CN115747701A - 铝缸体喷涂生产方法 - Google Patents

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CN115747701A CN202211472606.6A CN202211472606A CN115747701A CN 115747701 A CN115747701 A CN 115747701A CN 202211472606 A CN202211472606 A CN 202211472606A CN 115747701 A CN115747701 A CN 115747701A
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宋建龙
杨庆敖
姜恩伟
韩令海
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本发明涉及热喷涂技术领域,具体公开了铝缸体喷涂生产方法。该方法包括以下步骤:铸造缸主体,在缸主体的顶面机加工出缸孔;铸造铝缸套,对铝缸套的内表面粗糙化处理,然后洗净内表面并对内表面干燥处理;对铝缸套的内表面热喷涂;待到铝缸套的内表面的涂层成型后,对涂层进行清洁;对涂层进行检测,判断涂层厚度是否处于厚度范围,若是,则推进,若否,则舍弃铝缸套重新铸造;判断对铝缸套的使用需求,如需求成品,则对铝缸套精镗和珩磨后再推进,如需求半成品,则推进;将铝缸套装配到缸孔中,使铝缸套的端面与缸主体的顶面齐平;对铝缸体机加工,即制得铝缸体的成品。该方法改变了铝缸体喷涂的方式,降低了生产成本,提高了良品率。

Description

铝缸体喷涂生产方法
技术领域
本发明涉及热喷涂技术领域,尤其涉及铝缸体喷涂生产方法。
背景技术
在当前汽车电动化的背景下,乘用车发动机技术的研究方向围绕热效率和轻量化展开,缸体热喷涂技术可以有效提升发动机轻量化和热效率,因此各厂家开始针对喷涂铝缸体进行研究。
常规的喷涂铝缸体是采用热喷涂技术直接对缸孔进行喷涂然后进行珩磨而实现的。热喷涂技术是利用某种热源,如电弧、等离子弧、燃烧火焰等,将粉末状或丝状的金属或陶瓷涂层材料加热到熔融或半熔融状态,并利用焰流本身或外加高速气流将其喷射到基体材料表面形成涂层的表面工程技术。
然而,常规的喷涂铝缸体存在有以下痛点:
1)气缸内壁直接喷涂是一种较复杂和较昂贵的制造工艺,费用高昂,其相关喷涂设备的投资在四千万以上;
2)铝气缸体的缸孔必须满足孔隙率的条件,这对铸造工艺提出了非常严格的要求,需要对缸体的铸造工艺进行大量的试验开发,且很难降低其废品率;
3)在进行缸孔喷涂时,缸体顶面和底面要进行必要的遮挡,以防止喷涂物质进入缸体其它区域,这提高了顺利完成喷涂操作的难度;
4)当缸孔喷涂过程中发生差错时,就会导致整个缸体报废,喷涂失败的代价过高。
发明内容
本发明的目的在于提供铝缸体喷涂生产方法,以解决铝缸体喷涂成本高、难度大及废品率高的问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
铝缸体喷涂生产方法,铝缸体包括缸主体和装配于所述缸主体上的铝缸套,包括以下步骤:
S10:铸造所述缸主体,在所述缸主体的顶面机加工出缸孔;
S20:铸造所述铝缸套,对所述铝缸套的内表面进行粗糙化处理,然后洗净所述内表面并对所述内表面进行干燥处理;
S30:对所述铝缸套的内表面进行热喷涂;
S40:待到所述铝缸套的内表面的涂层成型后,对所述涂层进行清洁;
S50:对所述涂层进行检测,判断所述涂层的厚度是否处于厚度范围之内,若是,则判断所述铝缸套合格,进行步骤S60,若否,则判断所述铝缸套不合格,舍弃所述铝缸套,重新进行步骤S20;
S60:判断对所述铝缸套的使用需求,如果需求成品的所述铝缸套,则对所述铝缸套进行精镗和珩磨,然后进行步骤S70,如果需求半成品的所述铝缸套,则直接进行步骤S70;
S70:将所述铝缸套装配到所述缸孔中,使所述铝缸套的端面与所述缸主体的顶面齐平;
S80:对所述铝缸体进行机加工,即制得所述铝缸体的成品。
作为铝缸体喷涂生产方法的优选技术方案,步骤S70包括以下详细步骤:
S71:将所述缸主体加热到热装温度,然后将所述铝缸套置入所述缸孔中。
作为铝缸体喷涂生产方法的优选技术方案,所述热装温度处于100摄氏度-150摄氏度之间。
作为铝缸体喷涂生产方法的优选技术方案,步骤S70包括以下详细步骤:
S72:降低所述铝缸套的温度,利用机械手将所述铝缸套压入所述缸孔中。作为铝缸体喷涂生产方法的优选技术方案,步骤S80包括以下详细步骤:
S81:对所述铝缸体的顶面和所述涂层进行精镗和镜面珩磨。
作为铝缸体喷涂生产方法的优选技术方案,对所述铝缸套的内表面进行热喷涂的喷涂工艺为粉末喷涂或双丝喷涂。
作为铝缸体喷涂生产方法的优选技术方案,对所述铝缸套的内表面进行热喷涂的喷涂材料为铁基材料、耐磨材料或绝热陶瓷材料。
作为铝缸体喷涂生产方法的优选技术方案,所述缸主体的铸造成型工艺为高压铸造或低压重力砂型铸造。
作为铝缸体喷涂生产方法的优选技术方案,所述铝缸套与所述缸孔过盈配合,配合过盈量为0.012毫米-0.075毫米。
作为铝缸体喷涂生产方法的优选技术方案,所述厚度范围为0.6毫米-0.8毫米。
本发明的有益效果:
该铝缸体喷涂生产方法通过分体生产缸主体和铝缸套并对铝缸套单独进行热喷涂的设计,能够降低厂家的投资成本和生产成本,降低生产的难度,提高良品率。而且,铝缸套的生产技术成熟,铸造难度低,其孔隙率很容易达到设计需求;单独热喷涂铝缸套的操作无需进行遮挡,节省了工装的费用;如若铝缸套的喷涂过程发生差错,也仅会报废铝缸套,喷涂失败的代价大幅下降。
同时,缸主体和铝缸套的分体设计对缸主体的生产不做出喷涂方面的需求,使得完成喷涂操作的铝缸套能够由铝缸套的生产厂家独立进行大批量生产,优化了铝缸体的生产结构,提高了铝缸体的生产效率。而且,如果铝缸体在使用过程中出现了涂层的磨损或异常损坏,可以通过替换铝缸套的方式完成对铝缸体的维护,从而大幅降低了铝缸体维护的成本,提高了维护的效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的铝缸体喷涂生产方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的铝缸体的结构示意图;
图3是图2中A-A平面的横截面图。
图中:
100、缸主体;200、铝缸套。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置,而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性地,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
如图1-图3所示,本实施例提供了铝缸体喷涂生产方法,铝缸体包括缸主体100和装配于缸主体100上的铝缸套200,包括以下步骤:
步骤一:铸造缸主体100,在缸主体100的顶面机加工出缸孔。
步骤二:铸造铝缸套200,对铝缸套200的内表面进行粗糙化处理,然后洗净内表面并对内表面进行干燥处理。
步骤三:对铝缸套200的内表面进行热喷涂。
步骤四:待到铝缸套200的内表面的涂层成型后,对涂层进行清洁。
步骤五:对涂层进行检测,判断涂层的厚度是否处于厚度范围之内,若是,则判断铝缸套200合格,进行步骤六,若否,则判断铝缸套200不合格,舍弃铝缸套200,重新进行步骤二。
步骤六:判断对铝缸套200的使用需求,如果需求成品的铝缸套200,则对铝缸套200进行精镗和珩磨,然后进行步骤七,如果需求半成品的铝缸套200,则直接进行步骤七。
步骤七:将铝缸套200装配到缸孔中,使铝缸套200的端面与缸主体100的顶面齐平。
步骤八:对铝缸体进行机加工,即制得铝缸体的成品。
该铝缸体喷涂生产方法通过分体生产缸主体100和铝缸套200并对铝缸套200单独进行热喷涂的设计,能够降低厂家的投资成本和生产成本,降低生产的难度,提高良品率。而且,铝缸套200的生产技术成熟,铸造难度低,其孔隙率很容易达到设计需求;单独热喷涂铝缸套200的操作无需进行遮挡,节省了工装的费用;如若铝缸套200的喷涂过程发生差错,也仅会报废铝缸套200,喷涂失败的代价大幅下降。
同时,缸主体100和铝缸套200的分体设计对缸主体100的生产不做出喷涂方面的需求,使得完成喷涂操作的铝缸套200能够由铝缸套200的生产厂家独立进行大批量生产,优化了铝缸体的生产结构,提高了铝缸体的生产效率。而且,如果铝缸体在使用过程中出现了涂层的磨损或异常损坏,可以通过替换铝缸套200的方式完成对铝缸体的维护,从而大幅降低了铝缸体维护的成本,提高了维护的效率。
在工程实际中,半成品的铝缸套200更受青睐,具有铝缸套200的铝缸体的制备流程可以充分利用缸体生产厂家的原有设备,大幅降低了铝缸套200采购成本,且能够保证缸孔的加工精度。
在本实施例的一种实施方式中,步骤七包括以下详细步骤:将缸主体100加热到热装温度,然后将铝缸套200置入缸孔中。利用热装的方式,能够顺利地将铝缸套200组装于缸主体100上,以上方法简单可靠,操作成功率高且运行成本低,便于单次完成大批量的组装操作,提高了铝缸体喷涂生产方法的效率。具体地,热装温度处于100摄氏度-150摄氏度之间。
在本实施例的另一种实施方式中,步骤七包括以下详细步骤:降低铝缸套200的温度,利用机械手将铝缸套200压入缸孔中。具体地,利用液氮降低铝缸套200的温度。利用冷压的方式,能够顺利地将铝缸套200组装于缸主体100上,以上方法简单可靠,操作成功率高且运行成本低,便于单次完成大批量的组装操作,提高了铝缸体喷涂生产方法的效率。
在本实施例的其他实施方式中,利用其他专用设备将铝缸套200压入缸孔中。具体采用何种专用设备完成对铝缸套200的下压动作,为本领域内的公知常识,为本领域内的技术人员所熟知,在此不多加赘述。
示例性地,步骤八包括以下详细步骤:对铝缸体的顶面和涂层进行精镗和镜面珩磨。以上工序实现了对铝缸体的顶面和涂层的精细加工,提升了表面的光滑程度,保障了铝缸体能顺利工作,降低了铝缸体的维护频率。
在本实施例中,对铝缸套200的内表面进行热喷涂的喷涂工艺为粉末喷涂或双丝喷涂。以上喷涂方式具有高效、节能、污染少、涂料利用率高、涂膜性能好和成品率高的优点,保证了对铝缸套200内表面的喷涂效率和喷涂效果。
进一步地,对铝缸套200的内表面进行热喷涂的喷涂材料为铁基材料、耐磨材料或绝热陶瓷材料。以上材料具有隔热效果好、耐磨损及柔韧性好的优点,能够有效地满足涂层的设计需求。
在本实施例中,缸主体100的铸造成型工艺为高压铸造或低压重力砂型铸造。以上铸造成型工艺具有产品质量好、生产效率高和经济效果优良的优点,能够有效地满足缸主体100的铸造需求。
示例性地,铝缸套200与缸孔过盈配合,配合过盈量为0.012毫米-0.075毫米。过盈配合实现了铝缸套200与缸主体100的稳定连接,减少了铝缸套200因意外而发生位置偏移甚至脱离缸主体100的情况,确保了铝缸体的顺利运行。
铝缸套200采用市场常规铸造方式生产,必要时可以使用型材,铝缸套200的壁厚按设计需求被控制在1.5毫米-2.5毫米。
在本实施例中,厚度范围为0.6毫米-0.8毫米。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.铝缸体喷涂生产方法,铝缸体包括缸主体(100)和装配于所述缸主体(100)上的铝缸套(200),其特征在于,包括以下步骤:
S10:铸造所述缸主体(100),在所述缸主体(100)的顶面机加工出缸孔;
S20:铸造所述铝缸套(200),对所述铝缸套(200)的内表面进行粗糙化处理,然后洗净所述内表面并对所述内表面进行干燥处理;
S30:对所述铝缸套(200)的内表面进行热喷涂;
S40:待到所述铝缸套(200)的内表面的涂层成型后,对所述涂层进行清洁;
S50:对所述涂层进行检测,判断所述涂层的厚度是否处于厚度范围之内,若是,则判断所述铝缸套(200)合格,进行步骤S60,若否,则判断所述铝缸套(200)不合格,舍弃所述铝缸套(200),重新进行步骤S20;
S60:判断对所述铝缸套(200)的使用需求,如果需求成品的所述铝缸套(200),则对所述铝缸套(200)进行精镗和珩磨,然后进行步骤S70,如果需求半成品的所述铝缸套(200),则直接进行步骤S70;
S70:将所述铝缸套(200)装配到所述缸孔中,使所述铝缸套(200)的端面与所述缸主体(100)的顶面齐平;
S80:对所述铝缸体进行机加工,即制得所述铝缸体的成品。
2.根据权利要求1所述的铝缸体喷涂生产方法,其特征在于,步骤S70包括以下详细步骤:
S71:将所述缸主体(100)加热到热装温度,然后将所述铝缸套(200)置入所述缸孔中。
3.根据权利要求2所述的铝缸体喷涂生产方法,其特征在于,所述热装温度处于100摄氏度-150摄氏度之间。
4.根据权利要求1所述的铝缸体喷涂生产方法,其特征在于,步骤S70包括以下详细步骤:
S72:降低所述铝缸套(200)的温度,利用机械手将所述铝缸套(200)压入所述缸孔中。
5.根据权利要求1所述的铝缸体喷涂生产方法,其特征在于,步骤S80包括以下详细步骤:
S81:对所述铝缸体的顶面和所述涂层进行精镗和镜面珩磨。
6.根据权利要求1所述的铝缸体喷涂生产方法,其特征在于,对所述铝缸套(200)的内表面进行热喷涂的喷涂工艺为粉末喷涂或双丝喷涂。
7.根据权利要求6所述的铝缸体喷涂生产方法,其特征在于,对所述铝缸套(200)的内表面进行热喷涂的喷涂材料为铁基材料、耐磨材料或绝热陶瓷材料。
8.根据权利要求1所述的铝缸体喷涂生产方法,其特征在于,所述缸主体(100)的铸造成型工艺为高压铸造或低压重力砂型铸造。
9.根据权利要求1所述的铝缸体喷涂生产方法,其特征在于,所述铝缸套(200)与所述缸孔过盈配合,配合过盈量为0.012毫米-0.075毫米。
10.根据权利要求1-9任一项所述的铝缸体喷涂生产方法,其特征在于,所述厚度范围为0.6毫米-0.8毫米。
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