CN202578927U

CN202578927U - 一种汽车发动机缸套

Info

Publication number: CN202578927U
Application number: CN 201220123787
Authority: CN
Inventors: 朱琼花; 袁爽; 沈源; 由毅; 赵福全
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-03-29

Abstract

本实用新型提供了一种汽车发动机缸套，属于汽车技术领域。它解决了现有的汽车发动机缸套耐磨性能、抗腐蚀性能差的问题。本汽车发动机缸套，包括缸套的内壁上设有钛基硬质合金层，缸套的内壁与钛基硬质合金层之间设有氮化物层。本汽车发动机缸套通过氮化物层和钛基硬质合金层来提高缸套的耐磨性和抗腐蚀性。

Description

一种汽车发动机缸套

技术领域

本实用新型属于汽车发动机技术领域，涉及一种汽车发动机缸套。

背景技术

随着生活水平的提高、汽车的普及，人们对汽车的性能提出了越来越高的要求，而汽车发动机的功率也越来越高。缸套作为汽车发动机中活塞往复运动重要的接触部件之一，随着平均往复运动速度的提高，其耐磨性变得尤为重要，并且作为发动机燃烧室的组成部件之一，常与可燃混合气和燃烧废气接触，长期处于“湿热”腐蚀性环境下工作。在发动机点火时，气体爆燃瞬间温度高、压力大，因此，缸套一直处于一种高温、高压、高腐蚀、高磨损的恶劣环境中工作。目前的缸套普遍采用在缸套内壁上镀鉻的方式来减少磨损，提高寿命，但是现阶段该减磨方式渐渐无法满足发动机对缸套的苛刻要求。

中国实用新型专利申请(申请号：201020661678.1)公开了一种等离子缸套，包括缸体、缸体内壁、外壁上均有钝化膜。通过结构简单的钝化膜起到保护缸套不受油性液体腐蚀，提高缸套的使用寿命。该实用新型虽然能够增强缸套的抗腐蚀性，但是由于缸套的工作环境恶劣，该专利仍然没有对缸套的耐磨性做出改善。且由于缸套的工作环境日益恶劣，该专利所述的缸套所具有的耐磨性能也以及逐渐无法满足人们提高发动机经济性的渴求。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车发动机缸套，该汽车发动机缸套在提高抗腐蚀性能的同时能够提高耐磨性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车发动机缸套，活塞在该缸套内做往复直线运动，其特征在于，所述缸套的内壁上设有钛基硬质合金层，所述缸套的内壁与钛基硬质合金层之间设有氮化物层。

缸套呈圆筒形，活塞在里面做往复直线运动。在缸套的内壁上先设置一层氮化物层，以提高耐高温性能和硬度，再在氮化物层上设置一层钛基硬质合金层，钛基硬质合金抗腐蚀、耐高温，且耐磨损，因此，提高了缸套整体的耐腐蚀、耐高温、耐磨损性能。

所述的氮化物层为氮化铬涂层。氮化铬具有高熔点、高硬度、高化学稳定性等优点，其设置在缸套内能够提高缸套的耐高温、耐腐蚀性能。

所述的氮化铬涂层通过热喷涂方式设置在缸套内壁上。通过将融化的氮化铬喷射在缸套内壁，从而形成喷涂层。

所述的氮化铬涂层的厚度为1um～5um。根据缸套所处工作环境所产生的温度、压力以及腐蚀情况，厚度小于1um时，无法满足耐温度、抗腐蚀的要求，厚度大于5um时，成本过高，造成浪费，氮化铬涂层的厚度为1um～5um时能够满足性能要求。

所述的氮化铬涂层的厚度为3um。综合考虑缸套所处工作环境所产生的温度、压力、腐蚀情况以及缸套成本问题，氮化铬涂层的厚度为3um时效果较佳。

所述的钛基硬质合金层通过喷涂方式设置在氮化铬涂层上。钛基硬质合金通过PVD即物理气相沉淀的工艺喷涂到氮化铬涂层上，该方法实现的涂层具有高硬度、摩擦系数低、耐磨损以及抗腐蚀的优点，再结合钛基硬质合金自身的性能，从而提高缸套整体的耐磨损、抗腐蚀性能。

所述的钛基硬质合金层的厚度为1um～5um。根据缸套所处工作环境所产生的温度、压力以及腐蚀情况，厚度小于1um时，无法满足耐磨损、耐温度、抗腐蚀的要求，厚度大于5um时，成本过高，造成浪费，钛基硬质合金层的厚度为1um～5um时能够满足性能要求。

所述的钛基硬质合金层的厚度为3um。综合考虑缸套所处工作环境所产生的磨损、腐蚀、温度情况以及缸套成本问题，钛基硬质合金层的厚度为3um时效果较佳。

与现有技术相比，本汽车发动机缸套具有以下优点：

1、PVD喷涂方法具有高效率化、沉积速度快、可使用合金靶材等优点。

2、由于缸套内壁设有氮化铬涂层及钛基硬质合金层，所以具有耐高温、耐高压和耐腐蚀的优点。

3、多层喷涂，可获得两种不同材料的综合性能，满足磨粒磨损及冲蚀磨损等的使用要求；多层薄膜还具有“应力阻挡”作用，可降低表面与次表面的最大应力，从而具有较高的承载能力；多层薄膜中多个与基材表面平行的界面，使得差排移动困难，有效地抑制裂纹的产生和扩展，提高镀层硬度和韧性。

附图说明

图1是本汽车发动机缸套结构剖视图。

图中，1、缸套；2、氮化铬涂层；3、钛基硬质合金层。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，一种汽车发动机缸套，缸套1呈圆筒形，采用灰铸铁材料，活塞在该缸套1内做往复直线运动。缸套1的内壁上设有钛基硬质合金层3，钛基硬质合金抗腐蚀、耐高温，且耐磨损，能够满足直接与活塞及油汽接触所需的性能要求。缸套1的内壁与钛基硬质合金层3之间设有氮化物层，以提高耐高温性能和硬度。

具体来说，氮化物层为氮化铬涂层2，并通过热喷涂方式设置在缸套1内壁上。氮化铬具有高熔点、高硬度、高化学稳定性等优点，通过将融化的氮化铬喷射在缸套1内壁，从而形成氮化铬涂层2能够提高缸套1的耐高温、耐腐蚀性能。根据缸套1所处工作环境所产生的温度、压力以及腐蚀情况，氮化铬涂层2的厚度小于1um时，无法满足耐温度、抗腐蚀的要求，厚度大于5um时，成本过高，造成浪费。因此，综合考虑缸套1所处工作环境所产生的温度、压力、腐蚀情况以及缸套1成本问题，本实施例中的氮化铬涂层2的厚度为3um时效果较佳。

钛基硬质合金层3通过PVD即物理气相沉淀的工艺喷涂到氮化铬涂层2上，该方法实现的涂层具有高硬度、摩擦系数低、耐磨损以及抗腐蚀的优点，再结合钛基硬质合金自身的性能，从而提高缸套1整体的耐磨损、抗腐蚀性能。根据缸套1所处工作环境所产生的温度、压力以及腐蚀情况，钛基硬质合金层3的厚度小于1um时，无法满足耐磨损、耐温度、抗腐蚀的要求，厚度大于5um时，成本过高，造成浪费。因此，综合考虑缸套3所处工作环境所产生的磨损、腐蚀、温度情况以及缸套成本问题，本实施例中的钛基硬质合金层3的厚度为3um时效果较佳，能够在提高缸套1耐腐蚀性的同时提高缸套1的耐磨损性能和耐高温性能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以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，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了缸套1、氮化铬涂层2、钛基硬质合金层3等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims

1.一种汽车发动机缸套，活塞在该缸套(1)内做往复直线运动，其特征在于，所述缸套(1)的内壁上设有钛基硬质合金层(3)，所述缸套(1)的内壁与钛基硬质合金层(3)之间设有氮化物层。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机缸套，其特征在于，所述的氮化物层为氮化铬涂层(2)。

3.根据权利要求2所述的汽车发动机缸套，其特征在于，所述的氮化铬涂层(2)通过热喷涂方式设置在缸套内壁上。

4.根据权利要求3所述的汽车发动机缸套，其特征在于，所述的氮化铬涂层(2)的厚度为1um～5um。

5.根据权利要求4所述的汽车发动机缸套，其特征在于，所述的氮化铬涂层(2)的厚度为3um。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的汽车发动机缸套，其特征在于，所述的钛基硬质合金层(3)通过喷涂方式设置在氮化铬涂层(2)上。

7.根据权利要求6所述的汽车发动机缸套，其特征在于，所述的钛基硬质合金层(3)的厚度为1um～5um。

8.根据权利要求7所述的汽车发动机缸套，其特征在于，所述的钛基硬质合金层(3)的厚度为3um。