CN105935857A - 用于减少裂纹倾向的机械糙化气缸孔的应力释放 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于减少裂纹倾向的机械糙化气缸孔的应力释放。一种处理铝基发动机机体气缸孔的表面的方法，该表面已经经过机械糙化。在一种形式中，这个方法包括使用振动应力释放、高温应力释放或低温应力释放使得通过糙化工艺给予表面的残余应力被降低。通过这种方式，还涂敷到孔表面的保护涂层将展示更好的附着力以及更低的应力引起的或疲劳引起的裂纹的发生率。

Description

用于减少裂纹倾向的机械糙化气缸孔的应力释放

这个申请要求2015年3月2日递交的美国临时申请62/126,807的优先权。

技术领域

这个发明总地涉及在保护涂层和目标基底之间实现更好的附着力，以及特别地涉及在发动机气缸孔中通过机械糙化孔来创建摩擦适合的表面，从而使得孔中的内应力以及在随后涂敷的热喷涂层中所导致的裂纹被降低。

背景技术

内燃机（ICE）的气缸壁和气缸衬套被加工达到具有紧密公差的严格标准，作为促进有效的发动机操作的方法。虽然效率的额外增加还可以通过更热的、更完整的燃烧工艺实现，但传递给发动机机体的壁和衬套（还共同地或单独地称为孔）的增加的热负荷给轻量的、有效的发动机设计提供了额外的结构上的挑战以及相关耐久性的挑战。

热喷技术已经显示是一种有效方法来在孔上沉积保护涂层（诸如热障涂层（TBCs）、耐磨损涂层、防腐蚀涂层或类似涂层）。保护涂层至基底的附着力是用于确定用于特定应用（诸如用于内燃机气缸孔的燃烧室内部产生的恶劣环境）的涂层的适合性的非常重要的度量。用于至气缸孔基底的增强涂层附着力的传统方法涉及各种表面激发预处理步骤，包括诸如用陶瓷颗粒喷砂以及高压水射流喷砂的方法。喷砂（虽然有效）遗留能够污染随后的涂层涂敷步骤的颗粒残留，除非还采用昂贵的且费时间的清洁步骤。水射流喷砂（虽然更小可能遗留不期望的副产物）使用大量的水或需要用于水再循环的复杂的水处理系统。而且，一旦糙化操作完成污染物或副产物在水中的存在就使得将废水放回当地的水环境是不期望的。再者，高压水射流喷砂方法具有高资金成本。

更近点的改进保证实现与喷砂和水射流喷砂相似的保护涂层附着力结果，但没有缺点。机械糙化/锁定涉及用切削机械通过削片、挤压、滑动、滚压和相关步骤的一个或多个，在孔壁上雕刻几何形状。这样的糙化改变基底表面上的表面状况以促进涂层和基底之间的互锁配合。在一个这样的形式中，梯形的或鸠尾榫-形状的底切形成在糙化的孔表面中以提高这个互锁配合。这样一种方法的示例可以在由Flores、Baumgartner和Rach递交的且名称为“用于机械糙化的工具及方法”的美国公开申请2012/0317790（下文中的‘790公开文献）中找到，其全文通过引用结合到本文中。

机械糙化的一个显著问题是在基底中生成大量的内应力，特别是在最接近表面的区域中。这进而可以在基底和随后涂敷的涂层之间在孔的轴向和切向方向上导致高的张应力以及伴随的剪切载荷，其中，这样的应力和相关载荷导致裂纹，该裂纹特别地对热喷涂层的性能和耐久性不利。如此，当前发明人相信对气缸孔预处理的方法是需要的，以通过在糙化孔基底中残余应力的降低来允许在机械糙化孔和置于该孔上的保护涂层之间较高的完整性结合。

发明内容

根据第一方面，处理形成在铝基发动机机体中的气缸孔的方法包括利用机械糙化激发孔的暴露表面，以及降低存在于被激发的表面中的残余应力。这样的应力释放机构帮助降低被涂敷到被激发的孔表面的保护涂层的裂纹倾向。在一种形式中，应力释放可以包括降低的张应力，而在另一种形式中可以包括引入压缩残余应力以抵销张应力。可以使用多种特殊的压力释放方法，包括引发振动的应力释放（在此还称为振动应力释放或振动性应力释放（在任一情况下，VSR））、高温应力释放或以低温冷却形式的低温应力释放。

根据另一方面，公开了在铝基发动机机体中形成气缸孔的方法。该方法包括铸造机体以在其中限定一个或多个气缸孔，利用机械糙化激发孔的暴露表面以及降低存在于被激发的表面中的残余应力。该应力降低由VSR、高温的应用或低温的应用的一个或多个来实现。

根据另一方面，公开了铝基发动机机体。该机体包括形成在其中的一个或多个气缸孔，其中，一个或多个孔具有暴露表面（具体地，面对配置成沿其轴向尺寸横向于孔的活塞的表面），该表面形成有机械糙化特征。重要地，暴露表面经受处理以抵消任何由机械糙化引入的增加的残余应力的影响。

方案1. 一种处理气缸孔的方法，所述气缸孔形成在铝基发动机机体中，所述方法包括：

利用机械糙化法激发所述孔的暴露表面；以及

通过振动应力释放、高温应力释放和低温应力释放的至少一个，降低存在于所述被激发的表面中的残余应力。

方案2. 根据方案1所述的方法，进一步包括在所述被处理的孔上形成至少一个保护涂层。

方案3. 根据方案2所述的方法，其中，所述至少一个保护涂层从组中选择，所述组由热障涂层、耐磨损涂层、防腐蚀涂层、结合-促进涂层及其组合构成。

方案4. 根据方案2所述的方法，其中，所述至少一个保护涂层由热喷法来涂敷。

方案5. 根据方案2所述的方法，其中，在所述气缸孔和所述至少一个保护涂层之间没有放置气缸衬套。

方案6. 根据方案1所述的方法，其中，所述振动应力释放包括：

操作与所述机体振动协作的振动装置，以便确定与所述机体相关联的至少一个共振频率响应条件；

在与所述至少一个共振频率响应条件基本上一致的操作条件下，从所述振动装置将振动传递到所述机体；以及

监测所述被传递的振动直到所述残余应力降低至预定水平。

方案7. 根据方案6所述的方法，其中，所述监测进一步包括测量在所述残余应力中的降低量。

方案8. 根据方案7所述的方法，其中，所述测量在所述残余应力中的降低量包括使用X-射线衍射。

方案9. 根据方案6所述的方法，其中，所述操作包括使用扫描速率足够慢地扫过所述机体的振动响应范围以确保用于所述至少一个共振频率响应条件的每一个的全振幅共振。

方案10. 根据方案9所述的方法，其中，所述扫描速率在约10RPM/秒与50RPM/秒之间。

方案11. 根据方案1所述的方法，其中，所述高温应力释放在由感应加热、等离子体喷枪加热和热喷枪加热构成的组中选择。

方案12. 根据方案1所述的方法，其中，所述低温应力释放在形成至少一个保护涂层之前执行，所述保护涂层形成在所述被处理的孔上。

方案13. 根据方案1所述的方法，其中，所述低温应力释放在形成至少一个保护涂层之后执行，所述保护涂层形成在所述被处理的孔上。

方案14. 根据方案1所述的方法，其中，所述激发不包括喷砂或者水射流喷砂。

方案15. 一种在铝基发动机机体中形成气缸孔的方法，所述方法包括：

铸造所述机体以在其中限定至少一个气缸孔；

利用机械糙化激发所述孔的暴露表面；以及

降低存在于所述被激发的表面中的残余应力，所述降低从由振动应力释放、高温应力释放和低温应力释放构成的组中选择。

方案16. 根据方案15所述的方法，进一步包括在所述被处理的孔上形成至少一个保护涂层。

方案17. 一种铝基发动机机体，在所述机体中限定至少一个气缸孔，所述至少一个孔包括形成有机械糙化特征的暴露表面，所述暴露表面包括对其处理以便在其中限定应力水平，所述应力水平相对于没有所述处理被施加的情况被降低。

方案18. 根据方案17所述的机体，进一步包括置于所述被降低应力水平的暴露表面上的至少一个保护涂层。

方案19. 根据方案18所述的机体，其中，所述机械糙化特征限定在所述表面中的底切。

方案20. 根据方案19所述的机体，其中，所述底切限定大致鸠尾榫形状。

附图说明

当前发明的优选实施方式的下述详细描述在结合下面的附图阅读时能够得到最佳的理解，其中，相同的结构由相同的参考标记标注，以及其中图的各种组件不必按比例图示。

图1描绘了概念发动机机体的轴测图，该机体带有形成在其中的四个气缸孔以及临时安装在其上的振动基装置使得气缸孔能够经受根据当前发明的一方面的VSR处理;

图2描绘了高倍放大的图1的发动机的气缸孔，该气缸孔已经经受了机械糙化以产生类似底切样式的鸠尾榫;

图3A和3B描绘了已经发生在热喷涂层中的两个不同放大的裂纹，该热喷涂层根据现有技术已经被涂敷到机械糙化的气缸孔表面;

图4描绘了能够用于形成图2的样式的机械糙化工具;

图5描绘了波形，该波形演示了共振激励终止后振动在样本中持续的时间周期;

图6描绘了反向响铃时间（ring time），该时间是在振动激励的开始与全共振振幅之间的时间周期;

图7描绘了处于两种不同的扫描速率的扫描效果；以及

图8描绘了显示工件加速度以及振动装置输入功率的两个曲线图，分别用于图1的VSR处理。

具体实施方式

首先参考图1，显示了四缸汽车内燃发动机机体100的简图。机体100包括各部分（除其他的以外）：曲轴箱110、曲轴轴承120、凸轮轴轴承130（在发动机的情况中带有顶置气门和推杆）、水冷却套140，飞轮壳150以及气缸孔160。这些孔160可以包括合金表面层（未显示），该表面层与每个孔160的基底整体地形成，或是作为独立的插入件或套筒，其被设计大小以牢固地配合在其内。在一种形式中，这样的合金表面层能够用于增强孔160的耐腐蚀性、耐磨性或耐热性。事实上，在发动机结构中，机体100由轻量材料铸造而成，诸如铝及其合金（诸如A380，A319或A356），这样的表面层的附加作为赋予额外的耐热性和耐磨损性的方式传统上被认为是必要的。在一种形式中，这个合金表面层由重的铸铁或相关材料制成。发动机机体100的气缸孔160被定义为圆周内壁160A。

接下来参考图2到4，为了在孔壁的表面附近产生几何形状的机械糙化工具的使用导致在孔表面中的不期望的拉伸强度，其进而趋于穿过并沿着随后涂敷的保护性TBC或相关涂层的表面产生裂纹。通常来说，期望保持的残余应力发展到尽可能接近零；达到残余应力进化的程度，其为正的（即本质上是张力），优选地将他们保持在约200MPa（即大致30ksi）以下；当前发明，通过降低在孔表面中的这些张应力达到处于或低于这样数值的水平，抑制涂层裂纹的倾向。

特别地参考图4，显示了用于产生图2的机械糙化表面的机械糙化工具200（在轴向中心线CL上方显示），300（在轴向中心线CL下方显示）上的第一和第二组件。第一和第二进给杆210、310在它们相应的基体220、320内部被轴向地引导。当进给杆210在第二工具200的方向上在基体220的轴向方向上移动时，管状锥体230径向地移位进给销240，其进而挤压在径向向外方向具有形式叶片板260的弯曲支撑250，由此执行工具200的进给运动。弯曲支撑250的位置通过轴向调整是可移动的。同样地，进给杆310与辊子330在孔160壁中从由工具200之前形成的图样形成所期望的鸠尾榫样式165。对于辊子330，以正向方式径向地进给是特别有利的，使得进给力能够被控制而与作用在辊子330上的离心力无关。辊子330的倾斜优选地调整到正交于孔160内部形成的样式165的纵向方向。如此，辊子330在样式165之上滚动，没有滑行移动。与机械糙化工具200,300的操作相关联的额外细节可以在‘790公开中找到。

特别地结合图2参考图3A和3B，显示了与形成在气缸孔160表面中的机械糙化样式相关联的细节，以及随后涂敷的涂层180（诸如TBC，耐磨损涂层，防腐蚀涂层，结合-促进涂层或类似涂层）的场景。这个最终涂层类型的示例可以在共同未决的、名称为“作为用于气缸孔热喷涂的粘结涂层的TIO₂应用”的美国专利申请号14/733,121中找到，该申请由当前发明的受让人拥有，并且其公开内容通过引用全文结合到本文中。重要地，图2显示的机械糙化的使用具有在气缸孔160的表面和随后涂敷的涂层180中产生残余应力（以及伴随的裂纹）的倾向。

在当前背景下，主体中的残余应力是那些在主体与其环境之间保持平衡所不必要的应力。它们可以按原因分类（例如热或弹性失配），按它们自我平衡的尺度分类，或根据测量它们的方法分类。从长度尺度的角度看，残余应力起源于不同区域之间的失配。在许多情况中，这些失配跨越大的距离，例如，那些由弯杆的非均匀的塑性变形所导致的。它们还能够由急剧的热梯度引起，例如，那些在铸造、焊接或热处理操作期间导致的。无论是机械引起的还是热引起的，所谓的宏应力被称为类型I，因为它们在大的距离上持续地变化。这是与在晶粒尺度（类型II或晶间应力）或原子尺度（类型III）上变化的残余应力相反。在这些情况中，失配区域跨越微观的或亚微观的尺寸。低水平的类型II应力几乎总是存在于多晶体材料（诸如大多金属）中，简单地来自不同地定向的相邻晶粒的弹性和热特性是不同的事实。当微结构包含一些相或当相变换发生时，出现更显著的晶粒尺度应力。类型III类别典型地包括由于在界面处的内聚力以及位错应力场引起的应力。由在材料内部的不同区域之间或不同相之间的失配引起的残余应力决定了残余的宏观和微观残余应力的不同类型。总之，类型II和类型III应力趋于通过裂纹尖端区中的塑性消除，使得只有类型I应力需要从疲劳的观点考虑。然而，这对于短的裂纹扩展不是真实的，其是微结构以及类型II应力所依赖的。特别关于铸铝发动机机体中的气缸孔，这些表面应力能够（如果留下未处理）导致在随后涂敷的涂层180中的裂纹形成。

特别地，一种在用于已经被用机械糙化预处理过的气缸孔160的热喷（或相关）涂层180中降低裂纹倾向的方法包括：使用VSR通过包含孔160的气缸机体100的超声波振动释放在孔160区域中的内部应力。事实上，当前发明人已经确定VSR降低上述讨论的全部三种类型的残余应力。通常，VSR在宏观尺度和微观尺度二者上提供动能。因此，它不仅改变在工件中的宏观尺度的应力分布，而且通过促进亚缺陷（诸如位错、孪晶以及堆垛缺陷）的运动改变微观结构和亚结构。结果是在VSR之后位错、孪晶和堆垛缺陷的较低密度，以及来自晶间区域的较低残余应力。

更特别地，VSR是非热应力释放方法，其使用工件自身的共振频率以增加通过诱导的振动所经受的载荷。再次参考图1，一个或多个机械振动装置170被附接到机体100，并被配置成在机体100的共振频率附近（但不是在该共振频率下）操作。VSR处理的优选设置涉及一些步骤，包括首先将机体100放置在载荷垫（未显示）上。这些垫应该由软的但弹性的材料（典型的尿烷或氯丁橡胶）制成，并且应该远离机体100的拐角放置，使得工件的阻尼被最小化；这进而促进对振动的增加的共振响应。其次，振动装置170需要牢固地安装在机体100上，但远离机体100的拐角放置并且定向使得它的力-场输出垂直于它的旋转或章动轴线以最大化它的驱动机体100进入共振的机会；特别地如在图1中所示，两个这样的振动装置170被使用，并且位于机体100的彼此相对的侧上。在代替的形式中（未显示），机体100能够牢固地夹持到振动桌或相关台子上。不管该振动装置170的配置，它优选地用高强度螺栓或相关连接机构固定以促进在机体100内部的紧密联接的响应。此外，优选的是在机体100的拐角之一上放置振动测量传感器（未显示），并且与力-平面（即垂直于振动装置170的旋转或章动轴线的平面）成一条直线。振动装置170的不平衡应该足以驱动机体100的共振，最低限度地达到几个重力加速度的水平。再次，振动装置170的速度范围必须能够超过机体100的最高的预期共振频率。在一种形式中，推荐至少6000-8000RPM的最高速度能力。振动装置170的紧密的电机速度调节（±0.25%）优选的作为改善检测及驱动适合的共振条件的能力的方式。驱动共振涉及调节振动装置170的速度到共振峰值的顶部。这随着机体100刚性增加越来越有挑战性，其导致共振变得非常狭窄。为了记录这样的共振，优选的是在该速度范围内进行慢的、自动化的扫描以及绘制机体100的振动响应。一旦在扫描期间获得了记录的共振（多个），然后就调节振动装置170的速度使得机体100对被传递的振动的响应被监测。速度的细调（加上紧密的速度调节）增强峰值调节和追踪能力。而且，残余应力降低的量的可量化测量可以通过直接或间接手段实现。在一个优选的前一方法中，直接的测量可以使用X-射线衍射来执行。

接下来参考图5，与VSR相关联的扫描速率必须慢，不仅是因为共振峰值狭窄，而且因为机体100的高惯性；这在机体100与大型物体毗邻的情况下是特别真实的，诸如孔是气缸机体100的部分的情况。在振动的响应中有明显的时间延迟（称为响铃时间），该时间延迟由这个高机体100惯性导致。响铃时间定义为共振主体在共振激励停止后持续振动（尽管在衰减中）的时间周期。在一种形式中，用于发动机机体100的扫描速率的数值优选地在约10RPM/秒与50RPM/秒之间，而振动装置170的速度在2500RPM与5000RPM之间（其大致等同于40到80Hz或周每秒）以共振；这样的振动可以是椭圆形状、旋转式或往复式。

接下来参考图6，当振动是激励导致的共振时（而不是来自单一的击打事件，诸如当用锤子击打铃铛），在振动激励的开始与达到全共振振幅值的时刻之间有个时间周期。在这个时间期间，振幅是增强或增长的（衰减的反向），故这个现象被称为反向响铃时间（RRT）。对于利用振动释放应力的大的金属结构（诸如发动机机体100），响铃或反向响铃时间（这些时间周期是相同的，不管振幅是增长还是衰减）能够是20-40秒或更长。该响铃时间对于实现全共振振幅是重要的。

在VSR期间寻找机体100的共振的方法是在振动装置的速度范围内扫描，并记录或绘制振动幅值对振动装置速度。RRT的影响（具体地在共振的开始和实现全共振幅值之间的时间延迟）规定了用于在振动装置的速度范围（还称为振动响应范围）内扫描的扫描速率是慢的，以便做出共振模式的精确记录。扫描太快将导致共振峰值没有被完全描绘或被完全错过，因为机体100将不会有充足的时间以在振动装置速度增加（由于扫描）超过共振频率之前达到全幅值共振。

接下来参考图7，显示了两种不同扫描速率（10PRM/秒和50RPM/秒）的结果。二者中，约10PRM/秒的较低的扫描速率在实践中已经被发现导致许多机体100的精确共振峰值的记录。当前发明人已经确定随着机体100尺寸增加，可以优选地是降低扫描速率可能以便完整地捕获精确的共振数据。对处理的最常见响应包括峰值增加（其典型地是较大的变化）以及在较低的RPMs方向中的峰值移位（其典型地是较小的变化，至少百分比程度）。典型地，这些共振峰值非常狭窄，导致任何峰值移位迅速地降低振动幅值，并且因此，应力释放率的迅速降低，因为共振幅值在释放应力中更有效。因此，任何峰值移位可能从振动装置170速度的细调调整中受益，以便追踪峰值到其最后的、稳定的位置。

接下来参考图8，这些响应（其经常结合峰值增长和峰值移位）的每一个与机体100的刚性的降低一致，其中，这样的刚性与残余应力的出现相关联。举例来说，发生在VSR期间的常见的共振模式变化被显示，其中，大的峰值增长了47%，而同时向左移位了28RPM，该移位小于0.75%的变化。在当前示例中，用于执行这个应力释放的设备具有振动装置170 的± 0.02%的速度调节，以及1RPM的速度增量的细调，其甚至允许峰值细微的移位以被精确地追踪到它们最后的、稳定的现场。

另一种降低与后糙化残余应力相关联的涂层裂纹倾向的方法是通过高温的手段，诸如感应加热、等离子体枪、热喷枪以及其他手段（在此处共同地称为热应力释放）。显著地，重要的是在任何这样的加热期间避免气缸孔160表面氧化。在一种形式中，发动机机体100可以放置在可封闭的、受控的环境（未显示）中以确保惰性气体可以用于保护该孔160的表面在这样的加热之前、期间或之后不被氧化。这些加热工艺在短的时间周期内进行。例如，利用感应加热，感应加热器放置在每个气缸孔160中。热量仅接通数秒或数分钟以加热孔并释放残余应力。铝孔可以短时间（数秒或数分钟）达到在300℃ – 500℃之间的温度并且然后慢慢冷却。如上述提到的，惰性气体的使用可以帮助保护防止孔160表面的氧化。利用等离子体枪和热喷枪的处理方法之前在名称为“通过用于气缸孔上的热喷涂层的等离子体射流的表面激发”的美国专利申请号14/535,404中被描述，该申请由当前发明的受让人拥有，并且其公开内容通过引用全部结合到本文中。特别地，关于调整与那个申请相关联的热喷涂层参数的细节可以帮助释放内部应力；示例包括减慢喷射行进速度，以及允许更多行程，从每个行程得到更薄的涂层。

又一种可能由气缸孔160的机械糙化引起的应力释放的方法涉及使用低温应力释放。在这个方法中，由适合的铸造方法（诸如砂型铸造、高压压铸或类似方法）生产的铸铝合金发动机机体（诸如图1中所示的机体100）可以经受极度的低温（例如，在约 -190℉与 -310℉之间的范围内），诸如通过液氮浴的使用。在短时间（大约30秒或更短）内，机体100将达到所期望的低温温度，在这之后将它从浴中移除，并且然后允许加热回至室温以实现低温回火。通常地，这样的机体100被允许在静止空气中加热到室温以便不经受热冲击；然而，如果时间是约束，可以采用提高加热方案，该方案能够结合突验性尝试使用以确定对组件没有造成损害。在这个回火过程期间，铝的微结构会发生许多变化。最重要的益处之一是残余应力的降低，该残余应力是在铸造和/或后机械加工过程中固有的。除降低裂纹倾向以外，额外的益处可以包括增加的疲劳寿命、改善的热特性、较低的蠕变以及更好的尺寸控制。

虽然低温应力释放已经可以用于铁-基发动机机体合金，但当前发明人没有意识到在诸如机体100的铝-基发动机机体上类似处理的使用。显著地，尽管铁-基机体能够在接近800℉的温度下被应力释放，对结构很少损坏，但是由铝制成的类似机体在这些温度下可能经历显著的扭曲，因为这与铝大致1000℉的熔化温度很接近。事实上，低温应力释放即使在铁机体中也很少，因为冷回火的复杂性没有被很好的理解。另外，就该工艺被理解的程度，由于担心损坏气缸孔表面或机体，通过使铝发动机机体经受这种极度低温的回火是经常避免的。这在形成铁衬套作为孔内插入件用于耐磨损的发动机配置中是尤其真实的。由于在孔和衬套之间的热膨胀的差别，如此配置的机体在低温环境中的放置将是有问题的。在这些温度下，铝以两倍于铁的速率收缩，这意味着大的多的机体将在衬套周围产生应力；这进而能够导致衬套弹出或产生扭曲。当前发明人已经确定通过对不带衬套的铝合金发动机机体100的壁应用低温回火应力释放，将没有相抗衡的热失配问题。如此，一旦机体100被释放上述提到的铸造和机械加工的应力，热喷涂层就可以涂敷到孔160或其他需要这样处理的基底。

在当前背景下，术语“孔”及其变体意为包含通过气缸孔限定的发动机机体的壁，以及套筒、衬套或相关插入件的壁二者，该插入件放置在其中作用为在发动机壁和往复活塞之间的中介。如此，二者变体被认为在当前发明的范围之内。

要注意的是，类似“优选地”、“通常地”和“典型地”的术语在此没有用来限定所要求保护的发明的范围或暗示特定特征对所要求保护的发明的结构或功能是关键的、基本的或者甚至重要的。相反，这些术语仅仅旨在强调可以或不可以用在当前发明的特定实施方式中的可替代的或额外的特征。

出于描述和定义当前发明的目的，要注意的是，术语“基本上”和“近似”以及他们的变体在此用来代表可以归因于任何定量的比较、数值、测量或其他表示的固有不确定度。术语“基本上”在此还用来代表定量表示可以变化离开规定基准的程度，而没有导致讨论的主体的基本功能的变化。

在已经详细地并且通过参考具体实施方式描述了本发明的情况下，然而将显而易见的是修改和变化是可能的，而不脱离在所附权利要求中所限定的本发明的范围。特别地，设想的是当前发明的范围不必限于规定的优选方面以及示例的实施方式，但应该受所附权利要求的支配。

Claims (10)

1.一种处理气缸孔的方法，所述气缸孔形成在铝基发动机机体中，所述方法包括：

利用机械糙化法激发所述孔的暴露表面；以及

通过振动应力释放、高温应力释放和低温应力释放的至少一个，降低存在于所述被激发的表面中的残余应力。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述被处理的孔上形成至少一个保护涂层。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个保护涂层从组中选择，所述组由热障涂层、耐磨损涂层、防腐蚀涂层、结合-促进涂层及其组合构成。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个保护涂层由热喷法来涂敷。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述气缸孔和所述至少一个保护涂层之间没有放置气缸衬套。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述振动应力释放包括：

操作与所述机体振动协作的振动装置，以便确定与所述机体相关联的至少一个共振频率响应条件；

在与所述至少一个共振频率响应条件基本上一致的操作条件下，从所述振动装置将振动传递到所述机体；以及

监测所述被传递的振动直到所述残余应力降低至预定水平。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述监测进一步包括测量在所述残余应力中的降低量。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述测量在所述残余应力中的降低量包括使用X-射线衍射。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述操作包括使用扫描速率足够慢地扫过所述机体的振动响应范围以确保用于所述至少一个共振频率响应条件的每一个的全振幅共振。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述扫描速率在约10RPM/秒与50RPM/秒之间。