CN108588509A - 一种气缸套内衬及其制备方法 - Google Patents

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江城
朱斌
杨俊�
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Abstract

本发明公开了一种气缸套内衬及其制备方法，内衬各组分的质量百分比为：Si:4‑7％，Zn:2‑4％，Cr:1‑3％，Sr:0.2‑0.5％，C:0.4‑0.7％，Mo：0.2‑0.5％，Mn:0.4‑0.8％，Sn:0.5‑0.9％，余量为铝；采用离心铸造方式制造气缸套内衬，减少了工序的复杂性，降低了生产成本，且使用的原料对环境基本无污染，效果突出，接着通过低温回火，使此材料凸显出它的强度高、冲击韧性高、耐磨的优越性，制作的气缸套内衬耐磨性好、强度高、冲击韧性高；制备方法简单、稳定。

Description

一种气缸套内衬及其制备方法
技术领域
本属于发动机气缸套技术领域，具体涉及一种气缸套内衬及其制备方法。
背景技术
气缸套是汽车发动机中广泛应用的零件，它的功用主要有密封、导热、以及与活塞环形成滑动面，是发动机的核心零部件之一，目前其材质多为普通碳钢或合金中碳钢做外衬，内衬为高铬(Cr＞13％)白口铸铁，该类气缸套内衬主要是依靠熔炼和热处理形成回火马氏体加碳化物来满足强度、耐磨性的要求，冲击韧性较差，例如：日本栗本铁工含铬10-15％的CI×ZL型号的球磨机衬板的性能：抗拉强度Rm＞750MPa、冲击韧性ak＞4J/cm2。目前，国内外的双金属缸套内衬铸铁产品几乎都是高铬白口铸铁，随着泥浆泵的发展，内衬材料的强度、耐磨的要求更高，因此开发泥浆泵高强度耐磨内衬材料是一个急需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气缸套内衬及其制备方法，制作方法简单、稳定。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种气缸套内衬，内衬各组分的质量百分比为：Si:4-7％，Zn:2-4％，Cr:1-3％，Sr:0.2-0.5％，C:0.4-0.7％，Mo：0.2-0.5％，Mn:0.4-0.8％，Sn:0.5-0.9％，余量为铝。
一种气缸套内衬的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、按气缸套组成成分质量百分比进行配料；
S2、在模具内均匀喷散涂料，待涂料干燥后，将模具移至氮气保护室；
S3、将步骤S1中的配料倒入中频感应电炉中进行熔炼，熔融状态铝硅钛合金出炉温度为700-750℃；将熔融状态铝硅钛合金倒入模具中，采用离心铸造的方式铸造成气缸套内衬，留0.8mm余量；
S4、将内衬送入中性炉中，保温，然后淬入淬火液，保温120-200min；
S5、淬火后的内衬放入等温油炉中回火，回火时间为5-8h。
进一步，步骤S4所述的中性炉的温度为500-550℃。
进一步，步骤S4所述的淬火液按质量百分数计由以下组分组成：环氧丙烷共聚醚15-20％、聚氨酯树脂5-10％、四丁基硫酸氢铵6-10％、丙三醇3-6％、硬脂酸锌0.5-1.5％、硝酸铝0.2-0.5％，余量为水。
进一步，所述的淬火液的制备方法为:先将环氧丙烷共聚醚、聚氨酯树脂、四丁基硫酸氢铵和丙三醇一并倒入水浴搅拌器中，水浴温度为75-90℃，搅拌均匀后将剩余组分全部加入到水浴搅拌器内，继续搅拌2-4h，接着放入均质器中进行均质乳化5-8min，即得淬火液。
进一步，步骤S4所述的淬火液的温度为110-130℃。
进一步，步骤S5所述的等温油炉的温度为110-120℃。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种气缸套内衬及其制备方法，采用离心铸造方式制造气缸套内衬，减少了工序的复杂性，降低了生产成本，且使用的原料对环境基本无污染，效果突出，接着通过低温回火，使此材料凸显出它的强度高、冲击韧性高、耐磨的优越性，制作的气缸套内衬耐磨性好、强度高、冲击韧性高；制备方法简单、稳定。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种气缸套内衬，内衬各组分的质量百分比为：Si:4％，Zn:4％，Cr:3％，Sr:0.2％，C:0.5％，Mo：0.5％，Mn:0.6％，Sn:0.8％，余量为铝；
一种气缸套内衬的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、按气缸套组成成分质量百分比进行配料；
S2、在模具内均匀喷散涂料，待涂料干燥后，将模具移至氮气保护室；
S3、将步骤S1中的配料倒入中频感应电炉中进行熔炼，熔融状态铝硅钛合金出炉温度为700℃；将熔融状态铝硅钛合金倒入模具中，采用离心铸造的方式铸造成气缸套内衬，留0.8mm余量；
S4、将内衬送入中性炉于500℃下保温，然后淬入110℃淬火液，保温120min；
S5、淬火后的内衬放入110℃等温油炉中回火，回火时间为5-8h。所得气缸套内衬机械性能：硬度：700HV，Rm:1.82Gpa，ak:40J/cm2。
实施例2
一种气缸套内衬，内衬各组分的质量百分比为：Si:5％，Zn:4％，Cr:3％，Sr:0.5％，C:0.4％，Mo：0.5％，Mn:0.4％，Sn:0.9％，余量为铝；
一种气缸套内衬的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、按气缸套组成成分质量百分比进行配料；
S2、在模具内均匀喷散涂料，待涂料干燥后，将模具移至氮气保护室；
S3、将步骤S1中的配料倒入中频感应电炉中进行熔炼，熔融状态铝硅钛合金出炉温度为750℃；将熔融状态铝硅钛合金倒入模具中，采用离心铸造的方式铸造成气缸套内衬，留0.8mm余量；
S4、将内衬送入中性炉于550℃下保温，然后淬入130℃淬火液，保温200min；
S5、淬火后的内衬放入120℃等温油炉中回火，回火时间为8h。所得气缸套内衬机械性能：硬度：680HV，Rm:1.75Gpa，ak:37J/cm2。
实施例3
一种气缸套内衬，内衬各组分的质量百分比为：Si:7％，Zn:3％，Cr:2％，Sr:0.4％，C:0.5％，Mo：0.3％，Mn:0.5％，Sn:0.8％，余量为铝；
一种气缸套内衬的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、按气缸套组成成分质量百分比进行配料；
S2、在模具内均匀喷散涂料，待涂料干燥后，将模具移至氮气保护室；
S3、将步骤S1中的配料倒入中频感应电炉中进行熔炼，熔融状态铝硅钛合金出炉温度为720℃；将熔融状态铝硅钛合金倒入模具中，采用离心铸造的方式铸造成气缸套内衬，留0.8mm余量；
S4、将内衬送入中性炉于520℃下保温，然后淬入120℃淬火液，保温150min；
S5、淬火后的内衬放入115℃等温油炉中回火，回火时间为6h。所得气缸套内衬机械性能：硬度：660HV，Rm:1.79Gpa，ak:38J/cm2。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种气缸套内衬，其特征在于：内衬各组分的质量百分比为：Si:4-7％，Zn:2-4％，Cr:1-3％，Sr:0.2-0.5％，C:0.4-0.7％，Mo：0.2-0.5％，Mn:0.4-0.8％，Sn:0.5-0.9％，余量为铝。
2.一种气缸套内衬的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、按气缸套组成成分质量百分比进行配料；
S2、在模具内均匀喷散涂料，待涂料干燥后，将模具移至氮气保护室；
S3、将步骤S1中的配料倒入中频感应电炉中进行熔炼，熔融状态铝硅钛合金出炉温度为700-750℃；将熔融状态铝硅钛合金倒入模具中，采用离心铸造的方式铸造成气缸套内衬，留0.8mm余量；
S4、将内衬送入中性炉中，保温，然后淬入淬火液，保温120-200min；
S5、淬火后的内衬放入等温油炉中回火，回火时间为5-8h。
3.根据权利要求2所述的一种气缸套内衬的制备方法，其特征在于：步骤S4所述的中性炉的温度为500-550℃。
4.根据权利要求2所述的一种气缸套内衬的制备方法，其特征在于：步骤S4所述的淬火液按质量百分数计由以下组分组成：环氧丙烷共聚醚15-20％、聚氨酯树脂5-10％、四丁基硫酸氢铵6-10％、丙三醇3-6％、硬脂酸锌0.5-1.5％、硝酸铝0.2-0.5％，余量为水。
5.根据权利要求4所述的一种气缸套内衬的制备方法，其特征在于：所述的淬火液的制备方法为:先将环氧丙烷共聚醚、聚氨酯树脂、四丁基硫酸氢铵和丙三醇一并倒入水浴搅拌器中，水浴温度为75-90℃，搅拌均匀后将剩余组分全部加入到水浴搅拌器内，继续搅拌2-4h，接着放入均质器中进行均质乳化5-8min，即得淬火液。
6.根据权利要求2所述的一种气缸套内衬的制备方法，其特征在于：步骤S4所述的淬火液的温度为110-130℃。
7.根据权利要求2所述的一种气缸套内衬的制备方法，其特征在于：步骤S5所述的等温油炉的温度为110-120℃。
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