[发明专利]激光热处理技术在船用柴油机气缸套中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光热处理技术在船用柴油机气缸套中的应用，尤其适用于大型远洋船舶柴油机的配置。

背景技术

传统的低合金铸铁和合金铸铁材质的船舶柴油机气缸套，使用一段时间后，内孔磨损加大，缸壁与活塞之间产生较大的间隙，密封不严，造成泄露，致使发动机功率下降，严重时还会失去工作性能，同时抗穴蚀性能较差，一旦缸套被穴蚀击穿，还会造成事故的发生。

发明内容

本发明应用激光辐射淬火技术对船舶柴油机气缸套内表面进行热处理，使气缸套内壁表面获得一定硬度和深度的硬化层，提高了油缸内壁的耐磨性和抗穴蚀性能。

激光处理的变形量是常规热处理变形量的1/20～1/30，变形量很小，基本保持气缸套淬火前的原始状态，与活塞环具有良好的密封和配副性能。

激光辐射加热金属的加热速度为(3-5)*10³℃/s，比常规加热方式加热速度提高数十倍以上，加热后靠金属自身的热传导进行冷却，冷却速度达900℃/s，优于常规淬火介质的冷却速度，因此激光淬火的组织与常规淬火组织不同，从表面到心部，温度呈递减分布，获得理想的组织状态。

激光淬火的最大硬度值为HRC66，高于常规淬火后硬度值HRC54，淬火层深度达3-3.5mm，使气缸套达到高耐磨的要求。

激光淬火分为螺旋状和网纹两种。硬化带的宽度大于软化带的宽度，一般硬化带的宽度为2-2.5mm。

附图说明

附图为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

1.磷化前的准备

成品气缸套在磷化前，其内孔必须具备较高粗糙度，越光滑越好，磷化前需清洗干净。

2.磷化

为了使激光扫描充分的吸收，气缸套必须磷化成黑色，而且黑色的深度要保持一致，否则影响激光扫描质量。

(1)热水清洗剂清洗

用3％-5％清洗剂(粉状)兑水，将水加温到60℃-80℃，然后把气缸套放入到水中浸泡15分钟。

(2)热水清洗

将清水加热到75℃-100℃，将气缸套放入池中，浸泡4-5分钟。

(3)磷化

根据产品要求，将磷化液与水按一定比例配比，加温到110℃-115℃，将气缸套放入磷化池中，根据膜层厚度的要求，一般控制20-25分钟。

(4)冷水清洗

用洁净清水清洗5-6分钟。

(5)沥干

自然沥干或用风吹干即可。

3.激光扫描

扫描速度25-40mm/s，加热温度为(3-5)*10³℃/s，淬火厚度3-3.5mm。

4.浸油

用32#机油，升温到60℃-100℃，将气缸套放入油池中浸泡15-20分钟。