CN105130444B - 一种湿式缸套及其粉末冶金制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿式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19~40份、氮化硅17~32份、二氧化硅11~26份、氯化钙粉末8~19份、硅酸锆7~18份、氧化锆6~17份、石墨烯粉末8~27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）本发明所述的湿式缸套适用于大负荷发动机和铝合金缸体发动机，且不易产生穴蚀、刚度强，不漏水；（2）本发明所述的湿式缸套安装方便，安装使用过程中无需加设过多密封圈，致密性良好；（3）本发明所述的湿式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，尤其涉及一种湿式缸套及其粉末冶金制备方法。
背景技术
发动机气缸套和活塞环是在高温、高压、交变载荷和腐蚀的情况下工作的一对摩擦副。长期在复杂多变的情况下工作，其结果是造成气缸套磨损变形，影响了发动机的动力性、经济性和使用寿命。认真分析气缸套磨损变形的原因，对于提高发动机的使用经济性有十分重要的意义。汽车发动机缸套分为两种，即干式缸套和湿式缸套，湿式缸套的特点是其外表面直接与冷却液接触，另外，它较干式缸套壁厚。湿式缸套的径向定位一般靠上下两个凸出的与气缸体间配合的圆环带，轴向定位是利用上部凸缘的下平面。气缸套下部有1~3个耐热、耐油的橡胶密封圈密封，其密封形式有涨封式和压封式两种。随着柴油机强化程度的日益提高，湿式缸套的穴蚀已成为一个突出的问题，所以某些柴油机缸套有三道密封圈，最上一道上半部分与冷却液接触，既能防止配合面生锈，便于拆装，又能借其吸振，减轻穴蚀。有的上、中两道用乙腈合成橡胶，以密封冷却液；下面一道用硅酮材料制成，以密封机油，二者不可装错。有的还把密封圈装在缸体上，以提高缸套的强度。缸套上部通常靠凸缘的下平面垫金属片（铜或铝垫，对铝合金缸体应用铝垫，不可垫铜垫，以防止电化学腐蚀）来密封。
湿式缸套的优点是缸体铸造较容易，便于修理更换，且散热效果较好。缺点是缸体刚度较差，易产生穴蚀，且易漏水。
发明内容
本发明解决的技术问题：为了获得一种适用于大负荷发动机和铝合金缸体发动机，且不易产生穴蚀、刚度强，不漏水的湿式缸套，本发明提供了一种湿式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：
一种湿式缸套，由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅19~40份、氮化硅17~32份、二氧化硅11~26份、氯化钙粉末8~19份、硅酸锆7~18份、氧化锆6~17份、石墨烯粉末8~27份、分散剂5~18份、水18~35份。
作为本发明的一种优选方案，所述湿式缸套由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅33份、氮化硅27份、二氧化硅22份、氯化钙粉末16份、硅酸锆14份、氧化锆13份、石墨烯粉末23份、分散剂15份、水28份。
一种湿式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、二氧化硅、氯化钙粉末和石墨烯粉末加入球磨机中，研磨过程中按质量比0.9~1.1:1.1~1.4加入水，充分混合后加入分散剂，继续球磨2~4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、硅酸锆和氧化锆置于混料装置内，利用压力为1.3~2.0 MPa的高压气体将上述粉末吹起，7~15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1430~1590℃，烧结时间为3~5.5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、二氧化硅、氯化钙粉末和石墨烯粉末加入球磨机中，研磨过程中按质量比01:1.3加入水，充分混合后加入分散剂，继续球磨3.5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、硅酸锆和氧化锆置于混料装置内，利用压力为1.7 MPa的高压气体将上述粉末吹起，12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）中高温烧结步骤（4）获得的坯体，烧结温度为1520℃，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）本发明所述的湿式缸套适用于大负荷发动机和铝合金缸体发动机，且不易产生穴蚀、刚度强，不漏水；
（2）本发明所述的湿式缸套安装方便，安装使用过程中无需加设过多密封圈，致密性良好；
（3）本发明所述的湿式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
一种湿式缸套，由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅19份、氮化硅17份、二氧化硅11份、氯化钙粉末8份、硅酸锆7份、氧化锆6份、石墨烯粉末8份、分散剂5份、水18份。
一种湿式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、二氧化硅、氯化钙粉末和石墨烯粉末加入球磨机中，研磨过程中按质量比0.9:1.1加入水，充分混合后加入分散剂，继续球磨2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、硅酸锆和氧化锆置于混料装置内，利用压力为1.3 MPa的高压气体将上述粉末吹起，7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小时。
实施例2
一种湿式缸套，由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅33份、氮化硅27份、二氧化硅22份、氯化钙粉末16份、硅酸锆14份、氧化锆13份、石墨烯粉末23份、分散剂15份、水28份。
一种湿式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、二氧化硅、氯化钙粉末和石墨烯粉末加入球磨机中，研磨过程中按质量比01:1.3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、硅酸锆和氧化锆置于混料装置内，利用压力为1.7 MPa的高压气体将上述粉末吹起，12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1520℃，烧结时间为5小时。
实施例3：
一种湿式缸套，由以下原料按重量份数配比制成：碳化硅40份、氮化硅32份、二氧化硅26份、氯化钙粉末19份、硅酸锆18份、氧化锆17份、石墨烯粉末27份、分散剂18份、水35份。
一种湿式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、二氧化硅、氯化钙粉末和石墨烯粉末加入球磨机中，研磨过程中按质量比1.1:1.4加入水，充分混合后加入分散剂，继续球磨4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、硅酸锆和氧化锆置于混料装置内，利用压力为2.0 MPa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1590℃，烧结时间为5.5小时。
对上述实施例1~3制备获得的湿式缸套进行检测，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 (1)
1.一种湿式缸套，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27份、二氧化硅22份、氯化钙粉末16份、硅酸锆14份、氧化锆13份、石墨烯粉末23份、分散剂15份、水28份；所述湿式缸套由以下方法制得，包含以下步骤：(1)将碳化硅、氮化硅、二氧化硅、氯化钙粉末和石墨烯粉末加入球磨机中，研磨过程中按质量比01:1.3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、硅酸锆和氧化锆置于混料装置内，利用压力为1.7MPa的高压气体将上述粉末吹起，12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1520℃，烧结时间为5小时。
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