[发明专利]一种铝硅钛合金气缸套及其加工工艺

说明书

本发明公开了一种铝硅钛合金气缸套及其加工工艺，该气缸套组成成分为：Si:3‑8％，Ti:3‑8％，C:0.01‑0.03％，Ni:2‑4％，Cr:0.5‑1.5％，Sr:0.1‑0.3％，Mn:0.6‑1％，Ca:0.4‑0.9％，S：0.01‑0.03％，其余为铝；制作的气缸套的疲劳寿命提高了2.5倍，显微硬度提高25％、耐磨性提高60％、耐腐蚀性提高50％，提高了气缸套的机械性能，改善了易发生的穴蚀、腐蚀、疲劳开裂等问题，延长了气缸套的使用寿命，减少了工艺装备的投入，降低了制造成本，缩短了加工周期，节能环保，对金属表面进行无切削量的加工，使气缸套的精度大幅度提高，Ra值≤小于等于0.1。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种铝硅钛合金气缸套及其加工工艺。

背景技术

气缸套与缸盖和活塞共同构成气缸的工作空间，是活塞往复运动的导程，其外有冷却水冷却，承受着机械破坏和腐蚀破坏。

现有的气缸套一般采用含磷或含硼的耐磨合金铸铁或无缝冷拔钢管作为材料来生产加工，其加工工艺复杂并存在诸多不足：

(1)、工序繁多，需动用多种机械设备，如车床、镗床、内圆磨、外圆磨及珩磨机，因此生产周期长、制造成本高；

(2)、铸铁类或结构钢等材料的耐腐蚀性能差，与冷却介质表层极易腐蚀疲劳开裂，故使用寿命短；

(3)、为提高耐磨性能，缸套内表面一般进行镀铬(松孔镀铬、贮油网点镀铬等),氮化或磷化等处理后通过磨削手段来降低表面粗糙度。这些镀层或氮化层很薄，特别是氮化层只有0.02～0.15mm，磨削加工后耐磨层容易被部分去除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝硅钛合金气缸套及其加工工艺，使得气缸体的性能大幅度提高，同时还提供了气缸套的加工工艺，工艺简单，设备投入少，降低了制造成本，缩短了加工周期。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种铝硅钛合金气缸套，该气缸套组成成分为：Si:3-8％，Ti:3-8％，C:0.01-0.03％，Ni:2-4％，Cr:0.5-1.5％，Sr:0.1-0.3％，Mn:0.6-1％，Ca:0.4-0.9％，S：0.01-0.03％，其余为铝。

一种铝硅钛合金气缸套的加工工艺，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毛坯；

S4、通过数控车床对S3中得到的气缸套毛坯的外圆、内孔进行粗车，各留余量0.5-0.8mm；

S5、将S4得到的气缸套毛坯在真空装置中去应力退火，保温，冷却方式为油冷；

S6、通过高精度数控车床对S5得到的气缸套毛坯的内孔进行精车；

S7、将S6得到的气缸套毛坯在真空等离子渗氮炉中进行等离子氮化，保温4h；

S8、对S7得到的气缸套毛坯的内孔表面进行能量加工，使表面粗糙度达到Ra值≤0.1；

S9、对S8得到的气缸套毛坯的外圆进行精车，且对S8得到的气缸套毛坯的表面进行能量加工，切削速度90-110mm/min，进给量0.1-0.25mm/r，即得到铝硅钛合金气缸套。

进一步，步骤S5所述的退火温度为250-300℃；保温时间为120-240min。