有机酸，对气缸表面产生腐蚀作用，腐蚀物在摩擦中逐步被活塞环刮掉，造成气缸套变形。（4）进入机械杂质，使气缸中部磨损加剧。空气中的灰尘、润滑油中的杂质等，进入活塞和缸壁间造成磨料磨损。灰尘或杂质随活塞在气缸中往复运动时，由于在气缸中部位置的运动速度最大，故加剧了气缸中部的磨损。
此外，还有因使用不当引起的磨损、维修不当引起的磨损。
发明内容
本发明解决的技术问题：为了获得一种耐磨性强、耐高温的汽车内燃机缸套，本发明提供了一种汽车发动机内置缸套及其粉末冶金制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种汽车发动机内置缸套，由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅14~37份、氮化硅13~32份、二氧化硅11~26份、硅酸锆8~17份、氧化锆4~17份、纳米氧化铜7~17份、纳米石墨烯粉末9~19份、纳米硅酸铝3~11份、纳米氧化镁7~13份、分散剂5~18份、水18~35份。
作为本发明的一种优选方案，所述汽车发动机内置缸套由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅33份、氮化硅28份、二氧化硅22份、硅酸锆14份、氧化锆12份、纳米氧化铜13份、纳米石墨烯粉末15份、纳米硅酸铝7份、纳米氧化镁11份、分散剂15份、水30份。
一种汽车发动机内置缸套的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
（1）将碳化硅、氮化硅和二氧化硅细粉加入球磨机中，研磨过程中按质量比1~1.4:1.2~1.5加入水，充分混合后加入分散剂，继续球磨3.5~5.5小时；
（2）将步骤（1）制得的混合物进行干燥，喷雾制粒；
（3）将步骤（2）获得的粉末混合物、硅酸锆、氧化锆、纳米氧化铜、纳米石墨烯粉末、纳米硅酸铝及纳米氧化镁置于混料装置内，利用压力为1.2~1.9MPa的高压气体将上述粉末吹起，9~17分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
（4）将步骤（3）获得的原料混合物等静压成型，制成坯体；
（5）高温烧结步骤（4）获得的坯体，烧结温度为1430~1670℃，烧结时间为3.5~6小时。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤（1）中将碳化硅、氮化硅和二氧化硅细粉加入球磨机中，研磨过程中按质量比1.2:1.5加入水，充分混合后加入分散剂，继续球磨5小时。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤（3）中将步骤（2）获得的粉末混合物、硅酸锆、氧化锆、纳米氧化铜、纳米石墨烯粉末、纳米硅酸铝及纳米氧化镁置于混料装置内，利用压力为1.6MPa的高压气体将上述粉末吹起，15分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤（5）高温烧结步骤（4）获得的坯体，烧结温度为1540℃，烧结时间为5小时。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）本发明所述的汽车发动机内置缸套适用于大负荷发动机和铝合金缸体发动机，耐磨性强、耐高温，且散热性良好；
（2）本发明所述的汽车发动机内置缸套刚性好，韧性强、致密性强，且安装方便；
（3）本发明所述的汽车发动机内置缸套的粉末冶金制备方法工艺流程简单，缩短时间、耗能少，不易造成环境污染。
具体实施方式
实施例1
一种汽车发动机内置缸套，由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅14份、氮化硅13份、二氧化硅11份、硅酸锆8份、氧化锆4份、纳米氧化铜7份、纳米石墨烯粉末9份、纳米硅酸铝3份、纳米氧化镁7份、分散剂5份、水18份。
一种汽车发动机内置缸套的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
（1）将碳化硅、氮化硅和二氧化硅细粉加入球磨机中，研磨过程中按质量比1:1.2加入水，充分混合后加入分散剂，继续球磨3.5小时；
（2）将步骤（1）制得的混合物进行干燥，喷雾制粒；
（3）将步骤（2）获得的粉末混合物、硅酸锆、氧化锆、纳米氧化铜、纳米石墨烯粉末、纳米硅酸铝及纳米氧化镁置于混料装置内，利用压力为1.2MPa的高压气体将上述粉末吹起，9分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
（4）将步骤（3）获得的原料混合物等静压成型，制成坯体；
（5）高温烧结步骤（4）获得的坯体，烧结温度为1430℃，烧结时间为3.5小时。
实施例2
一种汽车发动机内置缸套，由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅33份、氮化硅28份、二氧化硅22份、硅酸锆14份、氧化锆12份、纳米氧化铜13份、纳米石墨烯粉末15份、纳米硅酸铝7份、纳米氧化镁11份、分散剂15份、水30份。
一种汽车发动机内置缸套的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
（1）将碳化硅、氮化硅和二氧化硅细粉加入球磨机中，研磨过程中按质量比1.2:1.5加入水，充分混合后加入分散剂，继续球磨5小时；
（2）将步骤（1）制得的混合物进行干燥，喷雾制粒；
（3）将步骤（2）获得的粉末混合物、硅酸锆、氧化锆、纳米氧化铜、纳米石墨烯粉末、纳米硅酸铝及纳米氧化镁置于混料装置内，利用压力为1.6MPa的高压气体将上述粉末吹起，15分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
（4）将步骤（3）获得的原料混合物等静压成型，制成坯体；
（5）高温烧结步骤（4）获得的坯体，烧结温度为1540℃，烧结时间为5小时。
实施例3
一种汽车发动机内置缸套，由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅37份、氮化硅32份、二氧化硅26份、硅酸锆17份、氧化锆17份、纳米氧化铜17份、纳米石墨烯粉末19份、纳米硅酸铝11份、纳米氧化镁13份、分散剂18份、水35份。
一种汽车发动机内置缸套的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
（1）将碳化硅、氮化硅和二氧化硅细粉加入球磨机中，研磨过程中按质量比1.4:1.5加入水，充分混合后加入分散剂，继续球磨5.5小时；
（2）将步骤（1）制得的混合物进行干燥，喷雾制粒；
（3）将步骤（2）获得的粉末混合物、硅酸锆、氧化锆、纳米氧化铜、纳米石墨烯粉末、纳米硅酸铝及纳米氧化镁置于混料装置内，利用压力为1.9MPa的高压气体将上述粉末吹起，17分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
（4）将步骤（3）获得的原料混合物等静压成型，制成坯体；
（5）高温烧结步骤（4）获得的坯体，烧结温度为1670℃，烧结时间为6小时。
对上述实施例1~3制备获得的汽车发动机内置缸套进行检测，其中，对比例采用高铬合金铸铁缸套，锈蚀情况是应用于大负荷发动机中800小时后统计，结果如下：
Claims (6)
1.一种汽车发动机内置缸套，其特征在于，由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅14~37份、氮化硅13~32份、二氧化硅11~26份、硅酸锆8~17份、氧化锆4~17份、纳米氧化铜7~17份、纳米石墨烯粉末9~19份、纳米硅酸铝3~11份、纳米氧化镁7~13份、分散剂5~18份、水18~35份。
2.根据权利要求1所述一种汽车发动机内置缸套，其特征在于，由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅33份、氮化硅28份、二氧化硅22份、硅酸锆14份、氧化锆12份、纳米氧化铜13份、纳米石墨烯粉末15份、纳米硅酸铝7份、纳米氧化镁11份、分散剂15份、水30份。
3.权利要求1所述的一种汽车发动机内置缸套的粉末冶金制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
（1）将碳化硅、氮化硅和二氧化硅细粉加入球磨机中，研磨过程中按质量比1~1.4:1.2~1.5加入水，充分混合后加入分散剂，继续球磨3.5~5.5小时；
（2）将步骤（1）制得的混合物进行干燥，喷雾制粒；
（3）将步骤（2）获得的粉末混合物、硅酸锆、氧化锆、纳米氧化铜、纳米石墨烯粉末、纳米硅酸铝及纳米氧化镁置于混料装置内，利用压力为1.2~1.9MPa的高压气体将上述粉末吹起，9~17分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
（4）将步骤（3）获得的原料混合物等静压成型，制成坯体；
（5）高温烧结步骤（4）获得的坯体，烧结温度为1430~1670℃，烧结时间为3.5~6小时。
4.根据权利要求3所述一种汽车发动机内置缸套的粉末冶金制备方法，其特征在于，步骤（1）中将碳化硅、氮化硅和二氧化硅细粉加入球磨机中，研磨过程中按质量比1.2:1.5加入水，充分混合后加入分散剂，继续球磨5小时。
5.根据权利要求3所述一种汽车发动机内置缸套的粉末冶金制备方法，其特征在于，步骤（3）中将步骤（2）获得的粉末混合物、硅酸锆、氧化锆、纳米氧化铜、纳米石墨烯粉末、纳米硅酸铝及纳米氧化镁置于混料装置内，利用压力为1.6MPa的高压气体将上述粉末吹起，15分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合。
6.根据权利要求3所述一种汽车发动机内置缸套的粉末冶金制备方法，其特征在于，步骤（5）高温烧结步骤（4）获得的坯体，烧结温度为1540℃，烧结时间为5小时。
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| CN108640562A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-10-12 | 河南孚点电子科技有限公司 | 一种高效散热的计算机主机外壳的制备方法 |
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