CN1936309A - 柴油机薄壁缸套及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柴油机薄壁缸套，它包括中空的缸套本体，所述缸套本体的壁厚为5.0－6.0mm，所述缸套本体的材料为珠光体球墨铸铁，所述珠光体球墨铸铁中珠光体的数量不小于80％；克服了已有技术中采用硼铸铁、钒钛铸铁等材质的缸套因强度不适应薄壁缸套的要求，因而达到柴油机因增加功率进行扩缸并保证柴油机的可靠性，所需的工艺简单，成本较低的气缸套材质；并且珠光体球墨铸铁气缸套的基体组织为致密强韧的珠光体，强度比普通铸铁强度约高三倍；抗蚀性好，耐磨性比普通铸铁缸套约高一倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种柴油机缸套，还涉及缸套的制造方法。
背景技术
柴油机按其冷却方式分为干式缸套柴油机和湿式缸套柴油机，湿式缸套柴油机由于其制造工艺性好，生产成本低，而被广泛应用。湿式缸套柴油机，在不改变缸心距和活塞行程的前提下，缸套内径的大小决定了柴油机的输出功率，于是工程技术人员通过扩缸(增大缸内径)的技术手段来提高柴油机功率，并因此降低柴油机制造成本。
扩缸的一个技术手段就是扩大缸套内径，因为缸套强度的限制，内径扩大到一定范围就不能继续扩缸，这种方式提高内燃机功率较小。
随着进一步提高功率的要求，扩缸的另一技术手段是扩大缸内径的同时也扩大缸的外径，这种方法保证了缸套的强度，但其缺点是缩小了缸套外部冷却水的冷却空间，恶化了柴油机的工作条件，另外缸套外径扩大到一定程度，因为缸心距的限制，也容易达到极限。
在现有技术中，普通湿式缸套柴油机的缸套采用硼铸铁、硼铜铸铁、铬铝铜铸铁、高磷合金铸铁、高磷铸铁、高含量铬钼镍铸铁、铬钼铜硼合金铸铁，气缸套套体内表面硬化处理采用软氮化、激光、表面高频淬火、镀铬等热处理工艺，然后在本体内表面(硬度HB207～360)进行珩磨加工并形成平台网纹。以上两种扩缸方式就是在铸铁材料的基础上进行的，但其缺点是为满足强度要求，缸套壁厚一般在6.5mm以上，不能进一步扩缸以提高功率，并且较大的壁厚挤占了冷却介质的流通通道空间，降低了柴油机的冷却效果，并因此降低了柴油机的工作效率。
也有文献提到采用球墨铸铁作为缸套材料，以提高缸套的强度，因为球墨铸铁品种较多，性质各异，至今尚未发现比较完整的技术方案来满足缸套使用要求的球墨铸铁品种
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在相同条件下可进一步扩缸以提高柴油机功率、工作可靠且冷却效果较好的柴油机薄壁缸套。
本发明所要解决的另一技术问题是提供制造上述柴油机薄壁缸套的方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：柴油机薄壁缸套，包括中空的缸套本体，所述缸套的壁厚为5.0-6.0mm，所述缸套本体的材料为珠光体球墨铸铁，所述珠光体球墨铸铁中珠光体的数量不小于80％。
作为一种改进，所述缸套的壁厚为6.0mm，所述缸套本体的材料为珠光体球墨铸铁，所述珠光体球墨铸铁中珠光体的数量为80％。
作为一种改进，所述缸套的壁厚为5.0mm，所述缸套本体的材料为珠光体球墨铸铁，所述珠光体球墨铸铁中珠光体的数量为90％。
制造上述柴油机薄壁缸套的方法，包括以下步骤：
第一步 铸毛坯：铸成管状缸套毛坯；
第二步 正火：将缸套毛坯在880-940℃下恒温保温60-90分钟后出炉，根据环境温度，采用空冷、风冷或雾冷；
第三步 回火：将正火后的缸套毛坯在550-600℃下恒温保温60-90分钟后出炉，然后自然冷却；
第四步 加工：采用机械设备将回火后的缸套毛坯加工；
第五步 内孔表面硬化处理：将加工好的缸套内孔表面进行硬化处理，可采用软氮化、或激光淬火、或表面高频淬火等热处理工艺，或采用等温淬火工艺。
第六步 珩磨：采用珩磨设备将缸套内壁平台珩磨网纹。
由于采用上述技术方案，柴油机薄壁缸套，包括中空的缸套本体，所述缸套本体的壁厚为5.0-6.0mm，所述缸套本体的材料为珠光体球墨铸铁，所述珠光体球墨铸铁中珠光体的数量不小于80％；克服了已有技术中采用硼铸铁、钒钛铸铁等材质的缸套因强度不适应薄壁缸套的要求，因而达到柴油机因增加功率进行扩缸并保证柴油机的可靠性，所需的工艺简单，成本较低的气缸套材质；并且珠光体球墨铸铁气缸套的基体组织为致密强韧的珠光体，强度比普通铸铁强度约高三倍；抗蚀性好，耐磨性比普通铸铁缸套约高一倍(内表面强化处理后或采用等温淬火工艺，其整体性能会有更大的提高)。
附图说明
附图是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
如附图所示，柴油机薄壁缸套，包括中空的缸套本体，所述缸套1的壁厚为5.0-6.0mm，所述缸套本体的材料为珠光体球墨铸铁，所述珠光体球墨铸铁中珠光体的数量不小于80％。
制造上述柴油机薄壁缸套的方法，包括以下步骤：
第一步 铸毛坯：铸成管状缸套毛坯；
第二步 正火：将缸套毛坯在880-940℃下恒温保温60-90分钟后出炉，根据环境温度，采用空冷、风冷或雾冷；
第三步 回火：将正火后的缸套毛坯在550-600℃下恒温保温60-90分钟后出炉，然后自然冷却；
第四步 加工：采用机械设备将回火后的缸套毛坯加工；
第五步 内孔表面硬化处理：将加工好的缸套内孔表面进行硬化处理，可采用软氮化、或激光淬火、或表面高频淬火等热处理工艺，或采用等温淬火工艺。
第六步 珩磨：采用珩磨设备将缸套内壁平台珩磨网纹。
实施例一：如附图所示，所述缸套1的壁厚为6.0mm，所述缸套本体的材料为珠光体球墨铸铁，所述珠光体球墨铸铁中珠光体的数量为90％。
内孔为Ф105mm的缸套，按照可靠性要求，使用合金铸铁缸套，最小壁厚应在6.5mm以上，在受到缸心距限制的情况下，冷却通道大大减小，采用壁厚为6.0mm的珠光体球铁缸套，经过实验室1000小时耐久试验，柴油机性能达到设计要求，水温稳定在设计范围之内。
实施例二：如附图所示，所述缸套1的壁厚为5.0mm，所述缸套本体的材料为珠光体球墨铸铁，所述珠光体球墨铸铁中珠光体的数量为80％。
内孔为Ф110mm的缸套，按照可靠性要求，使用合金铸铁缸套，最小壁厚应在6.5mm以上，若用在大功率或船用柴油机上缸套最小壁厚应在7.5mm以上，在受到缸心距限制和合金铸铁缸套壁厚不能保证可靠性要求的情况下，采用珠光体球墨铸铁缸套，壁厚为5.0mm，经过实验室1000小时耐久试验，柴油机性能达到设计要求，水温稳定在设计范围之内。
试验结束后拆机检测，缸套未发生明显穴蚀，测量缸套内孔最大磨损值0.018mm，平均磨损值0.01mm；缸套变形量平均0.01mm；气环开口间隙增大值0.125mm，平均增大值0.086；油环开口间隙增大值0.115，平均增大值0.104。
Claims (4)
1.柴油机薄壁缸套，包括中空的缸套本体，其特征是：所述缸套(1)的壁厚为5.0-6.0mm，所述缸套本体的材料为珠光体球墨铸铁，所述珠光体球墨铸铁中珠光体的数量不小于80％。
2.如权利要求1所述的柴油机薄壁缸套，其特征是：所述缸套(1)的壁厚为6.0mm，所述缸套本体的材料为珠光体球墨铸铁，所述珠光体球墨铸铁中珠光体的数量为80％。
3.如权利要求1所述的柴油机薄壁缸套，其特征是：所述缸套(1)的壁厚为5.0mm，所述缸套本体的材料为珠光体球墨铸铁，所述珠光体球墨铸铁中珠光体的数量为90％。
4.制造如权利要求1所述柴油机薄壁缸套的方法，其特征是：包括以下步骤：
第一步 铸毛坯：铸成管状缸套毛坯；
第二步 正火：将缸套毛坯在880-940℃下恒温保温60-90分钟后出炉，根据环境温度，采用空冷、风冷或雾冷；
第三步 回火：将正火后的缸套毛坯在550-600℃下恒温保温60-90分钟后出炉，然后自然冷却；
第四步 加工：采用机械设备将回火后的缸套毛坯加工；
第五步 内孔表面硬化处理：将加工好的缸套内孔表面进行硬化处理，可采用软氮化、或激光淬火、或表面高频淬火等热处理工艺，或采用等温淬火工艺。
第六步 珩磨：采用珩磨设备将缸套内壁平台珩磨网纹。
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